심리학 연구방법 및 통계: 벼락치기 팩

공식 모음, 모든 주제의 핵심 풀이 단계, 연습 문제 16개가 들어 있으며 전체 풀이는 맨 뒤에 있습니다.

새 문제강의로 돌아가기

인쇄 창에서 “PDF로 저장”을 선택하면 기기에 사본을 보관할 수 있습니다.

1공식과 풀이 방법

기술통계

평균
x̄ = Σx/n
표본 표준편차
s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
중앙값
정렬한 데이터의 가운데 값
z 점수
z = (x − μ)/σ
정규분포
±1σ 안에 68%, ±2σ 안에 95%

확률

여사건
P(not A) = 1 − P(A)
덧셈 정리
P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B)
독립 사건
P(A ∩ B) = P(A)·P(B)
조건부 확률
P(A|B) = P(A ∩ B)/P(B)
이항분포
P(X = k) = C(n,k)·pk(1 − p)n−k

정규분포

z 점수
z = (x − μ)/σ
x 미만
P(X < x) = Φ(z)
x 초과
P(X > x) = 1 − Φ(z)
두 값 사이
Φ(z2) − Φ(z1)
백분위수
x = μ + z·σ

방법

  1. 값을 z 점수로 바꾸세요: z = (x − μ)/σ.
  2. z 왼쪽의 넓이인 Φ(z)를 표에서 찾으세요.
  3. 오른쪽 넓이는 1 − Φ(z)를 쓰고, 구간은 두 왼쪽 넓이를 빼세요.
  4. 백분위수는 거꾸로 구하세요: 넓이에 해당하는 z를 찾은 다음 x = μ + z·σ.

신뢰구간

σ를 알 때
x̄ ± z·σ/√n
σ를 모를 때
x̄ ± t·s/√n, df = n − 1
임계 z값
90%: 1.645, 95%: 1.96, 99%: 2.576
표본 크기
n = (z·σ/E)², rounded up

방법

  1. z(모집단 σ를 앎)와 t(표본 s만 알고, 자유도 n − 1) 중에서 고르세요.
  2. 신뢰수준에 해당하는 임곗값을 찾으세요.
  3. 오차 한계: E = 임곗값 × 표준편차/√n.
  4. 구간: x̄ ± E.

가설 검정과 신뢰구간

평균에 대한 z 검정
z = (x̄ − μ0)/(σ/√n)
평균에 대한 t 검정
t = (x̄ − μ0)/(s/√n), df = n − 1
유의수준 5% 양측 검정
|z| > 1.96이면 H0 기각
신뢰구간
x̄ ± z·σ/√n

방법

  1. H₀과 H₁을 세우고 단측 검정인지 양측 검정인지 정하세요.
  2. 검정 통계량을 계산하세요: (x̄ − μ₀)/(σ/√n), 또는 s와 t를 사용.
  3. 임곗값과 비교하거나 p값을 구하세요.
  4. 통계량이 임곗값을 넘으면(p가 α보다 작으면) H₀을 기각하고, 결론을 문장으로 쓰세요.

선형 회귀와 상관

제곱합
Sxx = Σ(x − x̄)² = Σx² − (Σx)²/n, Sxy = Σxy − ΣxΣy/n
기울기
b = Sxy/Sxx
절편
a = ȳ − b·x̄
상관계수
r = Sxy/√(SxxSyy)
잔차
e = y − ŷ

카이제곱 검정

검정통계량
χ² = Σ(O − E)²/E
적합도 검정
E = n·p, df = k − 1 − (estimated parameters)
독립성 검정
E = row total × column total / grand total, df = (r − 1)(c − 1)
임곗값(α = 0.05)
df 1: 3.841, 2: 5.991, 3: 7.815, 4: 9.488
의사 결정
χ² > χ²crit이면 H0을 기각

2연습 문제

1.심리학 연구 방법보통

내용 분석에서 평정자 간 신뢰도는 어떻게 확인합니까?

  1. A두 연구자가 같은 자료를 부호화하게 하고 결과를 비교한다
  2. B더 큰 자료 표본을 사용한다
  3. C하루에 같은 자료를 두 번 부호화한다
  4. D연구자가 한 자료 부호화가 맞는지 참가자에게 사후에 묻는다
2.심리학 연구 방법어려움

크기가 같은 두 독립 집단에 대해 한 연구가 t(28) = 2.50, p = .018을 보고합니다. 참가자는 몇 명이었습니까?

  1. A56
  2. B28
  3. C29
  4. D30
3.기술통계보통
1520253035404550

자료의 표본 표준편차 s를 구하세요: 19, 15, 31, 21, 11, 37, 54.

n = 7
s =
4.기술통계어려움
z −2−1012

시험 점수는 평균 50, 표준편차 10인 정규분포를 따릅니다. 56점의 z점수 z를 구하세요.

μ = 50σ = 10x = 56
z =
5.확률보통
P(적어도 한 번 6) = ??1?2?3매 던지기에서 P(6) = 1/6

공정한 주사위를 3번 던집니다. 6이 적어도 한 번 나올 확률 P는 얼마일까요?

n = 3
P =
6.확률어려움
n = 12, p = 0.5: P(X = 4) = ?k0123456789101112

어떤 시험에 객관식 문제가 12개 있습니다. 찍어서 푸는 학생은 각 문제를 독립적으로 확률 0.5로 맞힙니다. 정확히 4개를 맞힐 확률 P는 얼마일까요?

n = 12p = 0.5k = 4
P =
7.정규분포보통
200 mm200.3 mmX + Y?

X는 평균 120 mm, 표준편차 0.3 mm인 정규분포를 따르고, Y는 독립이며 평균 80 mm, 표준편차 0.4 mm인 정규분포를 따릅니다. X + Y가 200.3 mm보다 클 확률 P을(를) 구하시오. z는 소수 둘째 자리로 반올림하시오.

μX = 120, σX = 0.3μY = 80, σY = 0.4X + Y > 200.3 mm
P =
8.정규분포어려움
0.02 mm0D − d?

구멍 지름 D는 평균 25.02 mm, 표준편차 0.015 mm인 정규분포를 따릅니다. 축 지름 d는 독립이며 평균 25 mm, 표준편차 0.01 mm인 정규분포를 따릅니다. 무작위로 고른 축은 D − d > 0일 때 끼워집니다. 끼워질 확률 P을(를) 구하시오. z는 소수 둘째 자리로 반올림하시오.

구멍: μ = 25.02 mm, σ = 0.015 mm축: μ = 25 mm, σ = 0.01 mm
P =
9.신뢰구간보통
μ₁ − μ₂0L = ?Ux̄₁ − x̄₂E99%

두 휴대전화 모델의 배터리 수명을 비교한다. 모델 1: 휴대전화 50대, 평균 136.5 h, 알려진 표준 편차 16 h. 모델 2: 휴대전화 80대, 평균 125 h, 알려진 표준 편차 7 h. μ₁ − μ₂에 대한 99% 신뢰구간의 하한을 구하시오.

n₁ = 50x̄₁ = 136.5 hσ₁ = 16 hn₂ = 80x̄₂ = 125 hσ₂ = 7 h99%
하한 = h
10.신뢰구간어려움
p = 0.5, n = ?p̂ − Ep̂ + Ep̂E = 0.0499%

불량품 비율에 대해서는 사전에 알려진 것이 없다. 비율에 대한 99% 신뢰구간의 오차 한계가 최대 0.04이(가) 되려면 제품을 몇 개 n 검사해야 하는가?

p = 0.5E = 0.0499%
n =
11.가설 검정과 신뢰구간보통
−2.2622.262t = ?df = 9

직원 10명이 교육 과정 전후에 타자 시험을 본다. 각 사람에 대해 차이 d = 후 − 전(분당 단어 수)을 기록한다. 평균 차이는 −2.11, 차이의 표준 편차는 1.8이다. H₀: μd = 0에 대한 대응 검정 통계량 t을(를) 구하시오.

n = 10d̄ = −2.11sd = 1.8
t =
12.가설 검정과 신뢰구간어려움
μ₀x̄c

H₀: μ = 500 대 H₁: μ > 500의 단측 z 검정을 표본 크기 25, α = 0.01에서 실시한다. 표준 편차는 5로 알려져 있다. 실제 평균은 503.3이다. 검정력 1 − β을(를) 퍼센트로 구하시오.

μ₀ = 500μ = 503.3σ = 5n = 25α = 0.01
1 − β = %
13.선형 회귀와 상관보통
xy1243365407429511158xy5104060

표에는 x = 광고비(k€), y = 매출(k€)의 짝지은 관측값 6쌍이 있습니다. 피어슨 상관계수 r을(를) 구하세요.

n = 6
r =
14.선형 회귀와 상관어려움
xy145517722085239726111xy1520256080100ŷ = 91

표에는 x = 기온(°C), y = 아이스크림 판매량의 짝지은 관측값 5쌍이 있습니다. 최소제곱 직선 ŷ = a + b·x를 쓰세요. 직선이 ŷ = 91을(를) 예측하는 값 x은(는) 얼마인가요?

n = 5ŷ = 91
x =
15.카이제곱 검정보통
낮음중간높음합계도시131968100농촌23352280합계365490180

분할표는 관측 도수를 보여 줍니다. 행 변수와 열 변수 사이의 독립성 검정을 위한 카이제곱 통계량 χ²을(를) 계산하세요. 연속성 수정은 쓰지 마세요.

N = 1802 × 3
χ² =
16.카이제곱 검정어려움
dfα = 0.05α = 0.0113.8416.63525.9919.21037.81511.34549.48813.277511.07015.086612.59216.812714.06718.475815.50720.090916.91921.6661018.30723.209

카이제곱 적합도 검정으로 9개 범주의 관측 도수를 완전히 지정된 기대 비율과 비교합니다(자료에서 추정한 모수 없음). 표를 이용해 유의수준 α = 0.05에서 임곗값 χ²crit을(를) 구하세요.

α = 0.05
χ²crit =

3용액

1.심리학 연구 방법

답: A · 두 연구자가 같은 자료를 부호화하게 하고 결과를 비교한다

이것이 답인 이유

독립적인 부호화자들이 같은 자료에 비슷한 부호를 붙이면(일치도나 상관이 높으면) 부호화 체계는 신뢰할 만합니다.

답

A · 두 연구자가 같은 자료를 부호화하게 하고 결과를 비교한다
2.심리학 연구 방법

답: D · 30

이것이 답인 이유

자유도 28은 28 + 2 = 30명, 즉 각 집단 15명을 뜻합니다.

답

D · 30
3.기술통계

답: s = 14.97

기술통계: 평균은 합을 n으로 나눈 값이고, 중앙값은 정렬된 자료의 가운데 값입니다(n이 짝수면 가운데 두 값의 평균). 표본 표준편차는 s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). z점수 z = (x − μ)/σ는 어떤 값이 평균에서 표준편차 몇 개만큼 떨어져 있는지를 나타냅니다.

평균

x̄ = 188/7 = 26.86

편차의 제곱

Σ(x − x̄)² = (−7.857)² + (−11.86)² + 4.143² + (−5.857)² + (−15.86)² + 10.14² + 27.14² = 1345

표준편차

s = √(1345/6) = 14.97

답

s = 14.97
4.기술통계

답: z = 0.6

기술통계: 평균은 합을 n으로 나눈 값이고, 중앙값은 정렬된 자료의 가운데 값입니다(n이 짝수면 가운데 두 값의 평균). 표본 표준편차는 s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). z점수 z = (x − μ)/σ는 어떤 값이 평균에서 표준편차 몇 개만큼 떨어져 있는지를 나타냅니다.

표준화하기

z = (56 − 50)/10 = 0.6

답

z = 0.6
5.확률

답: P = 0.4213

확률: 결과가 모두 같은 정도로 일어날 때 P(A) = 유리한 경우의 수/전체 경우의 수. 독립 사건은 곱합니다: P(A 그리고 B) = P(A)·P(B). 여사건이 자주 도움이 됩니다: P(적어도 하나) = 1 − P(하나도 없음). 이항분포: 성공 확률 p인 독립 시행 n번에서 P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.

여사건

P(6이 안 나옴) = (5/6)3 = 0.5787
P = 1 − 0.5787 = 0.4213

답

P = 0.4213
6.확률

답: P = 0.1208

확률: 결과가 모두 같은 정도로 일어날 때 P(A) = 유리한 경우의 수/전체 경우의 수. 독립 사건은 곱합니다: P(A 그리고 B) = P(A)·P(B). 여사건이 자주 도움이 됩니다: P(적어도 하나) = 1 − P(하나도 없음). 이항분포: 성공 확률 p인 독립 시행 n번에서 P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.

이항분포 공식

P(X = 4) = 495·0.54·0.58 = 495·0.0625·0.003906 = 0.1208

답

P = 0.1208
7.정규분포

답: P = 0.2743

정규 변수의 합과 차: X와 Y가 독립이고 정규분포를 따르면 X + Y와 X − Y도 정규분포를 따릅니다. 평균은 더하거나 뺍니다: E(X ± Y) = μX ± μY. 분산은 차일 때도 항상 더합니다: Var(X ± Y) = σX² + σY²이므로 σ = √(σX² + σY²)입니다. 표준편차를 직접 더해서는 안 됩니다. 같은 분포를 따르는 독립인 n개 항목의 합은 평균 n·μ, 표준편차 σ·√n입니다. 그다음 평소처럼 표준화하여 z = (x − 평균)/σ를 구하고 Φ(z)를 읽습니다.

합의 분포

μ = 200 mm, σ = √(0.3² + 0.4²) = 0.5 mm

표준화하기

z = (200.3 − 200)/0.5 = 0.6

위쪽 꼬리

P = 1 − Φ(0.6) = 1 − 0.7257 = 0.2743

답

P = 0.2743
8.정규분포

답: P = 0.8665

정규 변수의 합과 차: X와 Y가 독립이고 정규분포를 따르면 X + Y와 X − Y도 정규분포를 따릅니다. 평균은 더하거나 뺍니다: E(X ± Y) = μX ± μY. 분산은 차일 때도 항상 더합니다: Var(X ± Y) = σX² + σY²이므로 σ = √(σX² + σY²)입니다. 표준편차를 직접 더해서는 안 됩니다. 같은 분포를 따르는 독립인 n개 항목의 합은 평균 n·μ, 표준편차 σ·√n입니다. 그다음 평소처럼 표준화하여 z = (x − 평균)/σ를 구하고 Φ(z)를 읽습니다.

차의 분포

μ = 25.02 − 25 = 0.02 mm, σ = 0.01803 mm

표준화하기

z = (0 − 0.02)/0.01803 = −1.11

확률

P = 1 − Φ(−1.11) = 0.8665

답

P = 0.8665
9.신뢰구간

답: 하한 = 5.332 h

Interval for a difference: estimate ± critical value × standard error. For two independent means with known σ: SE = √(σ₁²/n₁ + σ₂²/n₂) and z. With equal unknown variances: pooled s_p and t with n₁ + n₂ − 2 degrees of freedom. For paired data, work with the differences: d̄ ± t·s_d/√n.

점추정값

x̄₁ − x̄₂ = 136.5 − 125 = 11.5

표준오차

SE = √(16²/50 + 7²/80) = 2.394

오차 한계

E = 2.576·2.394 = 6.168

구간

11.5 ± 6.168 → [5.332, 17.67]

답

하한 = 5.332 h

구간이 0을 포함하지 않으므로 두 평균은 유의하게 다릅니다.

10.신뢰구간

답: n = 1037

Confidence interval for a proportion: p̂ ± z·√(p̂(1 − p̂)/n), where p̂ = x/n. To reach a margin E you need n ≥ z²·p(1 − p)/E², rounded up; without a prior estimate use p = 0.5, which gives the largest n.

n에 대해 풀기

n = 2.576²·0.5·0.5/0.04² = 1037

올림하기

n = 1037

답

n = 1037
11.가설 검정과 신뢰구간

답: t = −3.707

Testing a mean: the test statistic measures how many standard errors the sample mean lies from the value claimed in H₀: z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n) when σ is known, t = (x̄ − μ₀)/(s/√n) when it is estimated from the sample. A confidence interval is x̄ ± (critical value)·(standard error).

평균 차이의 표준 오차

SE = 1.8/√10 = 0.5692

검정통계량

t = −2.11/0.5692 = −3.707

답

t = −3.707

df = 9에서 양측 5% 임곗값은 2.262입니다. |t|가 더 크므로 H₀를 기각합니다.

12.가설 검정과 신뢰구간

답: 1 − β = 83.5 %

검정력: 검정력 = 1 − β는 H₀가 거짓일 때 H₀를 기각할 확률입니다. μ₀와 z_α에서 기준값 x̄c를 구한 다음, 참 평균을 써서 x̄c 너머에 들어갈 확률을 계산합니다: z = (x̄c − μ)/(σ/√n).

임계 표본 평균

SE = 5/√25 = 1
x̄c = 500 + 2.326·1 = 502.3

참 평균에서의 z

z = (502.3 − 503.3)/1 = −0.974

전력

검정력 = P(Z > −0.974) = 83.5%
1 − β = 83.5%

답

1 − β = 83.5%
13.선형 회귀와 상관

답: r = 0.9797

최소제곱 회귀: 평균을 x̄, ȳ라 하고 Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)², Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ)라 하면, 직선 ŷ = a + b·x의 기울기는 b = Sxy/Sxx, 절편은 a = ȳ − b·x̄이므로 이 직선은 항상 (x̄, ȳ)를 지납니다. 피어슨 상관계수 r = Sxy/√(Sxx·Syy)는 −1과 1 사이에 있으며, r²은 y의 변동 중 직선으로 설명되는 비율입니다.

평균

x̄ = 36/6 = 6
ȳ = 251/6 = 41.83

제곱합과 곱의 합

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 217
Syy = Σ(y − ȳ)² = 700.8

상관계수

r = 217/√(70·700.8) = 0.9797

답

r = 0.9797
14.선형 회귀와 상관

답: x = 21.53

최소제곱 회귀: 평균을 x̄, ȳ라 하고 Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)², Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ)라 하면, 직선 ŷ = a + b·x의 기울기는 b = Sxy/Sxx, 절편은 a = ȳ − b·x̄이므로 이 직선은 항상 (x̄, ȳ)를 지납니다. 피어슨 상관계수 r = Sxy/√(Sxx·Syy)는 −1과 1 사이에 있으며, r²은 y의 변동 중 직선으로 설명되는 비율입니다.

평균

x̄ = 100/5 = 20
ȳ = 420/5 = 84

제곱합과 곱의 합

Sxx = Σ(x − x̄)² = 90
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 411

회귀직선

b = 411/90 = 4.567
a = 84 − 4.567·20 = −7.333
ŷ = −7.333 + 4.567·x

x 구하기

x = (91 − (−7.333))/4.567 = 21.53

답

x = 21.53
15.카이제곱 검정

답: χ² = 29.17

카이제곱 검정: 관측 도수 O를 H₀에서의 기대 도수 E와 χ² = Σ(O − E)²/E로 비교합니다. 적합도 검정: 각 범주에 E = n·p, df = k − 1(자료에서 추정한 모수마다 1씩 더 뺌). r × c 표의 독립성 검정: E = 행 합계 × 열 합계 / 총합계, df = (r − 1)(c − 1). χ²이 선택한 α의 임곗값을 넘으면 H₀을 기각합니다.

기대 도수

도시: 100·36/180 = 20, 100·54/180 = 30, 100·90/180 = 50
농촌: 80·36/180 = 16, 80·54/180 = 24, 80·90/180 = 40

카이제곱 통계량

χ² = (13 − 20)²/20 + (19 − 30)²/30 + (68 − 50)²/50 + (23 − 16)²/16 + (35 − 24)²/24 + (22 − 40)²/40
χ² = 29.17

답

χ² = 29.17

df = 2. α = 0.05에서 임곗값은 5.991이므로 H₀(독립)은 기각됩니다.

16.카이제곱 검정

답: χ²crit = 15.51

카이제곱 검정: 관측 도수 O를 H₀에서의 기대 도수 E와 χ² = Σ(O − E)²/E로 비교합니다. 적합도 검정: 각 범주에 E = n·p, df = k − 1(자료에서 추정한 모수마다 1씩 더 뺌). r × c 표의 독립성 검정: E = 행 합계 × 열 합계 / 총합계, df = (r − 1)(c − 1). χ²이 선택한 α의 임곗값을 넘으면 H₀을 기각합니다.

자유도

df = 9 − 1 = 8

표

χ²crit(df = 8, α = 0.05) = 15.507

답

χ²crit = 15.507

계산한 χ²이 이 값보다 크면 H₀을 기각합니다.

ExamProblems · examproblems.com/courses/research-methods-psychology