심리학 연구방법 및 통계: 벼락치기 팩

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

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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

반복측정 설계에서 순서 효과는 무엇으로 통제할 수 있습니까?

  1. A역균형화(카운터밸런싱)
  2. B표본을 크게 하는 것만
  3. C무선 표집
  4. D단일맹검 절차
2.심리학 연구 방법어려움

해석적 현상학적 분석(IPA)의 주된 목적은 무엇입니까?

  1. A개인이 자신의 체험을 어떻게 이해하는지 탐색하는 것
  2. B반응 시간을 정확하게 측정하는 것
  3. C큰 표본으로 인과 가설을 검정하는 것
  4. D텍스트에서 단어의 빈도를 세는 것
3.기술통계보통
15202530354045

자료의 표본 표준편차 s를 구하세요: 16, 40, 12, 15, 18, 48.

n = 6
s =
4.기술통계어려움
z −2−1012

어떤 양은 평균 60, 표준편차 10인 정규분포를 따릅니다. 45보다 작은 값의 비율 P는 얼마일까요?

μ = 60σ = 10x = 45
P =
5.확률보통
xp(x)00.3520.240.1560.3μ = 2.8

표의 분포에 대해 X의 표준편차 σ을(를) 구하시오.

x: 0, 2, 4, 6p(x): 0.35, 0.2, 0.15, 0.3
σ =
6.확률어려움
n = 7, p = 0.5: P(X ≤ 1) = ?k01234567

부품 7개를 시험하며, 각 부품은 독립적으로 확률 0.5로 고장 납니다. 고장이 많아야 하나일 확률 P는 얼마일까요?

n = 7p = 0.5
P =
7.정규분포보통
22.444.3P = ?

배송 시간은(는) 평균 32 min, 표준편차 6 min인 정규분포를 따릅니다. 22.4에서 44.3 min 사이에 있는 비율은 얼마일까요? P을(를) 소수로 답하세요.

μ = 32σ = 6x1 = 22.4x2 = 44.3
P =
8.정규분포어려움
0.04 mm0D − d?

구멍 지름 D는 평균 25.04 mm, 표준편차 0.02 mm인 정규분포를 따릅니다. 축 지름 d는 독립이며 평균 25 mm, 표준편차 0.02 mm인 정규분포를 따릅니다. 무작위로 고른 축은 D − d > 0일 때 끼워집니다. 끼워질 확률 P을(를) 구하시오. z는 소수 둘째 자리로 반올림하시오.

구멍: μ = 25.04 mm, σ = 0.02 mm축: μ = 25 mm, σ = 0.02 mm
P =
9.신뢰구간보통
n = 16, s = 9LUx̄ = 14.5E = ?99%

항목 16개의 표본 평균은 14.5, 표준편차는 s = 9입니다. 모집단은 대략 정규분포를 따릅니다. 평균에 대한 99% 신뢰구간의 오차 한계 E을(를) 구하세요.

n = 16x̄ = 14.5s = 999%t(15) = 2.947
E =
10.신뢰구간어려움
p ≈ 0.6, n = ?p̂ − Ep̂ + Ep̂E = 0.0290%

예비 연구에 따르면 제품의 약 0.6이(가) 불량이다. 비율에 대한 90% 신뢰구간의 오차 한계가 최대 0.02이(가) 되려면 제품을 몇 개 n 검사해야 하는가?

p ≈ 0.6E = 0.0290%
n =
11.가설 검정과 신뢰구간보통
−1.021.02p = ?

모집단의 평균은 250이라고 주장되며, 모집단의 표준 편차는 20로 알려져 있다. 관측값 100개의 확률 표본의 평균은 247.96이다. H₀: μ = 250 대 H₁: μ ≠ 250을(를) 검정하시오. p값 p을(를) 구하시오.

μ₀ = 250σ = 20n = 100x̄ = 247.96H₁: μ ≠ μ₀
p =
12.가설 검정과 신뢰구간어려움
σ = 20, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 0.590%

평균에 대한 90% 신뢰구간의 오차 한계가 0.5 이하가 되려면 표본이 얼마나 커야 할까요? 표준편차는 20입니다. 최소 표본 크기 n를 구하세요.

σ = 20E = 0.590%
n =
13.선형 회귀와 상관보통
xy34655275295911681369xy510506070

표에는 x = 공부 시간, y = 시험 점수의 짝지은 관측값 6쌍이 있습니다. 피어슨 상관계수 r을(를) 구하세요.

n = 6
r =
14.선형 회귀와 상관어려움
xy157264363476580685xy246607080ŷ = 59

표에는 x = 공부 시간, y = 시험 점수의 짝지은 관측값 6쌍이 있습니다. 최소제곱 직선 ŷ = a + b·x를 쓰세요. 직선이 ŷ = 59을(를) 예측하는 값 x은(는) 얼마인가요?

n = 6ŷ = 59
x =
15.카이제곱 검정보통
낮음중간높음합계도시10312061농촌13273676합계235856137

분할표는 관측 도수를 보여 줍니다. 카이제곱 독립성 검정을 위해 칸 “농촌, 중간”의 기대 도수 E을(를) 구하세요.

행 합계 = 76열 합계 = 58N = 137
E =
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 6개 범주의 도수가, 같은 자료에서 평균을 추정한 푸아송 분포를 따르는지 확인합니다. 표를 이용해 유의수준 α = 0.05에서 임곗값 χ²crit을(를) 구하세요.

α = 0.05
χ²crit =

3용액

1.심리학 연구 방법

답: A · 역균형화(카운터밸런싱)

이것이 답인 이유

역균형화는 연습 효과와 피로 효과를 조건들에 고르게 분배합니다.

답

A · 역균형화(카운터밸런싱)
2.심리학 연구 방법

답: A · 개인이 자신의 체험을 어떻게 이해하는지 탐색하는 것

이것이 답인 이유

IPA는 작고 동질적인 표본을 깊이 연구하여 참가자가 중요한 경험을 어떻게 해석하는지 살펴보며, 연구자는 그들의 의미 부여를 다시 해석합니다.

답

A · 개인이 자신의 체험을 어떻게 이해하는지 탐색하는 것
3.기술통계

답: s = 15.18

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 = 149/6 = 24.83

편차의 제곱

Σ(x − x̄)² = (−8.833)² + 15.17² + (−12.83)² + (−9.833)² + (−6.833)² + 23.17² = 1153

표준편차

s = √(1153/5) = 15.18

답

s = 15.18
4.기술통계

답: P = 0.06681

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 = −1.5

표준정규분포표

Φ(−1.5) = 0.06681
P = 0.06681

답

P = 0.06681
5.확률

답: σ = 2.482

이산 확률변수: 확률분포는 변수가 가질 수 있는 모든 값 x와 그 확률 p(x)를 나열합니다. 확률은 0과 1 사이이며 합이 1입니다. 기댓값(평균)은 E(X) = Σx·p(x)로, 장기적인 평균입니다. 분산은 Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ²이고, 표준편차는 σ = √Var(X)입니다. 일차 변환 Y = aX + b에서는 E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X), σY = |a|·σX입니다. 상수를 더해도 퍼짐은 변하지 않습니다.

평균

μ = 0·0.35 + 2·0.2 + 4·0.15 + 6·0.3 = 2.8

제곱의 평균

E(X²) = 0·0.35 + 4·0.2 + 16·0.15 + 36·0.3 = 14

분산

Var(X) = 14 − 2.8² = 6.16
σ = √6.16 = 2.482

답

σ = 2.482
6.확률

답: P = 0.0625

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.

고장 0개와 1개

P(X = 0) = 0.57 = 0.007813
P(X = 1) = 7·0.5·0.56 = 0.05469

더하기

P = 0.007813 + 0.05469 = 0.0625

답

P = 0.0625
7.정규분포

답: P = 0.925

정규분포: 값 x를 z점수 z = (x − μ)/σ로 바꾸면 평균에서 표준편차 몇 개만큼 떨어져 있는지 알 수 있습니다. z표(또는 Φ(z))는 z 왼쪽의 넓이, 즉 P(X < x)를 줍니다. 오른쪽 넓이는 1 − Φ(z)이고, 두 값 사이의 넓이는 두 넓이의 차입니다.

z점수

z₁ = (22.4 − 32)/6 = −1.6
z₂ = (44.3 − 32)/6 = 2.05

사이의 넓이

P = Φ(2.05) − Φ(−1.6) = 0.9798 − 0.0548 = 0.925

답

P = 0.925
8.정규분포

답: P = 0.9207

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 = 25.04 − 25 = 0.04 mm, σ = 0.02828 mm

표준화하기

z = (0 − 0.04)/0.02828 = −1.41

확률

P = 1 − Φ(−1.41) = 0.9207

답

P = 0.9207
9.신뢰구간

답: E = 6.631

평균에 대한 신뢰구간: x̄ ± 오차 한계. 모집단의 σ를 알면 오차 한계는 z·σ/√n이고, 표본 표준편차 s만 있으면 자유도 n − 1인 t를 써서 t·s/√n입니다. 임계값: z = 1.645 (90%), 1.96 (95%), 2.576 (99%). 오차 한계를 E 이하로 하려면 n ≥ (z·σ/E)²이 필요하며, 올림합니다.

임계값

df = n − 1 = 15, t = 2.947

오차 한계

E = 2.947·9/√16 = 6.631

답

E = 6.631
10.신뢰구간

답: n = 1624

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 = 1.645²·0.6·0.4/0.02² = 1624

올림하기

n = 1624

답

n = 1624
11.가설 검정과 신뢰구간

답: p = 0.3077

Hypothesis test: the test statistic = (estimate − value under H₀)/(standard error under H₀). The p-value is the probability, assuming H₀ is true, of a statistic at least as extreme as the one observed: the area in one tail for a one-sided H₁, twice the tail area for a two-sided H₁. Reject H₀ when p ≤ α.

검정통계량

SE = σ/√n = 20/√100 = 2
z = (247.96 − 250)/2 = −1.02

꼬리 면적

Φ(1.02) = 0.8461
1 − Φ(1.02) = 0.1539

p값

p = 2·0.1539 = 0.3077

답

p = 0.3077

p > 0.05이므로 5% 수준에서 H₀를 기각하지 않습니다.

12.가설 검정과 신뢰구간

답: n = 4330

평균 검정: 검정통계량은 표본평균이 H₀에서 주장하는 값과 표준오차 몇 개만큼 떨어져 있는지를 나타냅니다: σ를 알면 z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n), 표본에서 추정하면 t = (x̄ − μ₀)/(s/√n). 신뢰구간은 x̄ ± (임계값)·(표준오차)입니다.

n에 대해 풀기

n = (1.645·20/0.5)² = 4330

올림하기

n = 4330

답

n = 4330
13.선형 회귀와 상관

답: r = 0.9716

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 = 48/6 = 8
ȳ = 346/6 = 57.67

제곱합과 곱의 합

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 170
Syy = Σ(y − ȳ)² = 437.3

상관계수

r = 170/√(70·437.3) = 0.9716

답

r = 0.9716
14.선형 회귀와 상관

답: x = 1.439

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 = 21/6 = 3.5
ȳ = 425/6 = 70.83

제곱합과 곱의 합

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17.5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 100.5

회귀직선

b = 100.5/17.5 = 5.743
a = 70.83 − 5.743·3.5 = 50.73
ŷ = 50.73 + 5.743·x

x 구하기

x = (59 − 50.73)/5.743 = 1.439

답

x = 1.439
15.카이제곱 검정

답: E = 32.18

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

E = 76·58/137 = 32.18

답

E = 32.18
16.카이제곱 검정

답: χ²crit = 9.488

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 = 6 − 1 − 1 = 4

표

χ²crit(df = 4, α = 0.05) = 9.488

답

χ²crit = 9.488

계산한 χ²이 이 값보다 크면 H₀을 기각합니다.

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