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.정규분포보통
배송 시간은(는) 평균 32 min, 표준편차 6 min인 정규분포를 따릅니다. 32.3에서 44 min 사이에 있는 비율은 얼마일까요? P을(를) 소수로 답하세요.
μ = 32σ = 6x1 = 32.3x2 = 44
P =
2.정규분포어려움
배터리 수명은(는) 평균 500 h, 표준편차 40 h인 정규분포를 따릅니다. 전체의 99%가 그 아래에 있는 값 x(99 백분위수)을(를) 구하세요.
μ = 500σ = 40P = 99%
x = h
3.신뢰구간보통
관측값 50개와 알려진 σ에 근거한 평균의 90% 신뢰구간의 오차 한계는 10.9이다. 같은 연구에서 관측값을 450개로 하면 오차 한계 E₂은(는) 얼마인가?
90%n₁ = 50E₁ = 10.9n₂ = 450
E₂ =
4.신뢰구간어려움
두 비료를 시험한다. 구획 집단 1: 17개 구획, 평균 수확량 100 kg, 표준 편차 1 kg. 구획 집단 2: 9개 구획, 평균 103.5 kg, 표준 편차 6 kg. 분산이 같다고 가정한다(합동 t, df = n₁ + n₂ − 2). μ₁ − μ₂에 대한 95% 신뢰구간의 하한을 구하시오.
표에는 x = 공부 시간, y = 시험 점수의 짝지은 관측값 5쌍이 있습니다. 최소제곱 직선 ŷ = a + b·x를 쓰세요. 새 관측값 (3, 56)이(가) 얻어졌습니다. 잔차 e = y − ŷ를 구하세요.
n = 5(3, 56)
e =
9.카이제곱 검정보통
분할표는 관측 도수를 보여 줍니다. 행 변수와 열 변수 사이의 독립성 검정을 위한 카이제곱 통계량 χ²을(를) 계산하세요. 연속성 수정은 쓰지 마세요.
N = 1602 × 3
χ² =
10.카이제곱 검정어려움
카이제곱 적합도 검정으로 6개 범주의 도수가, 같은 자료에서 평균을 추정한 푸아송 분포를 따르는지 확인합니다. 이 검정의 자유도 df은(는) 얼마인가요?
k = 6
df =
3용액
1.정규분포
답: P = 0.4573
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 = (32.3 − 32)/6 = 0.05
z₂ = (44 − 32)/6 = 2
사이의 넓이
P = Φ(2) − Φ(0.05) = 0.9772 − 0.5199 = 0.4573
답
P = 0.4573
2.정규분포
답: x = 593.1 h
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.
백분위수에 해당하는 z
Φ(z) = 0.99 → z = 2.326
다시 x로
x = 500 + 2.326·40 = 593.05 h
답
x = 593.05 h
3.신뢰구간
답: E₂ = 3.633
Confidence interval for a mean: x̄ ± margin of error. With a known population σ the margin is z·σ/√n; with only the sample standard deviation s, use t with n − 1 degrees of freedom: t·s/√n. Critical values: z = 1.645 (90%), 1.96 (95%), 2.576 (99%). To get a margin E or smaller, you need n ≥ (z·σ/E)², rounded up.
오차 한계의 비
E₂/E₁ = (1.645/1.645)·√(50/450) = 0.3333
새 오차 한계
E₂ = 10.9·0.3333 = 3.633
답
E₂ = 3.633
4.신뢰구간
답: 하한 = −6.528 kg
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.
합동 표준 편차
sp² = (16·1² + 8·6²)/24 = 12.67
sp = 3.559
오차 한계
E = 2.064·3.559·√(1/17 + 1/9) = 3.028
구간
−3.5 ± 3.028 → [−6.528, −0.4718]
답
하한 = −6.528 kg
5.가설 검정과 신뢰구간
답: p = 0.123
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 = 6/√36 = 1
z = (78.84 − 80)/1 = −1.16
꼬리 면적
Φ(1.16) = 0.8770
1 − Φ(1.16) = 0.1230
p값
p = 0.123
답
p = 0.123
p > 0.05이므로 5% 수준에서 H₀를 기각하지 않습니다.
6.가설 검정과 신뢰구간
답: z = −2.713
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.
표본 비율
p̂₁ = 66/120 = 0.55
p̂₂ = 140/200 = 0.7
p̂ = 206/320 = 0.6438
H₀에서의 표준 오차
SE = √(0.6438·0.3562·(1/120 + 1/200)) = 0.0553
검정통계량
z = (0.55 − 0.7)/0.0553 = −2.713
답
z = −2.713
|z| > 1.96이므로 5% 수준(양측)에서 H₀를 기각합니다.
7.선형 회귀와 상관
답: r = 0.994
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.
중심화한 합
Sxy = 11850 − 147·456/6 = 678
Sxx = 3759 − 147²/6 = 157.5
Syy = 37610 − 456²/6 = 2954
상관계수
r = 678/√(157.5·2954) = 0.994
답
r = 0.994
8.선형 회귀와 상관
답: e = −4.35
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 = 30/5 = 6
ȳ = 340/5 = 68
제곱합과 곱의 합
Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 102
회귀직선
b = 102/40 = 2.55
a = 68 − 2.55·6 = 52.7
ŷ = 52.7 + 2.55·x
예측값
ŷ = 52.7 + 2.55·3 = 60.35
잔차
e = 56 − 60.35 = −4.35
답
e = −4.35
점이 직선 아래쪽에 있습니다.
9.카이제곱 검정
답: χ² = 3.074
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.
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.