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
IQ 점수은(는) 평균 100 점, 표준편차 15 점인 정규분포를 따릅니다. 96.25에서 108.25 점 사이에 있는 비율은 얼마일까요? P을(를) 소수로 답하세요.
μ = 100σ = 15x1 = 96.25x2 = 108.25
P =
2.정규분포어려움
시험 점수은(는) 평균 65 점, 표준편차 10 점인 정규분포를 따릅니다. 전체의 10%가 그 아래에 있는 값 x(10 백분위수)을(를) 구하세요.
μ = 65σ = 10P = 10%
x = 점
3.신뢰구간보통
관측값 100개와 알려진 σ에 근거한 평균의 95% 신뢰구간의 오차 한계는 7.1이다. 관측값 400개에 근거한 90% 구간의 오차 한계 E₂은(는) 얼마인가?
95%n₁ = 100E₁ = 7.190%n₂ = 400
E₂ =
4.신뢰구간어려움
예비 연구에 따르면 제품의 약 0.6이(가) 불량이다. 비율에 대한 99% 신뢰구간의 오차 한계가 최대 0.02이(가) 되려면 제품을 몇 개 n 검사해야 하는가?
p ≈ 0.6E = 0.0299%
n =
5.가설 검정과 신뢰구간보통
두 교수법을 비교한다. 집단 1: 학생 11명, 평균 점수 48.5, 표준 편차 12. 집단 2: 학생 11명, 평균 점수 43.6, 표준 편차 8.5. 모집단 분산이 같다고 가정하고 합동 이표본 t 검정을 쓴다. 차이를 x̄₁ − x̄₂(집단 1 빼기 집단 2)로 하여 H₀: μ₁ = μ₂에 대한 검정 통계량 t을(를) 구하시오.
n₁ = 11x̄₁ = 48.5s₁ = 12n₂ = 11x̄₂ = 43.6s₂ = 8.5
t =
6.가설 검정과 신뢰구간어려움
α = 0.05의 단측 z 검정이 평균의 3단위 이동을 검정력 95%로 검출해야 한다. 표준 편차는 22이다. 최소 표본 크기 n을(를) 구하시오.
α = 0.05검정력 = 95%δ = 3σ = 22zα = 1.645zβ = 1.645
n =
7.선형 회귀와 상관보통
표에는 x = 공부 시간, y = 시험 점수의 짝지은 관측값 6쌍이 있습니다. 최소제곱 직선의 결정계수 r²을(를) 구하세요.
n = 6
r² =
8.선형 회귀와 상관어려움
표에는 x = 기온(°C), y = 아이스크림 판매량의 짝지은 관측값 5쌍이 있습니다. 최소제곱 직선 ŷ = a + b·x를 쓰세요. 새 관측값 (19, 75)이(가) 얻어졌습니다. 잔차 e = y − ŷ를 구하세요.
n = 5(19, 75)
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 = 1002 × 2
χ² =
10.카이제곱 검정어려움
카이제곱 적합도 검정으로 5개 범주의 관측 도수를 완전히 지정된 기대 비율과 비교합니다(자료에서 추정한 모수 없음). 표를 이용해 유의수준 α = 0.01에서 임곗값 χ²crit을(를) 구하세요.
α = 0.01
χ²crit =
3용액
1.정규분포
답: P = 0.3075
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 = (96.25 − 100)/15 = −0.25
z₂ = (108.25 − 100)/15 = 0.55
사이의 넓이
P = Φ(0.55) − Φ(−0.25) = 0.7088 − 0.4013 = 0.3075
답
P = 0.3075
2.정규분포
답: x = 52.18 점
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) = 0.1 → z = −1.282
다시 x로
x = 65 + −1.282·10 = 52.18 점
답
x = 52.18 점
3.신뢰구간
답: E₂ = 2.979
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 = (1.645/1.96)·√(100/400) = 0.4196
새 오차 한계
E₂ = 7.1·0.4196 = 2.979
답
E₂ = 2.979
4.신뢰구간
답: n = 3982
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 = 2.576²·0.6·0.4/0.02² = 3981
올림하기
n = 3982
답
n = 3982
5.가설 검정과 신뢰구간
답: t = 1.105
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.
검정의 표본 크기: 수준 α의 단측 z 검정에서 참 이동 δ를 검정력 1 − β로 검출하려면 표준 오차가 δ = (z_α + z_β)·σ/√n을 만족해야 하므로 n = ((z_α + z_β)·σ/δ)²이고, 올림합니다.
n에 대해 풀기
n = ((1.645 + 1.645)·22/3)² = 582.1
올림하기
n = 583
답
n = 583
7.선형 회귀와 상관
답: r² = 0.9757
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 = 401/6 = 66.83
제곱합과 곱의 합
Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 289
Syy = Σ(y − ȳ)² = 1223
결정계수
r² = 289²/(70·1223) = 0.9757
답
r² = 0.9757
y의 변동 중 약 97.57%가 직선으로 설명됩니다.
8.선형 회귀와 상관
답: e = 4.65
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 = 110/5 = 22
ȳ = 417/5 = 83.4
제곱합과 곱의 합
Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 174
회귀직선
b = 174/40 = 4.35
a = 83.4 − 4.35·22 = −12.3
ŷ = −12.3 + 4.35·x
예측값
ŷ = −12.3 + 4.35·19 = 70.35
잔차
e = 75 − 70.35 = 4.65
답
e = 4.65
점이 직선 위쪽에 있습니다.
9.카이제곱 검정
답: χ² = 6.25
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.