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
시험 점수은(는) 평균 65 점, 표준편차 10 점인 정규분포를 따릅니다. 49에서 80.5 점 사이에 있는 비율은 얼마일까요? P을(를) 소수로 답하세요.
μ = 65σ = 10x1 = 49x2 = 80.5
P =
2.정규분포어려움
시험 점수은(는) 평균 65 점, 표준편차 10 점인 정규분포를 따릅니다. 색칠한 상위 20%가 오른쪽에 오도록 기준값을 끌어 놓으세요. 기준값 x을 구하세요.
μ = 65 점σ = 10 점20%
x = 점
3.신뢰구간보통
항목 10개의 표본 평균은 82, 표준편차는 s = 7입니다. 모집단은 대략 정규분포를 따릅니다. 평균에 대한 99% 신뢰구간의 상한을 구하세요.
n = 10x̄ = 82s = 799%t(9) = 3.25
상한 =
4.신뢰구간어려움
기계 가공한 축 10개의 지름의 표본 표준 편차는 11.2 µm이다. 지름이 정규 분포를 따른다고 가정하고, 모집단 표준 편차에 대한 95% 신뢰구간의 하한 σ을(를) 구하시오. df = 9에서 χ² 분포의 2.5%는 2.7 아래에, 2.5%는 19.023 위에 있다.
n = 10s = 11.2 µmχ² = 2.7, 19.023
σ = µm
5.가설 검정과 신뢰구간보통
학생 64명 표본의 평균 점수는 115.1, 표본 표준편차는 15입니다. H₀: μ = 120에 대한 검정통계량 t를 구하세요.
μ₀ = 120x̄ = 115.1s = 15n = 64
t =
6.가설 검정과 신뢰구간어려움
평균에 대한 90% 신뢰구간의 오차 한계가 2.5 이하가 되려면 표본이 얼마나 커야 할까요? 표준편차는 12입니다. 최소 표본 크기 n를 구하세요.
σ = 12E = 2.590%
n =
7.선형 회귀와 상관보통
표에는 x = 광고비(k€), y = 매출(k€)의 짝지은 관측값 6쌍이 있습니다. 피어슨 상관계수 r을(를) 구하세요.
n = 6
r =
8.선형 회귀와 상관어려움
표에는 x = 공부 시간, y = 시험 점수의 짝지은 관측값 6쌍이 있습니다. 최소제곱 직선 ŷ = a + b·x를 쓰세요. 새 관측값 (6.5, 90)이(가) 얻어졌습니다. 잔차 e = y − ŷ를 구하세요.
n = 6(6.5, 90)
e =
9.카이제곱 검정보통
분할표는 관측 도수를 보여 줍니다. 카이제곱 독립성 검정을 위해 칸 “농촌, 중간”의 기대 도수 E을(를) 구하세요.
행 합계 = 38열 합계 = 37N = 120
E =
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 = 0.8846
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 = (49 − 65)/10 = −1.6
z₂ = (80.5 − 65)/10 = 1.55
사이의 넓이
P = Φ(1.55) − Φ(−1.6) = 0.9394 − 0.0548 = 0.8846
답
P = 0.8846
2.정규분포
답: x = 73.4 점
넓이에서 z로 되돌아가기: Φ(z)는 z의 왼쪽 넓이입니다. 왼쪽 꼬리 넓이 A이면 표에서 Φ(z) = A인 z를 찾습니다. 오른쪽 꼬리 넓이 A이면 Φ(z) = 1 − A입니다. −z와 z 사이의 가운데 넓이 A이면 양쪽 꼬리에 (1 − A)/2씩 남으므로 Φ(z) = (1 + A)/2입니다. 값 x에는 x = μ + zσ를 쓰세요.
왼쪽 넓이
Φ(z) = 0.8
표에서 구한 z
z ≈ 0.84
원래 단위로 되돌리기
x = 65 + 0.84·10 = 73.4 점
답
x = 73.4 점
3.신뢰구간
답: 상한 = 89.19
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 = 9, t = 3.25
오차 한계
E = 3.25·7/√10 = 7.194
구간
82 ± 7.194 → [74.81, 89.19]
답
상한 = 89.19
4.신뢰구간
답: σ = 7.704 µm
분산의 구간: (n − 1)s²/σ²은 자유도 n − 1의 χ² 분포를 따릅니다. σ²의 95% 구간은 (n − 1)s²를 위쪽 χ² 값(그 위에 2.5%)으로 나눈 값에서 아래쪽 χ² 값(그 아래에 2.5%)으로 나눈 값까지이며, σ의 구간은 두 한계의 제곱근입니다. 이 구간은 s를 중심으로 대칭이 아닙니다.
제곱합
(n − 1)s² = 9·11.2² = 1129
σ²의 한계
1129/19.023 = 59.35
1129/2.7 = 418.1
σ의 한계
σ = √59.35 = 7.704 µm
답
σ = 7.704 µm
σ의 95% 구간: [7.704, 20.45] µm.
5.가설 검정과 신뢰구간
답: t = −2.613
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.
표준오차
SE = 15/√64 = 15/8 = 1.875
검정통계량
t = (115.1 − 120)/1.875 = −2.613
답
t = −2.613
t0.025; df = 63 = 1.998
|t| > 1.998이므로 5% 수준(양측)에서 H₀를 기각합니다.
6.가설 검정과 신뢰구간
답: n = 63
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 = (1.645·12/2.5)² = 62.35
올림하기
n = 63
답
n = 63
7.선형 회귀와 상관
답: r = 0.9928
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 = 27/6 = 4.5
ȳ = 319/6 = 53.17
제곱합과 곱의 합
Sxx = Σ(x − x̄)² = 17.5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 116.5
Syy = Σ(y − ȳ)² = 786.8
상관계수
r = 116.5/√(17.5·786.8) = 0.9928
답
r = 0.9928
8.선형 회귀와 상관
답: e = 3.152
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 = 27/6 = 4.5
ȳ = 434/6 = 72.33
제곱합과 곱의 합
Sxx = Σ(x − x̄)² = 17.5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 127
회귀직선
b = 127/17.5 = 7.257
a = 72.33 − 7.257·4.5 = 39.68
ŷ = 39.68 + 7.257·x
예측값
ŷ = 39.68 + 7.257·6.5 = 86.85
잔차
e = 90 − 86.85 = 3.152
답
e = 3.152
점이 직선 위쪽에 있습니다.
9.카이제곱 검정
답: E = 11.72
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 = 38·37/120 = 11.72
답
E = 11.72
10.카이제곱 검정
답: df = 4
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.