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
표준 정규 곡선 아래에서 z의 오른쪽 색칠한 넓이가 0.9861이 되도록 z를 끌어 놓으세요. z을 소수 둘째 자리까지 구하세요.
A = 0.9861
z =
2.정규분포어려움
배터리 수명은(는) 평균 500 h, 표준편차 40 h인 정규분포를 따릅니다. 전체의 20%가 그 아래에 있는 값 x(20 백분위수)을(를) 구하세요.
μ = 500σ = 40P = 20%
x = h
3.신뢰구간보통
항목 6개의 표본 평균은 75.5, 표준편차는 s = 3입니다. 모집단은 대략 정규분포를 따릅니다. 평균에 대한 99% 신뢰구간의 하한을 구하세요.
n = 6x̄ = 75.5s = 399%t(5) = 4.032
하한 =
4.신뢰구간어려움
모표준편차는 17입니다. 평균에 대한 99% 신뢰구간의 오차 한계가 2 이하가 되려면 표본 크기 n이(가) 얼마나 커야 할까요?
σ = 17E = 299%
n =
5.가설 검정과 신뢰구간보통
학생 25명 표본의 평균 점수는 71.64, 표본 표준편차는 12입니다. H₀: μ = 75에 대한 검정통계량 t를 구하세요.
μ₀ = 75x̄ = 71.64s = 12n = 25
t =
6.가설 검정과 신뢰구간어려움
H₀: μ = 500 대 H₁: μ < 500의 단측 z 검정을 표본 크기 64, α = 0.10에서 실시한다. 표준 편차는 8로 알려져 있다. 실제 평균은 496.9이다. 검정력 1 − β을(를) 퍼센트로 구하시오.
μ₀ = 500μ = 496.9σ = 8n = 64α = 0.10
1 − β = %
7.선형 회귀와 상관보통
표에는 x = 하중(kN), y = 늘음량(mm)의 짝지은 관측값 5쌍이 있습니다. 그 합들이 주어져 있습니다. 이 합들로 피어슨 상관계수 r을(를) 구하세요.
n = 5Σx = 30Σy = 120Σx² = 220Σy² = 3546Σxy = 882
r =
8.선형 회귀와 상관어려움
표에는 x = 하중(kN), y = 늘음량(mm)의 짝지은 관측값 5쌍이 있습니다. 최소제곱 직선 ŷ = a + b·x를 쓰세요. 직선이 ŷ = 27을(를) 예측하는 값 x은(는) 얼마인가요?
n = 5ŷ = 27
x =
9.카이제곱 검정보통
분할표는 관측 도수를 보여 줍니다. 카이제곱 독립성 검정을 위해 칸 “도시, 높음”의 기대 도수 E을(를) 구하세요.
행 합계 = 69열 합계 = 80N = 172
E =
10.카이제곱 검정어려움
행 2개, 열 11개(합계 제외)인 분할표로 카이제곱 독립성 검정을 합니다. 이 검정의 자유도 df은(는) 얼마인가요?
2 × 11
df =
3용액
1.정규분포
답: z = −2.2
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.
z의 왼쪽 넓이
Φ(z) = 1 − 0.9861 = 0.0139
z-표를 거꾸로 읽기
표 안에서 0.0139을 찾아 z를 읽으세요.
z = −2.20
답
z = −2.20
2.정규분포
답: x = 466.3 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) = 0.2 → z = −0.8416
다시 x로
x = 500 + −0.8416·40 = 466.34 h
답
x = 466.34 h
3.신뢰구간
답: 하한 = 70.56
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 = 5, t = 4.032
오차 한계
E = 4.032·3/√6 = 4.938
구간
75.5 ± 4.938 → [70.56, 80.44]
답
하한 = 70.56
4.신뢰구간
답: n = 480
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.
n에 대해 풀기
n = (2.576·17/2)² = 479.4
올림하기
표본 크기는 정수이고, 내림하면 오차 한계가 너무 커집니다.
n = 480
답
n = 480
5.가설 검정과 신뢰구간
답: t = −1.4
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 = 12/√25 = 12/5 = 2.4
검정통계량
t = (71.64 − 75)/2.4 = −1.4
답
t = −1.4
t0.025; df = 24 = 2.064
|t| < 2.064이므로 5% 수준(양측)에서 H₀를 기각하지 않습니다.
6.가설 검정과 신뢰구간
답: 1 − β = 96.55 %
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 = 8/√64 = 1
x̄c = 500 − 1.282·1 = 498.7
참 평균에서의 z
z = (498.7 − 496.9)/1 = 1.818
전력
검정력 = P(Z < 1.818) = 96.55%
1 − β = 96.55%
답
1 − β = 96.55%
7.선형 회귀와 상관
답: r = 0.9925
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 = 882 − 30·120/5 = 162
Sxx = 220 − 30²/5 = 40
Syy = 3546 − 120²/5 = 666
상관계수
r = 162/√(40·666) = 0.9925
답
r = 0.9925
8.선형 회귀와 상관
답: x = 9
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 = 93/5 = 18.6
제곱합과 곱의 합
Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 112
회귀직선
b = 112/40 = 2.8
a = 18.6 − 2.8·6 = 1.8
ŷ = 1.8 + 2.8·x
x 구하기
x = (27 − 1.8)/2.8 = 9
답
x = 9
9.카이제곱 검정
답: E = 32.09
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 = 69·80/172 = 32.09
답
E = 32.09
10.카이제곱 검정
답: df = 10
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.