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. 100.75에서 118.75 점 사이에 있는 비율은 얼마일까요? P을(를) 소수로 답하세요.
μ = 100σ = 15x1 = 100.75x2 = 118.75
P =
2.정규분포어려움
IQ 점수은(는) 평균 100 점, 표준편차 15 점인 정규분포를 따릅니다. 색칠한 하위 60%가 왼쪽에 오도록 기준값을 끌어 놓으세요. 기준값 x을 구하세요.
μ = 100 점σ = 15 점60%
x = 점
3.신뢰구간보통
관측값 100개와 알려진 σ에 근거한 평균의 90% 신뢰구간의 오차 한계는 7.1이다. 관측값 900개에 근거한 95% 구간의 오차 한계 E₂은(는) 얼마인가?
90%n₁ = 100E₁ = 7.195%n₂ = 900
E₂ =
4.신뢰구간어려움
모표준편차는 6입니다. 평균에 대한 95% 신뢰구간의 오차 한계가 1.5 이하가 되려면 표본 크기 n이(가) 얼마나 커야 할까요?
σ = 6E = 1.595%
n =
5.가설 검정과 신뢰구간보통
두 생산 라인이 같은 부품을 만든다. 라인 1: 부품 60개 표본의 평균 길이는 108 mm이고, 라인의 알려진 표준 편차는 17 mm이다. 라인 2: 부품 100개 표본의 평균은 101.6 mm, 알려진 표준 편차는 9 mm이다. 차이를 x̄₁ − x̄₂(라인 1 빼기 라인 2)로 하여 H₀: μ₁ = μ₂에 대한 검정 통계량 z을(를) 구하시오.
H₀: μ = 80 대 H₁: μ < 80의 단측 z 검정을 표본 크기 36, α = 0.05에서 실시한다. 표준 편차는 6로 알려져 있다. 실제 평균은 76.9이다. 검정력 1 − β을(를) 퍼센트로 구하시오.
μ₀ = 80μ = 76.9σ = 6n = 36α = 0.05
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 = 89Σx² = 220Σy² = 1859Σxy = 638
r =
8.선형 회귀와 상관어려움
표에는 x = 공부 시간, y = 시험 점수의 짝지은 관측값 5쌍이 있습니다. 최소제곱 직선 ŷ = a + b·x를 쓰세요. x = 5.5일 때 ŷ을(를) 예측하세요.
n = 5x = 5.5
ŷ =
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 7개 범주의 도수가, 같은 자료에서 평균을 추정한 푸아송 분포를 따르는지 확인합니다. 이 검정의 자유도 df은(는) 얼마인가요?
k = 7
df =
3용액
1.정규분포
답: P = 0.3744
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 = (100.75 − 100)/15 = 0.05
z₂ = (118.75 − 100)/15 = 1.25
사이의 넓이
P = Φ(1.25) − Φ(0.05) = 0.8944 − 0.5199 = 0.3744
답
P = 0.3744
2.정규분포
답: x = 103.8 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) = 0.6
표에서 구한 z
z ≈ 0.25
원래 단위로 되돌리기
x = 100 + 0.25·15 = 103.8 점
답
x = 103.8 점
3.신뢰구간
답: E₂ = 2.82
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 = (1.96/1.645)·√(100/900) = 0.3972
새 오차 한계
E₂ = 7.1·0.3972 = 2.82
답
E₂ = 2.82
4.신뢰구간
답: n = 62
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 = (1.96·6/1.5)² = 61.47
올림하기
표본 크기는 정수이고, 내림하면 오차 한계가 너무 커집니다.
n = 62
답
n = 62
5.가설 검정과 신뢰구간
답: z = 2.698
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.
차의 표준 오차
SE = √(17²/60 + 9²/100) = √5.627 = 2.372
검정통계량
z = (108 − 101.6)/2.372 = 2.698
답
z = 2.698
|z| > 1.96이므로 5% 수준(양측)에서 H₀를 기각합니다.
6.가설 검정과 신뢰구간
답: 1 − β = 92.72 %
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 = 6/√36 = 1
x̄c = 80 − 1.645·1 = 78.36
참 평균에서의 z
z = (78.36 − 76.9)/1 = 1.455
전력
검정력 = P(Z < 1.455) = 92.72%
1 − β = 92.72%
답
1 − β = 92.72%
7.선형 회귀와 상관
답: r = 0.992
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 = 638 − 30·89/5 = 104
Sxx = 220 − 30²/5 = 40
Syy = 1859 − 89²/5 = 274.8
상관계수
r = 104/√(40·274.8) = 0.992
답
r = 0.992
8.선형 회귀와 상관
답: ŷ = 59.55
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 = 20/5 = 4
ȳ = 276/5 = 55.2
제곱합과 곱의 합
Sxx = Σ(x − x̄)² = 10
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 29
회귀직선
b = 29/10 = 2.9
a = 55.2 − 2.9·4 = 43.6
ŷ = 43.6 + 2.9·x
예측
ŷ = 43.6 + 2.9·5.5 = 59.55
답
ŷ = 59.55
9.카이제곱 검정
답: χ² = 0.7326
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.