UNIT 17
통계적 문제해결 프로젝트
질문을 만들고, 자료를 모으고, 분석하고, 과장 없이 결론을 씁니다. 공식이 보고서가 되는 마지막 단계입니다.
이 단원을 마치면
- 통계적 탐구 질문과 표본추출 계획을 세운다.
- 공학 도구로 자료를 요약하고 적절한 추정을 수행한다.
- 조건·오차·편향을 포함한 결론을 작성한다.
질문부터 구체적으로
“학생들은 스마트폰을 많이 쓸까?”보다 “이번 학기 우리 학교 재학생의 평일 하루 평균 스마트폰 사용시간은?”이 더 명확합니다. 측정 단위, 기간, 모집단, 평균인지 비율인지를 먼저 정하세요. 이 장의 연습 자료는 실제 조사 결과가 아닌 교육용 가상 자료입니다.
모평균 문제인지 모비율 문제인지가 자료 형태와 분석 방법을 결정합니다.
자료 수집의 설계도
전체 명단·무작위 추출 방식·목표 표본크기·질문 문항·무응답 처리 방침을 기록합니다. 개인정보는 꼭 필요한 범위로 최소화하고, 이름 등 식별정보 없이 분석용 숫자만 다루세요. 응답 누락이나 단위 오류를 0으로 임의 대체하지 않습니다.
참여자가 거절할 수 있어야 하며, 수업에서는 실제 개인정보 대신 가상 자료로 연습할 수 있습니다.
요약과 추정을 구분하기
관측 자료의 평균·최솟값·최댓값은 자료 요약입니다. 모집단에 대한 신뢰구간은 추정이며 별도 가정이 필요합니다. 표본표준편차 s는 표본의 퍼짐을 나타내지만 모표준편차 σ를 안다는 뜻은 아닙니다. 데이터 도구는 σ를 별도로 입력한 경우에만 이 책의 모평균 z 구간을 계산합니다.
정규성·독립성·대표성은 계산 버튼이 자동으로 보장하지 않습니다.
결론은 범위와 한계를 갖는다
결과에 대상과 시기, 방법, 가정, 신뢰수준을 함께 적습니다. 두 현상이 함께 변한다는 관찰만으로 하나가 다른 하나를 일으킨다고 단정하지 않습니다. 통계적 연관과 인과관계는 다른 주장입니다.
“이 자료에서는 …로 나타났으나, …의 한계 때문에 …까지 일반화하지 않는다”라는 문장을 완성해 보세요.
나의 데이터 탐구실
가상 자료나 직접 정리한 숫자를 넣고 자료 요약과 추정을 구분해 봅니다.
해 볼 것 · 자료에서 계산할 수 있는 것과 모집단에 대해 추정할 수 있는 것은 어떻게 다른가요? 보고서에 가정과 한계를 덧붙이세요.
풀이 예제
우리 학교 학생의 통학시간을 조사하려 한다. 어떤 자료와 가정을 기록할까?
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- 모집단은 조사 시점의 우리 학교 재학생이며 단위는 분입니다.
- 전체 명단을 바탕으로 무작위 추출하고 조사 요일과 통학 수단의 범위를 정합니다.
- 이 책의 정확한 z 구간을 쓰려면 정규모집단 및 알려진 σ 등의 가정이 필요합니다. 실제로 σ를 모르면 요약 통계만 보고하거나 적절한 별도 추정법을 배워야 합니다.
답: 조사 대상·방법·단위·가정·한계를 명시합니다.
가상 조사: 독립인 임의표본 400명 중 200명이 도서관 연장을 찬성했다. 결과를 보고하자.
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- 표본비율은 50%입니다.
- 정규근사로 구한 95% 모비율 신뢰구간은 약 45.1%~54.9%입니다.
- 모집단 찬성률이 50%보다 높다고 이 결과만으로 단정할 수 없습니다.
- 무응답이나 표본틀의 누락 가능성도 함께 밝힙니다.
답: 표본 50%, 모비율의 95% 근사 구간 [45.1%,54.9%]
가상 자료 10,12,14,16,18의 평균과 범위를 구하자.
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- 자료의 합은 70, 개수는 5이므로 평균은 14입니다.
- 최솟값 10, 최댓값 18이므로 범위는 8입니다.
- 이 작은 자료의 요약만으로 정규모집단이나 대표성을 확인할 수는 없습니다.
답: 평균 14, 범위 8
“운동을 하는 학생의 점수가 높았으므로 운동이 성적을 올린다”를 수정하자.
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- 관찰조사는 다른 요인이나 역인과를 통제하지 못할 수 있습니다.
- 조사한 집단에서 운동 여부와 점수의 연관이 관찰되었다고 표현합니다.
- 인과 효과를 주장하려면 별도의 연구 설계와 근거가 필요합니다.
답: “조사한 표본에서 두 변수의 연관이 관찰되었다.”
- 가상 자료를 실제 조사 자료로 소개하지 않습니다.
- 평균 하나 또는 신뢰구간 하나로 인과관계를 증명했다고 쓰지 않습니다.
한 장 요약
- 탐구 흐름 —
질문 → 설계 → 수집 → 요약·추정 → 해석·한계 - 표본분산(자료 요약) —
s² = Σ(xᵢ−x̄)² / (n−1), n≥2
교육과정 · 2022 개정 교육과정 · 성취기준 12확통03-07 (원본 표기)
Practice
문제 풀기 10문제
- Q1기본
가상 자료 2,4,6,8의 평균은?
답 - Q2기본
가상 자료 3,5,9,11의 범위는?
답 - Q3실력
가상 자료 1,2,3의 표본분산 s²는? 분모 n−1을 쓴다.
답 - Q4기본
평균 통학시간과 자전거 이용률 중 모비율 추정에 해당하는 질문은?
- Q5기본
설문에서 응답이 빠진 칸을 모두 숫자 0으로 바꿔도 되는가?
- Q6기본
표본비율 0.55, 오차한계 0.04일 때 근사 신뢰구간의 하한은?
답 - Q7실력
관찰자료에서 두 변수가 함께 증가했다. 이것만으로 인과관계를 단정할 수 있는가?
- Q8기본
비율 추정 보고서에 꼭 포함해야 할 정보로 적절한 것은?
- Q9실력
n=100에서 9.8%p였던 오차한계가 같은 표본비율의 n=400에서 4.9%p가 되었다. 감소량(%p)은?
답 - Q10실력
같은 자료 파일에서 표본평균을 두 번 계산하면 달라지는가?
만든 판
지금 기본 판2026 · Codex Astra 6 판
확률통계#2026#codex-astra-6
- 만든 도구
- Codex
- 모델
- astra-6
- 만든 날
- 2026-10-03
- 다시 읽고 확인
- 아직이에요
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