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천동 고2수학과외

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표준오차를 절반으로 줄이는 방법

학생의 풀이 기록에는 다음과 같이 적혀 있었다.

표준오차는 σ/√n이므로 표본의 크기 n을 두 배로 하면 표준오차도 절반이 된다.

이 판단은 제곱근 관계를 선형 관계처럼 해석한 데서 나온 오류다. 표본평균의 표준오차는

SE = σ/√n

으로 계산한다. 따라서 표본 크기를 두 배로 바꾸면

σ/√(2n) = (1/√2)(σ/√n)

이 된다. 표준오차는 절반이 아니라 약 0.707배로 감소한다.

표본크기와 표준오차 비교

표본크기 표준오차
n σ/√n
2n σ/√(2n)
4n σ/(2√n)

표준오차를 정확히 절반으로 만들려면 표본크기를 네 배로 해야 한다. 이처럼 천동과외 수업에서도 계산 결과보다 먼저 제곱근이 포함된 식의 변화 비율을 확인해야 한다.

최소 표본크기 계산

모집단의 표준편차가 σ=12이고, 표준오차를 2 이하로 만들고 싶다고 하자.

12/√n ≤ 2

양변이 양수이므로 제곱해도 부등호 방향은 바뀌지 않는다.

144/n ≤ 4

따라서

n ≥ 36

가 된다. 그러므로 조건을 만족하는 최소 표본크기는 36이다.

조건 확인

n=36일 때 표준오차는 12/√36=2이고, n=35일 때는 12/√35로 2보다 크다. 따라서 36은 실제 최소값이다.

오답을 판별하는 기준

  • 표본크기를 2배로 하면 표준오차는 1/√2배가 된다.
  • 표준오차를 절반으로 줄이려면 표본크기를 4배로 해야 한다.
  • σ/√n ≤ E를 풀 때는 n ≥ (σ/E)²를 사용한다.
  • 표본크기는 자연수이므로 최소 조건을 만족하는 정수인지 확인한다.

따라서 “표본수가 두 배면 표준오차가 절반이다”라는 보기는 틀렸고, “표본수를 네 배로 하면 표준오차가 절반이 된다”라는 설명이 정확하다.

천동 고2수학과외 학부모 후기

새 학기 첫 수학시험을 앞두고 책상 주변을 정리하다가 아이가 풀어 놓은 문제를 보게 됐어요. 답을 적고 바로 답지로 넘어간 게 아니라, 문제에서 요구한 단위와 범위가 빠지지 않았는지 한 번 더 살피고 있더라고요. 예예전에는 공부하다가 헷갈린 부분이 있어도 따로 표시해 두는 일이 거의 없었거든요. 천동 수학과외 이야기를 나누던 때에도 이런 장면이 인상적이었는데, 수학 수업이 없는 평일 저녁에 문제집을 펼쳐 둔 모습을 보니 같은 확인을 하고 있더라고요. 답 뒤에 조건이나 범위가 제대로 들어갔는지 눈으로 짚고, 확인하면서 남긴 흔적도 지우지 않았습니다. 마지막에는 그 표시가 그대로 남은 페이지를 다시 살펴본 뒤 책을 덮었어요.

★★★★★학부모 후기

방학 중 평일 오전, 아이가 서술형 답안을 통째로 지우지 않고 중간식부터 다시 적고 있더라고요. 종이에 남은 흔적을 보니 처음부터 새로 푼 게 아니라, 계산이 어긋난 부분을 찾아 그 아래부터 고쳐 쓴 모양이었어요. 예전에는 답이 틀리면 마지막 결과만 보고 고치려 했거든요. 어디서 잘못됐는지 거슬러 올라가기보다 끝부분을 먼저 손대는 식이었는데, 이번에는 풀이 중간을 다시 확인하는 모습이 눈에 띄었습니다. 천동 수학과외 이야기를 나누며 보게 된 변화도 이런 구체적인 장면이었어요. 교과서 다음 단원을 복습하던 주말에는 틀린 중간식을 먼저 새로 써 놓고, 왜 확인했는지 알 수 있게 짧은 단어도 옆에 남겨 두었어요. 답만 바꾼 게 아니라 어느 부분을 다시 봤는지가 종이에 남아 있었습니다.

★★★★★학부모 후기

학교 행사가 끝난 저녁에 자료를 챙기다가 아이 시험지를 펼쳐 보게 됐어요. 풀이가 잘 안 풀린 흔적부터 찾을 줄 알았는데, 문제 전체가 아니라 조건 문장에만 동그라미를 쳐 놓았더라고요. 그 부분을 한 번 더 읽고 나서야 풀이를 처음부터 다시 적기 시작했어요. 천동 수학과외 이야기를 나누던 때에도 이런 장면이 꽤 눈에 띄었습니다. 예전에는 막힌 이유를 짧게라도 적어 두는 일이 거의 없어서, 어디에서 멈췄는지 본인도 지나치는 경우가 많았거든요. 이번에는 다른 설명을 덧붙이기보다 조건에 표시한 뒤 그 자리에서 다시 출발하는 모습이었습니다. 시험 계획을 세우던 저녁에도 계산부터 손대지 않고 조건 문장에 먼저 표시했어요. 필요한 부분을 확인하고 나서 다음 일정으로 넘어가는 순서가 시험지에서 보였던 모습과 같았습니다.

★★★★★학부모 후기

처음에는 숙제를 미루다가 틀린 문제도 그냥 넘겼는데, 천동 수업에서 선생님이 답지를 덮고 혼자 다시 풀어보게 하며 자연스럽게 습관을 살펴주셨어요. 컨디션이 좋지 않은 날에는 문제 수를 줄이고 이해한 만큼만 진행해 주셔서, 이제는 모르는 부분을 편하게 다시 설명해 달라고 합니다.

★★★★★학부모 후기

오답을 따로 모아 보던 날, 예전에는 답이 맞는지 계속 확인하느라 공부 시간이 길게만 느껴졌다는 생각이 들었습니다. 수행평가와 시험 준비가 겹친 주에도 선생님은 천동 수업에서 그날 다시 볼 내용만 몇 가지로 줄여 주셨고, 무리하게 진도를 나가지 않았습니다. 이제는 한 문제에서 막혀도 수학 전체를 포기하지 않고 정리부터 해보게 됐습니다.

★★★★★학부모 후기

수행평가 준비와 시험공부가 겹친 주간에도 선생님은 천동 수업에서 그날 꼭 다시 볼 내용만 몇 가지로 줄여 정리해 주셨습니다. 오답을 따로 모아 보니 설명을 들을 때는 알던 문제도 혼자 풀면 막히던 이유가 보였고, 선생님이 정해 준 계획을 따라 복습하면서 한 문제 때문에 수학 전체를 포기하는 일이 줄었습니다.

★★★★★학부모 후기