Práctica de métodos cuantitativos y renta fija del CFA Level I: pack de repaso

Hojas de fórmulas, los pasos clave de los métodos de cada tema y 20 problemas de práctica, con las soluciones completas al final.

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1Fórmulas y métodos

Valor temporal del dinero

Valor futuro
FV = PV·(1 + i)n
Valor actual
PV = FV/(1 + i)n
Varios periodos al año
i = r/m, N = m·n
Renta, valor actual
PV = PMT·[1 − (1 + i)−n]/i
Renta, valor futuro
FV = PMT·[(1 + i)n − 1]/i

Método

  1. Dibuja una línea temporal con cada flujo de caja y su momento.
  2. Ajusta el tipo al periodo: un tipo mensual para pagos mensuales.
  3. Usa FV = PV·(1 + i)ⁿ para importes únicos y las fórmulas de rentas para pagos iguales.
  4. Comprueba el signo y el orden de magnitud de la respuesta.

VAN y TIR

Valor actual neto
NPV = −C0 + Σ CFt/(1 + r)t
Flujos iguales
NPV = −C0 + CF·[1 − (1 + r)−n]/r
Tasa interna de retorno
el r con el que NPV = 0
Decisión
aceptar si NPV > 0 (o IRR > rentabilidad exigida)

Método

  1. Anota todos los flujos de caja con su año; la inversión del año 0 es negativa.
  2. Descuenta cada flujo de caja: CFt/(1 + r)t.
  3. Súmalos para obtener el VAN. Si es positivo, el proyecto rinde más que r.
  4. Para la TIR, busca el tipo que anula el VAN por tanteo o interpolación.

Precio y rentabilidad de bonos

Precio del bono
P = C·(1 − (1 + y)−n)/y + F/(1 + y)n
Cupones semestrales
C/2, y/2 y 2n periodos
Rentabilidad corriente
C/P
Precio y rentabilidad
rentabilidad sube → precio baja

Método

  1. Halla el cupón por periodo y la rentabilidad por periodo.
  2. Precio = valor actual de los cupones (una renta) + valor actual del nominal.
  3. Con cupones semestrales usa la mitad del cupón, la mitad de la rentabilidad y el doble de periodos.
  4. Comprueba: si la rentabilidad supera el tipo del cupón, el precio está por debajo del nominal.

CAPM y WACC

CAPM
re = rf + β·(rm − rf)
WACC
E/V·re + D/V·rd·(1 − T)
Valor de la empresa
V = E + D

Estadística descriptiva

Media
x̄ = Σx/n
Desviación típica muestral
s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
Mediana
valor central de los datos ordenados
Puntuación z
z = (x − μ)/σ
Distribución normal
68% dentro de ±1σ, 95% dentro de ±2σ

Probabilidad

Complementario
P(not A) = 1 − P(A)
Regla de la suma
P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B)
Sucesos independientes
P(A ∩ B) = P(A)·P(B)
Probabilidad condicionada
P(A|B) = P(A ∩ B)/P(B)
Binomial
P(X = k) = C(n,k)·pk(1 − p)n−k

Distribución normal

Puntuación z
z = (x − μ)/σ
Por debajo de x
P(X < x) = Φ(z)
Por encima de x
P(X > x) = 1 − Φ(z)
Entre dos valores
Φ(z2) − Φ(z1)
Percentil
x = μ + z·σ

Método

  1. Convierte el valor en una puntuación z: z = (x − μ)/σ.
  2. Busca Φ(z), el área a la izquierda de z.
  3. Para el área a la derecha usa 1 − Φ(z); para un intervalo resta las dos áreas a la izquierda.
  4. Para un percentil, trabaja al revés: halla z para el área y luego x = μ + z·σ.

Intervalos de confianza

σ conocida
x̄ ± z·σ/√n
σ desconocida
x̄ ± t·s/√n, df = n − 1
z crítico
90%: 1,645, 95%: 1,96, 99%: 2,576
Tamaño muestral
n = (z·σ/E)², rounded up

Método

  1. Decide entre z (σ poblacional conocida) y t (solo la s muestral, con n − 1 grados de libertad).
  2. Halla el valor crítico para el nivel de confianza.
  3. Margen de error: E = valor crítico × desviación típica/√n.
  4. Intervalo: x̄ ± E.

Contrastes de hipótesis e intervalos de confianza

Contraste z para una media
z = (x̄ − μ0)/(σ/√n)
Contraste t para una media
t = (x̄ − μ0)/(s/√n), df = n − 1
Bilateral al 5%
rechaza H0 si |z| > 1,96
Intervalo de confianza
x̄ ± z·σ/√n

Método

  1. Enuncia H₀ y H₁ y decide si el contraste es unilateral o bilateral.
  2. Calcula el estadístico de contraste: (x̄ − μ₀)/(σ/√n), o con s y t.
  3. Compáralo con el valor crítico o halla el p-valor.
  4. Rechaza H₀ si el estadístico supera el valor crítico (p menor que α) y expresa la conclusión con palabras.

Regresión lineal y correlación

Sumas de cuadrados
Sxx = Σ(x − x̄)² = Σx² − (Σx)²/n, Sxy = Σxy − ΣxΣy/n
Pendiente
b = Sxy/Sxx
Ordenada en el origen
a = ȳ − b·x̄
Correlación
r = Sxy/√(SxxSyy)
Residuo
e = y − ŷ

2Problemas de práctica

1.Valor temporal del dineroMedia
años0123…10€20 000FV = ?

Inviertes €20 000 al 6 % anual con capitalización continua. Halla el valor FV al cabo de 10 años.

PV = €20 000r = 6%t = 10
FV = €
2.Valor temporal del dineroDifícil
años0123…14€5 000€5 000€5 000FV = ?

Ingresas €5 000 al principio de cada año durante 14 años; el primer ingreso es hoy. La cuenta paga un 8 % anual. ¿Cuánto hay en la cuenta al final del año 14? Calcula FV.

A = €5 000i = 8%n = 14
FV = €
3.VAN y TIRMedia
años012345−50 00017 50017 50017 50017 50017 500

Un proyecto cuesta €50 000 hoy y genera €17 500 al final de cada año durante 5 años. El coste de capital es del 6 %. Supón que los flujos de caja entran de forma uniforme durante cada año. Halla el plazo de recuperación descontado DPB en años.

r = 6%CF0 = −50 000CF1 = 17 500CF2 = 17 500CF3 = 17 500CF4 = 17 500CF5 = 17 500
DPB = años
4.VAN y TIRDifícil
años0123−40 00015 50029 50019 000

Un proyecto cuesta €40 000 y devuelve €15 500, €29 500, €19 000 al final de los años 1 a 3. Calcula su tasa interna de rentabilidad IRR en porcentaje.

CF0 = −40 000CF1 = 15 500CF2 = 29 500CF3 = 19 000
IRR = %
5.Precio y rentabilidad de bonosMedia
semestres0123…24€15€15€15 + €1 000P = ?

Un bono con un valor nominal de €1 000 paga un cupón anual del 3% en dos pagos semestrales y vence dentro de 12 años. La rentabilidad al vencimiento es del 8% anual. Calcula el precio P del bono.

F = €1 000cupón = 3%YTM = 8%n = 12
P = €
6.Precio y rentabilidad de bonosDifícil
años012345€940€80€80 + €1 000

Un bono con un valor nominal de €1 000 y un cupón anual del 8% vence dentro de 5 años y cotiza a €940. Calcula su rentabilidad al vencimiento YTM en porcentaje.

F = €1 000cupón = 8%n = 5P = €940
YTM = %
7.CAPM y WACCMedia
WACC = ?capital propio€2 000 000re​ = 14%deuda€5 000 000rd​ = 3,5%T = 28%

Una empresa tiene fondos propios por valor de €2 000 000 y deuda por valor de €5 000 000. Su coste de los fondos propios es del 14%, su coste de la deuda antes de impuestos es del 3,5% y el tipo impositivo es del 28%. Calcula el WACC.

E = €2 000 000D = €5 000 000re = 14%rd = 3,5%T = 28%
WACC = %
8.CAPM y WACCDifícil
WACC = ?capital propio1 000 000 × €18,00D0​ = €1,20g = 4%deuda€10 800 000rd​ = 5%T = 30%

Una empresa tiene 1 000 000 acciones que cotizan a €18,00; el valor contable de sus fondos propios es €10 800 000. Acaba de pagar un dividendo de €1,20 por acción, y los dividendos crecen un 4% anual. Su deuda tiene un valor de mercado de €10 800 000 y un coste antes de impuestos del 5%. El tipo impositivo es del 30%. Halla el WACC, usando el modelo de crecimiento de dividendos para el coste de los fondos propios.

N = 1 000 000P0 = €18,00fondos propios contables = €10 800 000D0 = €1,20g = 4%D = €10 800 000rd = 5%T = 30%
WACC = %
9.Estadística descriptivaMedia
15202530354045

Calcula la desviación típica muestral s de los datos: 30, 23, 15, 23, 48.

n = 5
s =
10.Estadística descriptivaDifícil
z −2−1012

Una magnitud sigue una distribución normal con media 170 y desviación típica 20. ¿Qué proporción P de valores está por debajo de 146?

μ = 170σ = 20x = 146
P =
11.ProbabilidadMedia
xp(x)10,2520,2530,1540,1550,2μ = 2,8

Para la distribución mostrada, halla la varianza Var(X) de X.

x: 1, 2, 3, 4, 5p(x): 0,25, 0,25, 0,15, 0,15, 0,2
Var(X) =
12.ProbabilidadDifícil
n = 6, p = 0,6: P(X = 5) = ?k0123456

Un examen tiene 6 preguntas de opción múltiple. Una estudiante que contesta al azar acierta cada una con probabilidad 0,6, de forma independiente. ¿Cuál es la probabilidad P de acertar exactamente 5?

n = 6p = 0,6k = 5
P =
13.Distribución normalMedia
−3−2−10123zárea sombreada entre −z y z = 0,9371

Arrastra z para que el área sombreada entre −z y z bajo la curva normal estándar sea 0,9371. Halla z con dos decimales.

A = 0,9371
z =
14.Distribución normalDifícil
0,02 mm0D − d?

Los diámetros D de los agujeros son normales con media 25,02 mm y desviación típica 0,02 mm. Los diámetros d de los ejes son independientes y normales con media 25 mm y desviación típica 0,02 mm. Un eje elegido al azar encaja cuando D − d > 0. Halla la probabilidad P de que encaje. Redondea z a dos decimales.

agujero: μ = 25,02 mm, σ = 0,02 mmeje: μ = 25 mm, σ = 0,02 mm
P =
15.Intervalos de confianzaMedia
x̄E₁ = 6,595%, n = 25x̄E₂ = ?95%, n = 50

Un intervalo de confianza del 95 % para una media, basado en 25 observaciones y una σ conocida, tiene un margen de error de 6,5. ¿Cuál es el margen de error E₂ si el mismo estudio usa 50 observaciones?

95%n₁ = 25E₁ = 6,5n₂ = 50
E₂ =
16.Intervalos de confianzaDifícil
n = 20σ = ?Us = 9,695%

Los diámetros de 20 ejes mecanizados tienen una desviación típica muestral de 9,6 µm. Suponiendo que los diámetros siguen una distribución normal, halla el límite inferior σ del intervalo de confianza del 95 % para la desviación típica poblacional. Con gl = 19, el 2,5 % de la distribución χ² queda por debajo de 8,907 y el 2,5 % queda por encima de 32,852.

n = 20s = 9,6 µmχ² = 8,907, 32,852
σ = µm
17.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianzaMedia
t −2,01102,011

Una muestra de 49 estudiantes tiene una nota media de 112,6 y una desviación típica muestral de 20. Calcula el estadístico de contraste t para H₀: μ = 120.

μ₀ = 120x̄ = 112,6s = 20n = 49
t =
18.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianzaDifícil
μ₀x̄c

Se hace un contraste z unilateral de H₀: μ = 50 frente a H₁: μ > 50 con α = 0,10 y una muestra de 100; se sabe que la desviación típica es 20. En realidad la media es 56. Halla la potencia 1 − β del contraste en porcentaje.

μ₀ = 50μ = 56σ = 20n = 100α = 0,10
1 − β = %
19.Regresión lineal y correlaciónMedia
xy15621778198421892310125102xy1520256080100

La tabla da 6 observaciones emparejadas de x = temperatura en °C e y = helados vendidos. Halla el coeficiente de determinación r² de la recta de mínimos cuadrados.

n = 6
r² =
20.Regresión lineal y correlaciónDifícil
xy244136178221027xy5101020x = 7

La tabla da 5 observaciones emparejadas de x = carga en kN e y = alargamiento en mm. Usa la recta de mínimos cuadrados ŷ = a + b·x. Predice ŷ para x = 7.

n = 5x = 7
ŷ =

3Disoluciones

1.Valor temporal del dinero

Respuesta: FV = 36442 €

Valor temporal del dinero: el dinero de hoy vale más que la misma cantidad en el futuro, porque puede generar intereses. Con un tipo de interés i por periodo, una cantidad crece a FV = PV·(1 + i)n. Una serie de pagos iguales (una renta) se valora sumando cada pago, de donde salen las fórmulas de rentas.

Exponente

r·t = 0,06·10 = 0,6
e0,6 = 1,822

Valor futuro

FV = 20 000·1,822 = €36 442,38

Respuesta

FV = €36 442,38
2.Valor temporal del dinero

Respuesta: FV = 130761 €

Valor temporal del dinero: el dinero de hoy vale más que la misma cantidad en el futuro, porque puede generar intereses. Con un tipo de interés i por periodo, una cantidad crece a FV = PV·(1 + i)n. Una serie de pagos iguales (una renta) se valora sumando cada pago, de donde salen las fórmulas de rentas.

Factor de renta pospagable

((1 + 0,08)14 − 1)/0,08 = 24,21

Renta prepagable

Cada ingreso está invertido un año más.

FV = 5 000·24,21·1,08 = €130 760,57

Respuesta

FV = €130 760,57
3.VAN y TIR

Respuesta: DPB = 3,232 años

Plazo de recuperación (payback): el tiempo que tardan los flujos de caja acumulados en devolver la inversión inicial. Se supone que el dinero entra de forma uniforme durante cada año, así que la última parte es una fracción de año. El payback simple ignora el valor temporal del dinero; el plazo de recuperación descontado usa en su lugar los flujos de caja descontados.

Flujos de caja descontados y acumulados

año 1: 17 500/1,06 = 16 509,43 → Σ = 16 509,43
año 2: 17 500/1,124 = 15 574,94 → Σ = 32 084,37
año 3: 17 500/1,191 = 14 693,34 → Σ = 46 777,71
año 4: 17 500/1,262 = 13 861,64 → Σ = 60 639,35

Fracción del último año

DPB = 3 + 3 222,29/13 861,64 = 3,232

Respuesta

DPB = 3,232 años

El plazo de recuperación descontado siempre es más largo que el simple (2,857 años).

4.VAN y TIR

Respuesta: IRR = 26,62 %

Valor actual neto: descuenta cada flujo de caja hasta hoy con la rentabilidad exigida r y súmalos: NPV = Σ CFₜ/(1 + r)ᵗ. Un proyecto con NPV > 0 rinde más que r y crea valor. La tasa interna de rentabilidad (TIR) es el tipo para el que NPV = 0.

Acotar la TIR

El VAN baja al subir el tipo, así que la TIR está entre un tipo con VAN positivo y otro con VAN negativo.

NPV(25%) = 1 008,00
NPV(30%) = −1 973,15

Acotar

La interpolación lineal da una primera estimación; repetirla (o la función TIR de una calculadora) da el tipo exacto.

IRR ≈ 25 + 5·1 008,00/(1 008,00 − (−1 973,15)) = 26,69%
exacto: NPV(26,62%) = 0 → IRR = 26,62%

Respuesta

IRR = 26,62%
5.Precio y rentabilidad de bonos

Respuesta: P = 618,8 €

Precio de un bono: el precio de un bono es el valor actual de sus flujos de caja, descontados a la rentabilidad al vencimiento (YTM): los cupones forman una renta y el valor nominal se devuelve al vencimiento. P = C·(1 − (1 + y)⁻ⁿ)/y + F/(1 + y)ⁿ. Cuando la rentabilidad supera el tipo de cupón, el bono cotiza por debajo de su valor nominal, y al revés.

Por periodo

C = €15,00, i = 0,04, N = 24

Valor actual de los cupones

€15,00·(1 − 0,3901)/0,04 = €228,70

Valor actual del nominal

€1 000·0,3901 = €390,12

Precio

P = €618,83

Respuesta

P = €618,83

La rentabilidad supera el tipo de cupón, así que el bono se vende con descuento (bajo la par).

6.Precio y rentabilidad de bonos

Respuesta: YTM = 9,565 %

Precio de un bono: el precio de un bono es el valor actual de sus flujos de caja, descontados a la rentabilidad al vencimiento (YTM): los cupones forman una renta y el valor nominal se devuelve al vencimiento. P = C·(1 − (1 + y)⁻ⁿ)/y + F/(1 + y)ⁿ. Cuando la rentabilidad supera el tipo de cupón, el bono cotiza por debajo de su valor nominal, y al revés.

Ecuación de la rentabilidad

€940 = €80·(1 − (1 + y)⁻⁵)/y + €1 000/(1 + y)⁵

Resolver numéricamente

P(9%) = €961,10, P(10%) = €924,18
YTM = 9,565%

Respuesta

YTM = 9,565%
7.CAPM y WACC

Respuesta: WACC = 5,8 %

Coste del capital: el CAPM da la rentabilidad que exigen los accionistas: re = rf + β·(rm − rf). El coste medio ponderado del capital combina fondos propios y deuda según sus valores de mercado: WACC = E/V·re + D/V·rd·(1 − T), con V = E + D. Los intereses son deducibles fiscalmente; de ahí el factor (1 − T).

Ponderaciones

V = €7 000 000, E/V = 0,2857, D/V = 0,7143

WACC

WACC = 0,2857·14% + 0,7143·3,5%·(1 − 0,28) = 5,8%

Respuesta

WACC = 5,8%
8.CAPM y WACC

Respuesta: WACC = 8,146 %

Coste del capital: el CAPM da la rentabilidad que exigen los accionistas: re = rf + β·(rm − rf). El coste medio ponderado del capital combina fondos propios y deuda según sus valores de mercado: WACC = E/V·re + D/V·rd·(1 − T), con V = E + D. Los intereses son deducibles fiscalmente; de ahí el factor (1 − T).

Coste de los fondos propios

D1 = 1,2·1,04 = €1,25
re = 1,248/18 + 0,04 = 10,93%

Valores de mercado

E = 1 000 000·€18,00 = €18 000 000
V = €28 800 000, E/V = 0,625, D/V = 0,375

WACC

WACC = 0,625·10,93% + 0,375·5%·(1 − 0,3) = 8,146%

Respuesta

WACC = 8,146%
9.Estadística descriptiva

Respuesta: s = 12,48

Estadística descriptiva: la media es la suma dividida entre n; la mediana es el valor central de los datos ordenados (la media de los dos centrales si n es par). La desviación típica muestral es s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Una puntuación z = (x − μ)/σ indica a cuántas desviaciones típicas está un valor de la media.

Media

x̄ = 139/5 = 27,8

Desviaciones al cuadrado

Σ(x − x̄)² = 2,2² + (−4,8)² + (−12,8)² + (−4,8)² + 20,2² = 622,8

Desviación típica

s = √(622,8/4) = 12,48

Respuesta

s = 12,48
10.Estadística descriptiva

Respuesta: P = 0,1151

Estadística descriptiva: la media es la suma dividida entre n; la mediana es el valor central de los datos ordenados (la media de los dos centrales si n es par). La desviación típica muestral es s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Una puntuación z = (x − μ)/σ indica a cuántas desviaciones típicas está un valor de la media.

Tipificar

z = −1,2

Tabla de la normal estándar

Φ(−1,2) = 0,1151
P = 0,1151

Respuesta

P = 0,1151
11.Probabilidad

Respuesta: Var(X) = 2,16

Variables aleatorias discretas: una distribución de probabilidad enumera cada valor x que puede tomar una variable con su probabilidad p(x); las probabilidades están entre 0 y 1 y suman 1. El valor esperado (media) es E(X) = Σx·p(x), el promedio a largo plazo. La varianza es Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ², y la desviación típica es σ = √Var(X). Para un cambio lineal Y = aX + b: E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X) y σY = |a|·σX; sumar una constante no cambia la dispersión.

Media

μ = 1·0,25 + 2·0,25 + 3·0,15 + 4·0,15 + 5·0,2 = 2,8

Media de los cuadrados

E(X²) = 1·0,25 + 4·0,25 + 9·0,15 + 16·0,15 + 25·0,2 = 10

Varianza

Var(X) = 10 − 2,8² = 2,16

Respuesta

Var(X) = 2,16
12.Probabilidad

Respuesta: P = 0,1866

Probabilidad: con resultados equiprobables, P(A) = favorables/totales. Para sucesos independientes se multiplica: P(A y B) = P(A)·P(B). El complementario suele ayudar: P(al menos uno) = 1 − P(ninguno). Binomial: en n ensayos independientes con probabilidad de éxito p, P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.

Fórmula binomial

P(X = 5) = 6·0,65·0,41 = 6·0,07776·0,4 = 0,1866

Respuesta

P = 0,1866
13.Distribución normal

Respuesta: z = 1,86

De un área de vuelta a z: Φ(z) es el área a la izquierda de z. Para un área A en la cola izquierda, busca en la tabla la z con Φ(z) = A. Un área A en la cola derecha significa Φ(z) = 1 − A. Un área central A entre −z y z deja (1 − A)/2 en cada cola, así que Φ(z) = (1 + A)/2. Para un valor x, usa x = μ + zσ.

Área a la izquierda de z

Φ(z) = (1 + 0,9371)/2 = 0,9686

Lee la tabla de z al revés

Busca 0,9686 dentro de la tabla y lee z.

z = 1,86

Respuesta

z = 1,86
14.Distribución normal

Respuesta: P = 0,7611

Sumas y diferencias de variables normales: si X e Y son independientes y normales, X + Y y X − Y también son normales. Las medias se suman o se restan: E(X ± Y) = μX ± μY. Las varianzas siempre se suman, también en una diferencia: Var(X ± Y) = σX² + σY², así que σ = √(σX² + σY²). Las desviaciones típicas nunca se suman directamente. El total de n elementos independientes con la misma distribución tiene media n·μ y desviación típica σ·√n. Después estandariza como de costumbre: z = (x − media)/σ y lee Φ(z).

Distribución de la diferencia

μ = 25,02 − 25 = 0,02 mm, σ = 0,02828 mm

Tipificar

z = (0 − 0,02)/0,02828 = −0,71

Probabilidad

P = 1 − Φ(−0,71) = 0,7611

Respuesta

P = 0,7611
15.Intervalos de confianza

Respuesta: E₂ = 4,596

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.

Relación de márgenes

E₂/E₁ = (1,96/1,96)·√(25/50) = 0,7071

Nuevo margen

E₂ = 6,5·0,7071 = 4,596

Respuesta

E₂ = 4,596
16.Intervalos de confianza

Respuesta: σ = 7,301 µm

Intervalo para una varianza: (n − 1)s²/σ² sigue una distribución χ² con n − 1 grados de libertad. El intervalo del 95 % para σ² va desde (n − 1)s² dividido entre el valor χ² superior (con el 2,5 % por encima) hasta (n − 1)s² dividido entre el valor χ² inferior (con el 2,5 % por debajo); el intervalo para σ es la raíz cuadrada de ambos límites. No es simétrico respecto a s.

Suma de cuadrados

(n − 1)s² = 19·9,6² = 1751

Límites para σ²

1751/32,852 = 53,3
1751/8,907 = 196,6

Límite para σ

σ = √53,3 = 7,301 µm

Respuesta

σ = 7,301 µm

Intervalo del 95 % para σ: [7,301, 14,02] µm.

17.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianza

Respuesta: t = −2,59

Contraste de una media: el estadístico de contraste mide a cuántos errores típicos está la media muestral del valor afirmado en H₀: z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n) si σ es conocida, t = (x̄ − μ₀)/(s/√n) si se estima con la muestra. Un intervalo de confianza es x̄ ± (valor crítico)·(error típico).

Error típico

SE = 20/√49 = 20/7 = 2,857

Estadístico de contraste

t = (112,6 − 120)/2,857 = −2,59

Respuesta

t = −2,59
t0,025; df = 48 = 2,011

|t| > 2,011, así que se rechaza H₀ al nivel del 5 % (bilateral).

18.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianza

Respuesta: 1 − β = 95,71 %

Potencia de un contraste: potencia = 1 − β es la probabilidad de rechazar H₀ cuando es falsa. Halla el valor de corte x̄c a partir de μ₀ y z_α y después calcula la probabilidad de caer más allá de x̄c usando la media verdadera: z = (x̄c − μ)/(σ/√n).

Media muestral crítica

SE = 20/√100 = 2
x̄c = 50 + 1,282·2 = 52,56

z con la media verdadera

z = (52,56 − 56)/2 = −1,718

Potencia

potencia = P(Z > −1,718) = 95,71%
1 − β = 95,71%

Respuesta

1 − β = 95,71%
19.Regresión lineal y correlación

Respuesta: r² = 0,9458

Regresión por mínimos cuadrados: con x̄ e ȳ las medias, Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)² y Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ), la recta ŷ = a + b·x tiene pendiente b = Sxy/Sxx y ordenada en el origen a = ȳ − b·x̄, así que siempre pasa por (x̄, ȳ). El coeficiente de correlación de Pearson r = Sxy/√(Sxx·Syy) está entre −1 y 1; r² es la fracción de la variación de y explicada por la recta.

Medias

x̄ = 120/6 = 20
ȳ = 516/6 = 86

Sumas de cuadrados y de productos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 274
Syy = Σ(y − ȳ)² = 1134

Coeficiente de determinación

r² = 274²/(70·1134) = 0,9458

Respuesta

r² = 0,9458

Aproximadamente el 94,58 % de la variación de y queda explicada por la recta.

20.Regresión lineal y correlación

Respuesta: ŷ = 19,35

Regresión por mínimos cuadrados: con x̄ e ȳ las medias, Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)² y Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ), la recta ŷ = a + b·x tiene pendiente b = Sxy/Sxx y ordenada en el origen a = ȳ − b·x̄, así que siempre pasa por (x̄, ȳ). El coeficiente de correlación de Pearson r = Sxy/√(Sxx·Syy) está entre −1 y 1; r² es la fracción de la variación de y explicada por la recta.

Medias

x̄ = 30/5 = 6
ȳ = 83/5 = 16,6

Sumas de cuadrados y de productos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 110

Recta de regresión

b = 110/40 = 2,75
a = 16,6 − 2,75·6 = 0,1
ŷ = 0,1 + 2,75·x

Predicción

ŷ = 0,1 + 2,75·7 = 19,35

Respuesta

ŷ = 19,35

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