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
años01234567€8 000FV = ?

Inviertes €8 000 a un tipo nominal del 2 % anual con capitalización mensual. Calcula el valor FV de la inversión al cabo de 7 años.

PV = €8 0002% / 12n = 7
FV = €
2.Valor temporal del dineroDifícil
meses0123…228€300€300€300FV = ?

Ahorras €300 al final de cada mes durante 19 años. La cuenta paga un 4,2 % anual con capitalización mensual. ¿Cuánto has ahorrado al final? Calcula FV.

A = €3004,2% / 12N = 228
FV = €
3.VAN y TIRMedia
años01234−45 00022 00022 00014 00012 000

Una inversión de €45 000 genera estos flujos al final de los años 1 a 4: €22 000, €22 000, €14 000, €12 000. El coste de capital es del 9 %. Calcula el valor actual neto NPV.

r = 9%CF0 = −45 000CF1 = 22 000CF2 = 22 000CF3 = 14 000CF4 = 12 000
NPV = €
4.VAN y TIRDifícil
años01234−40 00023 00013 00022 00012 500

Un proyecto cuesta €40 000 y genera €23 000, €13 000, €22 000, €12 500 al final de los años 1 a 4. Los flujos de caja pueden reinvertirse al coste de capital del 8 %. Halla la tasa interna de rentabilidad modificada MIRR en porcentaje.

r = 8%CF0 = −40 000CF1 = 23 000CF2 = 13 000CF3 = 22 000CF4 = 12 500
MIRR = %
5.Precio y rentabilidad de bonosMedia

Compras un bono al que le quedan 8 años hasta el vencimiento (valor nominal €1 000, cupón anual 5%) cuando su rentabilidad al vencimiento es del 9%. Un año después, justo tras cobrar el primer cupón, lo vendes cuando la rentabilidad al vencimiento es del 8%. Halla tu rentabilidad del periodo de tenencia HPR en porcentaje.

F = €1 000cupón = 5%n = 8y0 = 9%y1 = 8%
HPR = %
6.Precio y rentabilidad de bonosDifícil
años01234€970€80€80 + €1 000

Un bono con un valor nominal de €1 000 y un cupón anual del 8% vence dentro de 4 años y cotiza a €970. Calcula su rentabilidad al vencimiento YTM en porcentaje.

F = €1 000cupón = 8%n = 4P = €970
YTM = %
7.CAPM y WACCMedia
WACC = ?capital propio€12 000 000re​ = 13%deuda€6 000 000rd​ = 3,5%T = 28%

Una empresa tiene fondos propios por valor de €12 000 000 y deuda por valor de €6 000 000. Su coste de los fondos propios es del 13%, su coste de la deuda antes de impuestos es del 3,5% y el tipo impositivo es del 28%. Calcula el WACC.

E = €12 000 000D = €6 000 000re = 13%rd = 3,5%T = 28%
WACC = %
8.CAPM y WACCDifícil
WACC = ?capital propio5 000 000 × €58,00β = 0,6rf​ = 2,5%, rm​ = 8,5%deuda40 000 × €1 000rd​ = 3%T = 30%

Una empresa tiene 5 000 000 acciones a €58,00 cada una y 40 000 bonos que cotizan a €1 000 cada uno. El coste de la deuda antes de impuestos es del 3% y el tipo impositivo es del 30%. La beta de la acción es 0,6, el tipo libre de riesgo es del 2,5% y la rentabilidad del mercado es del 8,5%. Calcula el WACC.

β = 0,6rf = 2,5%rm = 8,5%rd = 3%T = 30%
WACC = %
9.Estadística descriptivaMedia
20253035404550

Calcula la desviación típica muestral s de los datos: 30, 53, 17, 52, 33, 50.

n = 6
s =
10.Estadística descriptivaDifícil
z −2−1012

Las notas de un examen siguen una distribución normal con media 100 y desviación típica 10. Calcula la puntuación z z de una nota de 95.

μ = 100σ = 10x = 95
z =
11.ProbabilidadMedia
xp(x)00,120,3540,360,25μ = 3,4

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

x: 0, 2, 4, 6p(x): 0,1, 0,35, 0,3, 0,25
Var(X) =
12.ProbabilidadDifícil
€p(x)−20,6560,3380,05

Jugar una partida cuesta 2 €. Ganas 8 € con probabilidad 0,3 y 40 € con probabilidad 0,05; en otro caso no ganas nada. La apuesta no se devuelve. Halla la ganancia neta esperada E(G) por partida.

apuesta = €2€8: p = 0,3€40: p = 0,05
E(G) = €
13.Distribución normalMedia
108 kg105,6 kgT = X₁ + … + X₉?

Las masas de cajas son independientes y normales con media 12 kg y desviación típica 0,8 kg. Halla la probabilidad P de que la masa total de 9 de ellos sea inferior a 105,6 kg. Redondea z a dos decimales.

μ = 12 kgσ = 0,8 kgn = 9< 105.6 kg
P =
14.Distribución normalDifícil
μ = 100x = ?80%

Supón que las puntuaciones de CI siguen una distribución normal con media 100 puntos y desviación típica 15 puntos. Halla el valor x por debajo del cual queda el 80 % de los datos (el percentil 80).

μ = 100σ = 15P = 80%
x = puntos
15.Intervalos de confianzaMedia
μ₁ − μ₂0LUx̄₁ − x̄₂E = ?95%

Se compara la duración de la batería de dos modelos de móvil. Modelo 1: 100 móviles, media 140 h, desviación típica conocida 5 h. Modelo 2: 30 móviles, media 130 h, desviación típica conocida 16 h. Halla el margen de error E del intervalo de confianza del 95 % para μ₁ − μ₂.

n₁ = 100x̄₁ = 140 hσ₁ = 5 hn₂ = 30x̄₂ = 130 hσ₂ = 16 h95%
E = h
16.Intervalos de confianzaDifícil
n = 25Lσ = ?s = 5,295%

Los diámetros de 25 ejes mecanizados tienen una desviación típica muestral de 5,2 µm. Suponiendo que los diámetros siguen una distribución normal, halla el límite superior σ del intervalo de confianza del 95 % para la desviación típica poblacional. Con gl = 24, el 2,5 % de la distribución χ² queda por debajo de 12,401 y el 2,5 % queda por encima de 39,364.

n = 25s = 5,2 µmχ² = 12,401, 39,364
σ = µm
17.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianzaMedia
t −1,98401,984

Una muestra de 100 estudiantes tiene una nota media de 120,6 y una desviación típica muestral de 8. Calcula el estadístico de contraste t para H₀: μ = 120.

μ₀ = 120x̄ = 120,6s = 8n = 100
t =
18.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianzaDifícil
−1,961,96z = ?

En un ensayo se recuperan 42 de 120 pacientes con el tratamiento A y 103 de 250 pacientes con el tratamiento B. Usando la proporción combinada, halla el estadístico de contraste z para H₀: p₁ = p₂.

x₁ = 42n₁ = 120x₂ = 103n₂ = 250
z =
19.Regresión lineal y correlaciónMedia
xy241348450561667771xy24640506070

La tabla da 6 observaciones emparejadas de x = horas de estudio e y = nota del examen. Halla el coeficiente de determinación r² de la recta de mínimos cuadrados.

n = 6
r² =
20.Regresión lineal y correlaciónDifícil
xy125224319417515611xy24610152025x = 5,5

La tabla da 6 observaciones emparejadas de x = antigüedad del coche en años e y = precio en miles de €. Usa la recta de mínimos cuadrados ŷ = a + b·x. Se hace una nueva observación (5,5, 11). Halla su residuo e = y − ŷ.

n = 6(5,5, 11)
e =

3Disoluciones

1.Valor temporal del dinero

Respuesta: FV = 9201 €

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.

Tipo y número de periodos

i = r/m = 0,02/12 = 0,001667
N = m·n = 12·7 = 84

Valor futuro

FV = 8 000·(1 + 0,001667)84 = 8 000·1,15 = €9 201,12

Respuesta

FV = €9 201,12
2.Valor temporal del dinero

Respuesta: FV = 104400 €

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.

Tipo mensual y número de ingresos

i = 0,042/12 = 0,0035
N = 12·19 = 228

Valor futuro de los ingresos

FV = A·((1 + i)N − 1)/i = 300·(2,218 − 1)/0,0035 = €104 400,16

Respuesta

FV = €104 400,16

Tú pusiste €68 400; el resto son intereses.

3.VAN y TIR

Respuesta: NPV = 13012 €

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.

Valor actual de cada flujo

CF0 = −45 000
CF1/(1 + 0,09)1 = 22 000/1,09 = 20 183,49
CF2/(1 + 0,09)2 = 22 000/1,188 = 18 516,96
CF3/(1 + 0,09)3 = 14 000/1,295 = 10 810,57
CF4/(1 + 0,09)4 = 12 000/1,412 = 8 501,10

Sumarlos

NPV = €13 012,12

Respuesta

NPV = €13 012,12

El VAN es positivo, así que el proyecto rinde más que la rentabilidad exigida.

4.VAN y TIR

Respuesta: MIRR = 19,07 %

TIR modificada: capitaliza cada cobro hasta el final del proyecto al tipo de reinversión (normalmente el coste de capital) para obtener el valor final VF. La TIRM es el tipo que convierte la inversión inicial en VF: TIRM = (VF/C₀)^(1/n) − 1.

Valor final de los cobros

23 000·1,083 = 28 973,38
13 000·1,082 = 15 163,20
22 000·1,081 = 23 760,00
12 500·1,080 = 12 500,00
TV = 80 396,58

MIRR

MIRR = (80 396,58/40 000)1/4 − 1 = 19,07%

Respuesta

MIRR = 19,07%
5.Precio y rentabilidad de bonos

Respuesta: HPR = 14,8 %

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.

Precio de compra

C = €50,00, i = 0,09, N = 8
€50,00·(1 − 0,5019)/0,09 + €1 000·0,5019 = €276,74 + €501,87 = €778,61

Precio de venta

C = €50,00, i = 0,08, N = 7
€50,00·(1 − 0,5835)/0,08 + €1 000·0,5835 = €260,32 + €583,49 = €843,81

Rentabilidad del periodo de tenencia

HPR = (50 + 843,81 − 778,61)/778,61 = 14,8%

Respuesta

HPR = 14,8%
6.Precio y rentabilidad de bonos

Respuesta: YTM = 8,924 %

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

€970 = €80·(1 − (1 + y)⁻⁴)/y + €1 000/(1 + y)⁴

Resolver numéricamente

P(8%) = €1 000,00, P(9%) = €967,60
YTM = 8,924%

Respuesta

YTM = 8,924%
7.CAPM y WACC

Respuesta: WACC = 9,507 %

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 = €18 000 000, E/V = 0,6667, D/V = 0,3333

WACC

WACC = 0,6667·13% + 0,3333·3,5%·(1 − 0,28) = 9,507%

Respuesta

WACC = 9,507%
8.CAPM y WACC

Respuesta: WACC = 5,615 %

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).

Valores de mercado

E = 5 000 000·€58,00 = €290 000 000
D = 40 000·€1 000 = €40 000 000

Coste de los fondos propios (CAPM)

re = 2,5% + 0,6·6% = 6,1%

Ponderaciones

V = €330 000 000, E/V = 0,8788, D/V = 0,1212

WACC

WACC = 0,8788·6,1% + 0,1212·3%·(1 − 0,3) = 5,615%

Respuesta

WACC = 5,615%
9.Estadística descriptiva

Respuesta: s = 14,74

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 = 235/6 = 39,17

Desviaciones al cuadrado

Σ(x − x̄)² = (−9,167)² + 13,83² + (−22,17)² + 12,83² + (−6,167)² + 10,83² = 1087

Desviación típica

s = √(1087/5) = 14,74

Respuesta

s = 14,74
10.Estadística descriptiva

Respuesta: z = −0,5

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 = (95 − 100)/10 = −0,5

Respuesta

z = −0,5
11.Probabilidad

Respuesta: Var(X) = 3,64

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 = 0·0,1 + 2·0,35 + 4·0,3 + 6·0,25 = 3,4

Media de los cuadrados

E(X²) = 0·0,1 + 4·0,35 + 16·0,3 + 36·0,25 = 15,2

Varianza

Var(X) = 15,2 − 3,4² = 3,64

Respuesta

Var(X) = 3,64
12.Probabilidad

Respuesta: E(G) = 2,4 €

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.

Resultados netos

G: 6 (p = 0,3), 38 (p = 0,05), −2 (p = 0,65)

Valor esperado

E(G) = 6·0,3 + 38·0,05 − 2·0,65 = 2,4 €

Respuesta

E(G) = 2,4 €

Un valor positivo significa que ganas dinero de media.

13.Distribución normal

Respuesta: P = 0,1587

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 del total

μT = 108 kg, σT = 0,8·√9 = 2,4 kg

Tipificar

z = (105,6 − 108)/2,4 = −1

Probabilidad

P = Φ(−1) = 0,1587

Respuesta

P = 0,1587
14.Distribución normal

Respuesta: x = 112,6 puntos

Distribución normal: convierte un valor x en una puntuación z, z = (x − μ)/σ, que indica a cuántas desviaciones típicas está de la media. Una tabla z (o Φ(z)) da el área a la izquierda de z, que es P(X < x). El área a la derecha es 1 − Φ(z), y el área entre dos valores es la diferencia de sus dos áreas.

z del percentil

Φ(z) = 0,8 → z = 0,8416

Vuelta a x

x = 100 + 0,8416·15 = 112,62 puntos

Respuesta

x = 112,62 puntos
15.Intervalos de confianza

Respuesta: E = 5,809 h

Interval for a difference: estimate ± critical value × standard error. For two independent means with known σ: SE = √(σ₁²/n₁ + σ₂²/n₂) and z. With equal unknown variances: pooled s_p and t with n₁ + n₂ − 2 degrees of freedom. For paired data, work with the differences: d̄ ± t·s_d/√n.

Estimación puntual

x̄₁ − x̄₂ = 140 − 130 = 10

Error típico

SE = √(5²/100 + 16²/30) = 2,964

Margen de error

E = 1,96·2,964 = 5,809

Respuesta

E = 5,809 h

El intervalo no contiene el 0, así que las medias difieren significativamente.

16.Intervalos de confianza

Respuesta: σ = 7,234 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 = 24·5,2² = 649

Límites para σ²

649/39,364 = 16,49
649/12,401 = 52,33

Límite para σ

σ = √52,33 = 7,234 µm

Respuesta

σ = 7,234 µm

Intervalo del 95 % para σ: [4,06, 7,234] µm.

17.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianza

Respuesta: t = 0,75

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 = 8/√100 = 8/10 = 0,8

Estadístico de contraste

t = (120,6 − 120)/0,8 = 0,75

Respuesta

t = 0,75
t0,025; df = 99 = 1,984

|t| < 1.984, así que no se rechaza H₀ al nivel del 5 % (bilateral).

18.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianza

Respuesta: z = −1,144

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.

Proporciones muestrales

p̂₁ = 42/120 = 0,35
p̂₂ = 103/250 = 0,412
p̂ = 145/370 = 0,3919

Error típico bajo H₀

SE = √(0,3919·0,6081·(1/120 + 1/250)) = 0,05421

Estadístico de contraste

z = (0,35 − 0,412)/0,05421 = −1,144

Respuesta

z = −1,144

|z| < 1.96, así que no se rechaza H₀ al nivel del 5 % (bilateral).

19.Regresión lineal y correlación

Respuesta: r² = 0,9764

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 = 27/6 = 4,5
ȳ = 338/6 = 56,33

Sumas de cuadrados y de productos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 109
Syy = Σ(y − ȳ)² = 695,3

Coeficiente de determinación

r² = 109²/(17,5·695,3) = 0,9764

Respuesta

r² = 0,9764

Aproximadamente el 97,64 % de la variación de y queda explicada por la recta.

20.Regresión lineal y correlación

Respuesta: e = −1,843

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 = 21/6 = 3,5
ȳ = 111/6 = 18,5

Sumas de cuadrados y de productos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −49,5

Recta de regresión

b = −49,5/17,5 = −2,829
a = 18,5 − (−2,829)·3,5 = 28,4
ŷ = 28,4 − 2,829·x

Valor predicho

ŷ = 28,4 + (−2,829)·5,5 = 12,84

Residuo

e = 11 − 12,84 = −1,843

Respuesta

e = −1,843

El punto está por debajo de la recta.

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