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…9PV = ?€6 000+4%+4%…r = 9%

Se espera que un inmueble genere un alquiler neto de €6 000 el año que viene. Se espera que el alquiler crezca un 4 % anual para siempre. La rentabilidad exigida es del 9 % anual. Halla el valor PV del inmueble hoy.

C1 = €6 000g = 4%r = 9%
PV = €
2.Valor temporal del dineroDifícil
meses0123…72€15 000A?AAA

Un préstamo de €15 000 se devuelve en cuotas mensuales iguales durante 6 años. El tipo de interés es del 7,2 % anual con capitalización mensual. Calcula la cuota mensual A.

P = €15 0007,2% / 12N = 72
A = €
3.VAN y TIRMedia
años0123…9−200 00021 000+1%+1%…r = 9%, NPV = ?

Un proyecto cuesta €200 000 hoy. Genera €21 000 al final del primer año, y después el flujo de caja crece un 1 % anual para siempre. El coste de capital es del 9 %. Halla el valor actual neto NPV.

C0 = €200 000CF1 = €21 000g = 1%r = 9%
NPV = €
4.VAN y TIRDifícil
años012−40 00024 50028 500

Un proyecto cuesta €40 000 y devuelve €24 500, €28 500 al final de los años 1 a 2. Calcula su tasa interna de rentabilidad IRR en porcentaje.

CF0 = −40 000CF1 = 24 500CF2 = 28 500
IRR = %
5.Precio y rentabilidad de bonosMedia
años01234567P€45€45€45 + €1 000

Un bono con un valor nominal de €1 000 paga un cupón anual de 4,5% y vence dentro de 7 años. Su rentabilidad al vencimiento pasa del 5,5% al 4,5%. ¿Cuánto ΔP varía el precio del bono?

F = €1 000cupón = 4,5%n = 7y1 = 5,5%y2 = 4,5%
ΔP = €
6.Precio y rentabilidad de bonosDifícil
años0123€1 145€50€50€50 + €1 050

A un bono le quedan 12 años hasta el vencimiento (valor nominal €1 000, cupón anual 5%) y se vende a €1 145. El emisor puede amortizarlo anticipadamente dentro de 3 años a un precio de amortización de €1 050. Halla la rentabilidad hasta la amortización anticipada YTC en porcentaje.

F = €1 000cupón = 5%P = €1 145precio de amortización = €1 050amortización en 3 años
YTC = %
7.CAPM y WACCMedia
βr (%)SMLrf​ = 3%β = 1rm​ = ?β = 0,6re​ = 6%

Una acción con una beta de 0,6 tiene una rentabilidad exigida del 6%. El tipo libre de riesgo es del 3%. ¿Qué rentabilidad esperada del mercado rm implica el CAPM?

β = 0,6re = 6%rf = 3%
rm = %
8.CAPM y WACCDifícil
WACC = ?capital propio5 000 000 × €40,50β = 1,1rf​ = 1,5%, rm​ = 8%deuda10 000 × €960rd​ = 5%T = 25,8%

Una empresa tiene 5 000 000 acciones a €40,50 cada una y 10 000 bonos que cotizan a €960 cada uno. El coste de la deuda antes de impuestos es del 5% y el tipo impositivo es del 25,8%. La beta de la acción es 1,1, el tipo libre de riesgo es del 1,5% y la rentabilidad del mercado es del 8%. Calcula el WACC.

β = 1,1rf = 1,5%rm = 8%rd = 5%T = 25,8%
WACC = %
9.Estadística descriptivaMedia
152025303540455055

Calcula la desviación típica muestral s de los datos: 29, 58, 50, 32, 13, 14, 30.

n = 7
s =
10.Estadística descriptivaDifícil
z −2−1012

Las notas de un examen siguen una distribución normal con media 170 y desviación típica 5. Calcula la puntuación z z de una nota de 167,5.

μ = 170σ = 5x = 167,5
z =
11.ProbabilidadMedia
xp(x)00,310,3520,35μ = 1,05

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

x: 0, 1, 2p(x): 0,3, 0,35, 0,35
Var(X) =
12.ProbabilidadDifícil
€p(x)−30,8430,15270,01

Jugar una partida cuesta 3 €. Ganas 6 € con probabilidad 0,15 y 30 € con probabilidad 0,01; en otro caso no ganas nada. La apuesta no se devuelve. Halla la ganancia neta esperada E(G) por partida.

apuesta = €3€6: p = 0,15€30: p = 0,01
E(G) = €
13.Distribución normalMedia
200 mm200,4 mmX + Y?

X es normal con media 120 mm y desviación típica 0,3 mm; Y es independiente y normal con media 80 mm y desviación típica 0,4 mm. Halla la probabilidad P de que X + Y sea mayor que 200,4 mm. Redondea z a dos decimales.

μX = 120, σX = 0,3μY = 80, σY = 0,4X + Y > 200,4 mm
P =
14.Distribución normalDifícil
0,03 mm0D − d?

Los diámetros D de los agujeros son normales con media 25,03 mm y desviación típica 0,02 mm. Los diámetros d de los ejes son independientes y normales con media 25 mm y desviación típica 0,01 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 = 25,03 mm, σ = 0,02 mmeje: μ = 25 mm, σ = 0,01 mm
P =
15.Intervalos de confianzaMedia
x̄E₁ = 7,395%, n = 36x̄E₂ = ?95%, n = 72

Un intervalo de confianza del 95 % para una media, basado en 36 observaciones y una σ conocida, tiene un margen de error de 7,3. ¿Cuál es el margen de error E₂ si el mismo estudio usa 72 observaciones?

95%n₁ = 36E₁ = 7,3n₂ = 72
E₂ =
16.Intervalos de confianzaDifícil
σ = 24, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 490%

La desviación típica poblacional es 24. ¿Qué tamaño muestral n necesitas para que un intervalo de confianza del 90 % para la media tenga un margen de error de como máximo 4?

σ = 24E = 490%
n =
17.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianzaMedia
−2,0932,093t = ?df = 19

20 empleados hacen una prueba de mecanografía antes y después de un curso de formación. Para cada persona se registra la diferencia d = después − antes (palabras por minuto). La diferencia media es 6,04 y la desviación típica de las diferencias es 7,3. Halla el estadístico del contraste para datos emparejados t para H₀: μd = 0.

n = 20d̄ = 6,04sd = 7,3
t =
18.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianzaDifícil
μ₀x̄c

Se hace un contraste z unilateral de H₀: μ = 500 frente a H₁: μ > 500 con α = 0,10 y una muestra de 100; se sabe que la desviación típica es 10. En realidad la media es 502,4. Halla la probabilidad de un error de tipo II β en porcentaje.

μ₀ = 500μ = 502,4σ = 10n = 100α = 0,10
β = %
19.Regresión lineal y correlaciónMedia
xy264136218271034xy510102030

La tabla da 5 observaciones emparejadas de x = carga en kN e y = alargamiento en mm. Halla el coeficiente de determinación r² de la recta de mínimos cuadrados.

n = 5
r² =
20.Regresión lineal y correlaciónDifícil
xy1781198721103231062512327131xy202580100120x = 26

La tabla da 6 observaciones emparejadas de x = temperatura en °C e y = helados vendidos. Usa la recta de mínimos cuadrados ŷ = a + b·x. Se hace una nueva observación (26, 131). Halla su residuo e = y − ŷ.

n = 6(26, 131)
e =

3Disoluciones

1.Valor temporal del dinero

Respuesta: PV = 120000 €

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.

Renta perpetua creciente

PV = C1/(r − g) = 6 000/(0,09 − 0,04) = 6 000/0,05 = €120 000,00

Respuesta

PV = €120 000,00
2.Valor temporal del dinero

Respuesta: A = 257,2 €

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 cuotas

i = 0,07200000000000001/12 = 0,006
N = 12·6 = 72

Cuota

El valor actual de N pagos iguales A es A·(1 − (1 + i)⁻ᴺ)/i. Iguálalo al préstamo y despeja A.

(1 + i)−N = 0,65
A = 15 000·0,006/(1 − 0,65) = €257,18

Respuesta

A = €257,18
3.VAN y TIR

Respuesta: NPV = 62500 €

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 de los flujos de caja

PV = 21 000/(0,09 − 0,01) = 262 500,00

NPV

NPV = 262 500,00 − 200 000 = €62 500,00

Respuesta

NPV = €62 500,00

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

4.VAN y TIR

Respuesta: IRR = 20,42 %

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(20%) = 208,33
NPV(25%) = −2 160,00

Acotar

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

IRR ≈ 20 + 5·208,33/(208,33 − (−2 160,00)) = 20,44%
exacto: NPV(20,42%) = 0 → IRR = 20,42%

Respuesta

IRR = 20,42%
5.Precio y rentabilidad de bonos

Respuesta: ΔP = 56,83 €

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 con la rentabilidad anterior

C = €45,00, i = 0,055, N = 7
€45,00·(1 − 0,6874)/0,055 + €1 000·0,6874 = €255,73 + €687,44 = €943,17

Precio con la nueva rentabilidad

C = €45,00, i = 0,045, N = 7
€45,00·(1 − 0,7348)/0,045 + €1 000·0,7348 = €265,17 + €734,83 = €1 000,00

Variación

ΔP = 1 000,00 − 943,17 = €56,83

Respuesta

ΔP = €56,83
6.Precio y rentabilidad de bonos

Respuesta: YTC = 1,646 %

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

1145 = 50·(1 − (1 + y)−3)/y + 1050/(1 + y)3

Resolver numéricamente

y = 1%: €1 166,17
y = 2%: €1 133,63
YTC = 1,646%

Respuesta

YTC = 1,646%

La rentabilidad al vencimiento es del 3,5%. Los inversores en un bono con prima esperan que se amortice anticipadamente, así que la rentabilidad hasta la amortización, más baja, es la más realista.

7.CAPM y WACC

Respuesta: rm = 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).

Prima de riesgo de mercado

rm − rf = (6% − 3%)/0,6 = 5%

Rentabilidad del mercado

rm = 3% + 5% = 8%

Respuesta

rm = 8%
8.CAPM y WACC

Respuesta: WACC = 8,426 %

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·€40,50 = €202 500 000
D = 10 000·€960 = €9 600 000

Coste de los fondos propios (CAPM)

re = 1,5% + 1,1·6,5% = 8,65%

Ponderaciones

V = €212 100 000, E/V = 0,9547, D/V = 0,04526

WACC

WACC = 0,9547·8,65% + 0,04526·5%·(1 − 0,258) = 8,426%

Respuesta

WACC = 8,426%
9.Estadística descriptiva

Respuesta: s = 16,82

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 = 226/7 = 32,29

Desviaciones al cuadrado

Σ(x − x̄)² = (−3,286)² + 25,71² + 17,71² + (−0,2857)² + (−19,29)² + (−18,29)² + (−2,286)² = 1697

Desviación típica

s = √(1697/6) = 16,82

Respuesta

s = 16,82
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 = (167,5 − 170)/5 = −0,5

Respuesta

z = −0,5
11.Probabilidad

Respuesta: Var(X) = 0,6475

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 = 0·0,3 + 1·0,35 + 2·0,35 = 1,05

Media de los cuadrados

E(X²) = 0·0,3 + 1·0,35 + 4·0,35 = 1,75

Varianza

Var(X) = 1,75 − 1,05² = 0,6475

Respuesta

Var(X) = 0,6475
12.Probabilidad

Respuesta: E(G) = −1,8 €

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: 3 (p = 0,15), 27 (p = 0,01), −3 (p = 0,84)

Valor esperado

E(G) = 3·0,15 + 27·0,01 − 3·0,84 = −1,8 €

Respuesta

E(G) = −1,8 €

Un valor negativo significa que pierdes dinero de media.

13.Distribución normal

Respuesta: P = 0,2119

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 suma

μ = 200 mm, σ = √(0,3² + 0,4²) = 0,5 mm

Tipificar

z = (200,4 − 200)/0,5 = 0,8

Cola superior

P = 1 − Φ(0,8) = 1 − 0,7881 = 0,2119

Respuesta

P = 0,2119
14.Distribución normal

Respuesta: P = 0,9099

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 = 25,03 − 25 = 0,03 mm, σ = 0,02236 mm

Tipificar

z = (0 − 0,03)/0,02236 = −1,34

Probabilidad

P = 1 − Φ(−1,34) = 0,9099

Respuesta

P = 0,9099
15.Intervalos de confianza

Respuesta: E₂ = 5,162

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)·√(36/72) = 0,7071

Nuevo margen

E₂ = 7,3·0,7071 = 5,162

Respuesta

E₂ = 5,162
16.Intervalos de confianza

Respuesta: n = 98

Intervalo de confianza para la media: x̄ ± margen de error. Con σ poblacional conocida, el margen es z·σ/√n; si solo se tiene la desviación típica muestral s, usa t con n − 1 grados de libertad: t·s/√n. Valores críticos: z = 1,645 (90 %), 1,96 (95 %), 2,576 (99 %). Para conseguir un margen E o menor, necesitas n ≥ (z·σ/E)², redondeado hacia arriba.

Despejar n

n = (1,645·24/4)² = 97,42

Redondear hacia arriba

El tamaño muestral es un número entero, y redondear hacia abajo haría el margen demasiado grande.

n = 98

Respuesta

n = 98
17.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianza

Respuesta: t = 3,7

Testing a mean: the test statistic measures how many standard errors the sample mean lies from the value claimed in H₀: z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n) when σ is known, t = (x̄ − μ₀)/(s/√n) when it is estimated from the sample. A confidence interval is x̄ ± (critical value)·(standard error).

Error típico de la diferencia media

SE = 7,3/√20 = 1,632

Estadístico de contraste

t = 6,04/1,632 = 3,7

Respuesta

t = 3,7

Con gl = 19, el valor crítico bilateral al 5 % es 2,093; |t| es mayor, así que se rechaza H₀.

18.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianza

Respuesta: β = 13,18 %

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 = 10/√100 = 1
x̄c = 500 + 1,282·1 = 501,3

z con la media verdadera

z = (501,3 − 502,4)/1 = −1,118

Error de tipo II

potencia = P(Z > −1,118) = 86,82%
β = 100% − 86,82% = 13,18%

Respuesta

β = 13,18%
19.Regresión lineal y correlación

Respuesta: r² = 0,9984

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 = 101/5 = 20,2

Sumas de cuadrados y de productos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 140
Syy = Σ(y − ȳ)² = 490,8

Coeficiente de determinación

r² = 140²/(40·490,8) = 0,9984

Respuesta

r² = 0,9984

Aproximadamente el 99,84 % de la variación de y queda explicada por la recta.

20.Regresión lineal y correlación

Respuesta: e = 5,205

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 = 132/6 = 22
ȳ = 631/6 = 105,2

Sumas de cuadrados y de productos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 361

Recta de regresión

b = 361/70 = 5,157
a = 105,2 − 5,157·22 = −8,29
ŷ = −8,29 + 5,157·x

Valor predicho

ŷ = −8,29 + 5,157·26 = 125,8

Residuo

e = 131 − 125,8 = 5,205

Respuesta

e = 5,205

El punto está por encima de la recta.

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