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
años01234€2 000FV = ?

Inviertes €2 000 a un tipo nominal del 4 % anual con capitalización trimestral. Calcula el valor FV de la inversión al cabo de 4 años.

PV = €2 0004% / 4n = 4
FV = €
2.Valor temporal del dineroDifícil
años0123…27€1 000€1 000€1 000FV = ?

Ingresas €1 000 al principio de cada año durante 27 años; el primer ingreso es hoy. La cuenta paga un 3 % anual. ¿Cuánto hay en la cuenta al final del año 27? Calcula FV.

A = €1 000i = 3%n = 27
FV = €
3.VAN y TIRMedia
años0123−20 0004 0008 0005 000

Una inversión de €20 000 genera estos flujos al final de los años 1 a 3: €4 000, €8 000, €5 000. El coste de capital es del 12 %. Calcula el valor actual neto NPV.

r = 12%CF0 = −20 000CF1 = 4 000CF2 = 8 000CF3 = 5 000
NPV = €
4.VAN y TIRDifícil
años012345−100 00022 000+4%+4%+4%+4%r = 12%, NPV = ?

Un proyecto cuesta €100 000 hoy. Su flujo de caja es de €22 000 al final del año 1 y crece un 4 % anual hasta el último flujo, al final del año 5. El coste de capital es del 12 %. Halla el valor actual neto NPV.

C0 = €100 000CF1 = €22 000g = 4%n = 5r = 12%
NPV = €
5.Precio y rentabilidad de bonosMedia
años0123…9P€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 9 años. Su rentabilidad al vencimiento pasa del 2,5% al 1%. ¿Cuánto ΔP varía el precio del bono?

F = €1 000cupón = 4,5%n = 9y1 = 2,5%y2 = 1%
ΔP = €
6.Precio y rentabilidad de bonosDifícil
años012345P€50€50€50 + €1 000

Un bono con un valor nominal de €1 000 paga un cupón anual de 5% y vence dentro de 5 años. La rentabilidad al vencimiento es del 7%. Halla la duración de Macaulay D en años.

F = €1 000cupón = 5%n = 5YTM = 7%
D = años
7.CAPM y WACCMedia
WACC = 5,76%capital propio€5 000 000re​ = ?deuda€4 000 000rd​ = 4%T = 25,8%

Una empresa tiene fondos propios por valor de €5 000 000 y deuda por valor de €4 000 000. Su WACC es del 5,76%, su coste de la deuda antes de impuestos es del 4% y el tipo impositivo es del 25,8%. Halla el coste de los fondos propios re.

E = €5 000 000D = €4 000 000WACC = 5,76%rd = 4%T = 25,8%
re = %
8.CAPM y WACCDifícil
WACC = ?capital propio€5 000 000re​ = 13%bonos4 000 × €1 018cupón 5%, n = 4T = 30%

Una empresa tiene fondos propios con un valor de mercado de €5 000 000 y un coste de los fondos propios del 13%. Su deuda consiste en 4 000 bonos (valor nominal €1 000, cupón anual 5%, 4 años hasta el vencimiento) que cotizan a €1 018 cada uno. El tipo impositivo es del 30%. Halla el WACC, usando la rentabilidad al vencimiento de los bonos como coste de la deuda antes de impuestos.

E = €5 000 000re = 13%bonos: 4 000 × €1 018cupón = 5%n = 4T = 30%
WACC = %
9.Estadística descriptivaMedia
152025303540455055

Calcula la desviación típica muestral s de los datos: 54, 56, 11, 57, 39, 34.

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

Las notas de un examen siguen una distribución normal con media 500 y desviación típica 75. Calcula la puntuación z z de una nota de 425.

μ = 500σ = 75x = 425
z =
11.ProbabilidadMedia
xp(x)10,3520,1530,1540,250,15μ = 2,65

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

x: 1, 2, 3, 4, 5p(x): 0,35, 0,15, 0,15, 0,2, 0,15
Var(X) =
12.ProbabilidadDifícil
€p(x)−30,890,151470,05

Jugar una partida cuesta 3 €. Ganas 12 € con probabilidad 0,15 y 150 € 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 = €3€12: p = 0,15€150: p = 0,05
E(G) = €
13.Distribución normalMedia
680 kg713,9 kgT = X₁ + … + X₈?

Las masas de pasajeros con equipaje son independientes y normales con media 85 kg y desviación típica 12 kg. Halla la probabilidad P de que la masa total de 8 de ellos supere 713,9 kg. Redondea z a dos decimales.

μ = 85 kgσ = 12 kgn = 8> 713,9 kg
P =
14.Distribución normalDifícil
μ = 500x = ?75%

Supón que las duraciones de las baterías siguen una distribución normal con media 500 h y desviación típica 40 h. Halla el valor x por debajo del cual queda el 75 % de los datos (el percentil 75).

μ = 500σ = 40P = 75%
x = h
15.Intervalos de confianzaMedia
μ₁ − μ₂0LU = ?x̄₁ − x̄₂E90%

Se compara la duración de la batería de dos modelos de móvil. Modelo 1: 50 móviles, media 40,5 h, desviación típica conocida 19 h. Modelo 2: 30 móviles, media 42 h, desviación típica conocida 17 h. Halla el límite superior del intervalo de confianza del 90 % para μ₁ − μ₂.

n₁ = 50x̄₁ = 40,5 hσ₁ = 19 hn₂ = 30x̄₂ = 42 hσ₂ = 17 h90%
límite superior = h
16.Intervalos de confianzaDifícil
μ₁ − μ₂, t(19) = 1,7290LU = ?x̄₁ − x̄₂E90%

Se prueban dos fertilizantes. Grupo de parcelas 1: 15 parcelas, rendimiento medio 20 kg, desviación típica 3 kg. Grupo de parcelas 2: 6 parcelas, media 29,5 kg, desviación típica 1,5 kg. Supón varianzas iguales (t con varianza combinada, gl = n₁ + n₂ − 2). Halla el límite superior del intervalo de confianza del 90 % para μ₁ − μ₂.

n₁ = 15x̄₁ = 20s₁ = 3n₂ = 6x̄₂ = 29,5s₂ = 1,590%t(19) = 1,729
límite superior = kg
17.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianzaMedia
t −2,0302,03

Una muestra de 36 estudiantes tiene una nota media de 98,8 y una desviación típica muestral de 8. Calcula el estadístico de contraste t para H₀: μ = 100.

μ₀ = 100x̄ = 98,8s = 8n = 36
t =
18.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianzaDifícil
H₀H₁μ₀x̄cμ₀ + 4α = 0,01βσ = 14, potencia 90%, n = ?

Un contraste z unilateral con α = 0,01 debe detectar un desplazamiento de la media de 4 unidades con una potencia del 90 %. La desviación típica es 14. Halla el tamaño muestral mínimo n.

α = 0,01potencia = 90%δ = 4σ = 14zα = 2,326zβ = 1,282
n =
19.Regresión lineal y correlaciónMedia
xy15035757578899811105xy5106080100

La tabla da 6 observaciones emparejadas de x = horas de estudio e y = nota del examen. Halla el coeficiente de correlación de Pearson r.

n = 6
r =
20.Regresión lineal y correlaciónDifícil
xy2314346388461042xy51030354045ŷ = 33

La tabla da 5 observaciones emparejadas de x = gasto en publicidad en miles de € e y = ventas en miles de €. Usa la recta de mínimos cuadrados ŷ = a + b·x. ¿Para qué valor x predice la recta ŷ = 33?

n = 5ŷ = 33
x =

3Disoluciones

1.Valor temporal del dinero

Respuesta: FV = 2345 €

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 = 0,04/4 = 0,01
N = m·n = 4·4 = 16

Valor futuro

FV = 2 000·(1 + 0,01)16 = 2 000·1,173 = €2 345,16

Respuesta

FV = €2 345,16
2.Valor temporal del dinero

Respuesta: FV = 41931 €

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 + 0,03)27 − 1)/0,03 = 40,71

Renta prepagable

Cada ingreso está invertido un año más.

FV = 1 000·40,71·1,03 = €41 930,92

Respuesta

FV = €41 930,92
3.VAN y TIR

Respuesta: NPV = −6492 €

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 = −20 000
CF1/(1 + 0,12)1 = 4 000/1,12 = 3 571,43
CF2/(1 + 0,12)2 = 8 000/1,254 = 6 377,55
CF3/(1 + 0,12)3 = 5 000/1,405 = 3 558,90

Sumarlos

NPV = €−6 492,12

Respuesta

NPV = €−6 492,12

El VAN es negativo, así que el proyecto rinde menos que la rentabilidad exigida.

4.VAN y TIR

Respuesta: NPV = −14849 €

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 la renta creciente

((1,04)/(1,12))5 = 0,6904
PV = 22 000/(0,12 − 0,04)·(1 − 0,6904) = 85 150,58

NPV

NPV = 85 150,58 − 100 000 = −€14 849,42

Respuesta

NPV = −€14 849,42

El VAN es negativo, así que el proyecto rinde menos que la rentabilidad exigida.

5.Precio y rentabilidad de bonos

Respuesta: ΔP = 140,4 €

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 = 0,025, N = 9
€45,00·(1 − 0,8007)/0,025 + €1 000·0,8007 = €358,69 + €800,73 = €1 159,42

Precio con la nueva rentabilidad

C = €45,00, i = 0,01, N = 9
€45,00·(1 − 0,9143)/0,01 + €1 000·0,9143 = €385,47 + €914,34 = €1 299,81

Variación

ΔP = 1 299,81 − 1 159,42 = €140,39

Respuesta

ΔP = €140,39
6.Precio y rentabilidad de bonos

Respuesta: D = 4,523 años

Duración: la duración de Macaulay es el tiempo medio ponderado en el que un bono paga sus flujos de caja, usando como pesos los valores actuales de los flujos: D = Σ t·PVₜ/P. La duración modificada D/(1 + y) estima la variación porcentual del precio ante un pequeño cambio de la rentabilidad: %ΔP ≈ −Dmod·Δy.

Valor actual de cada flujo

t = 1: 50/1,07 = 46,73, t·PV = 46,73
t = 2: 50/1,145 = 43,67, t·PV = 87,34
t = 3: 50/1,225 = 40,81, t·PV = 122,44
t = 4: 50/1,311 = 38,14, t·PV = 152,58
t = 5: 1050/1,403 = 748,64, t·PV = 3 743,18

Duración

P = 918,00
D = 4 152,27/918,00 = 4,523

Respuesta

D = 4,523 años
7.CAPM y WACC

Respuesta: re = 7,994 %

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 = €9 000 000, E/V = 0,5556, D/V = 0,4444

Parte de la deuda en el WACC

0,4444·4%·(1 − 0,258) = 1,319%

Coste de los fondos propios

re = (5,76% − 1,319%)/0,5556 = 7,994%

Respuesta

re = 7,994%
8.CAPM y WACC

Respuesta: WACC = 8,578 %

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 la deuda (YTM)

1018 = 50·(1 − (1 + y)−4)/y + 1000/(1 + y)4
y = 4,498%

Valores de mercado

D = 4 000·€1 018 = €4 072 000
V = €9 072 000, E/V = 0,5511, D/V = 0,4489

WACC

WACC = 0,5511·13% + 0,4489·4,498%·(1 − 0,3) = 8,578%

Respuesta

WACC = 8,578%
9.Estadística descriptiva

Respuesta: s = 17,88

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 = 251/6 = 41,83

Desviaciones al cuadrado

Σ(x − x̄)² = 12,17² + 14,17² + (−30,83)² + 15,17² + (−2,833)² + (−7,833)² = 1599

Desviación típica

s = √(1599/5) = 17,88

Respuesta

s = 17,88
10.Estadística descriptiva

Respuesta: z = −1

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 = (425 − 500)/75 = −1

Respuesta

z = −1
11.Probabilidad

Respuesta: Var(X) = 2,228

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 = 1·0,35 + 2·0,15 + 3·0,15 + 4·0,2 + 5·0,15 = 2,65

Media de los cuadrados

E(X²) = 1·0,35 + 4·0,15 + 9·0,15 + 16·0,2 + 25·0,15 = 9,25

Varianza

Var(X) = 9,25 − 2,65² = 2,228

Respuesta

Var(X) = 2,228
12.Probabilidad

Respuesta: E(G) = 6,3 €

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: 9 (p = 0,15), 147 (p = 0,05), −3 (p = 0,8)

Valor esperado

E(G) = 9·0,15 + 147·0,05 − 3·0,8 = 6,3 €

Respuesta

E(G) = 6,3 €

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 = 680 kg, σT = 12·√8 = 33,94 kg

Tipificar

z = (713,9 − 680)/33,94 = 1

Probabilidad

P = 1 − Φ(1) = 0,1587

Respuesta

P = 0,1587
14.Distribución normal

Respuesta: x = 527 h

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) = 0,75 → z = 0,6745

Vuelta a x

x = 500 + 0,6745·40 = 526,98 h

Respuesta

x = 526,98 h
15.Intervalos de confianza

Respuesta: límite superior = 5,253 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 = 40,5 − 42 = −1,5

Error típico

SE = √(19²/50 + 17²/30) = 4,105

Margen de error

E = 1,645·4,105 = 6,753

Intervalo

−1,5 ± 6,753 → [−8,253, 5,253]

Respuesta

límite superior = 5,253 h

El intervalo contiene el 0, así que los datos no muestran una diferencia significativa.

16.Intervalos de confianza

Respuesta: límite superior = −7,255 kg

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.

Desviación típica combinada

sp² = (14·3² + 5·1,5²)/19 = 7,224
sp = 2,688

Margen de error

E = 1,729·2,688·√(1/15 + 1/6) = 2,245

Intervalo

−9,5 ± 2,245 → [−11,74, −7,255]

Respuesta

límite superior = −7,255 kg
17.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianza

Respuesta: t = −0,9

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/√36 = 8/6 = 1,333

Estadístico de contraste

t = (98,8 − 100)/1,333 = −0,9

Respuesta

t = −0,9
t0,025; df = 35 = 2,03

|t| < 2.03, así que no se rechaza H₀ al nivel del 5 % (bilateral).

18.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianza

Respuesta: n = 160

Tamaño muestral para un contraste: para detectar un desplazamiento real δ con potencia 1 − β en un contraste z unilateral de nivel α, el error típico debe cumplir δ = (z_α + z_β)·σ/√n, así que n = ((z_α + z_β)·σ/δ)², redondeado hacia arriba.

Despejar n

n = ((2,326 + 1,282)·14/4)² = 159,5

Redondear hacia arriba

n = 160

Respuesta

n = 160
19.Regresión lineal y correlación

Respuesta: r = 0,9907

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 = 36/6 = 6
ȳ = 473/6 = 78,83

Sumas de cuadrados y de productos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 411
Syy = Σ(y − ȳ)² = 2459

Coeficiente de correlación

r = 411/√(70·2459) = 0,9907

Respuesta

r = 0,9907
20.Regresión lineal y correlación

Respuesta: x = 2,941

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 = 191/5 = 38,2

Sumas de cuadrados y de productos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 68

Recta de regresión

b = 68/40 = 1,7
a = 38,2 − 1,7·6 = 28
ŷ = 28 + 1,7·x

Despeja x

x = (33 − 28)/1,7 = 2,941

Respuesta

x = 2,941

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