CFA Level I मात्रात्मक विधियाँ और निश्चित आय अभ्यास: क्रैम पैक

सूत्र-पत्रक, हर विषय के मुख्य विधि-चरण और 20 अभ्यास प्रश्न, पूरे हल पीछे दिए गए हैं।

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1सूत्र और विधियाँ

मुद्रा का समय मूल्य

भविष्य मूल्य
FV = PV·(1 + i)n
वर्तमान मूल्य
PV = FV/(1 + i)n
प्रति वर्ष कई अवधियाँ
i = r/m, N = m·n
वार्षिकी, वर्तमान मूल्य
PV = PMT·[1 − (1 + i)−n]/i
वार्षिकी, भविष्य मूल्य
FV = PMT·[(1 + i)n − 1]/i

विधि

  1. हर नकदी प्रवाह और उसके समय के साथ एक समय-रेखा बनाएँ।
  2. दर को अवधि से मिलाएँ: मासिक भुगतानों के लिए मासिक दर।
  3. एकल राशियों के लिए FV = PV·(1 + i)ⁿ और समान भुगतानों के लिए वार्षिकी सूत्रों का उपयोग करें।
  4. उत्तर का चिह्न और परिमाण की कोटि जाँचें।

NPV और IRR

शुद्ध वर्तमान मूल्य
NPV = −C0 + Σ CFt/(1 + r)t
समान नकदी प्रवाह
NPV = −C0 + CF·[1 − (1 + r)−n]/r
आंतरिक प्रतिफल दर
वह r जिस पर NPV = 0
निर्णय
NPV > 0 (या IRR > आवश्यक प्रतिफल) होने पर स्वीकार करें

विधि

  1. सभी नकदी प्रवाहों को उनके वर्ष के साथ सूचीबद्ध करें; वर्ष 0 का निवेश ऋणात्मक है।
  2. हर नकदी प्रवाह को बट्टाकृत करें: CFt/(1 + r)t।
  3. NPV पाने के लिए उन्हें जोड़ें। धनात्मक का अर्थ है कि परियोजना r से अधिक कमाती है।
  4. IRR के लिए वह दर ज्ञात करें जो NPV को शून्य बनाती है, प्रयास या अंतर्वेशन द्वारा।

बॉन्ड मूल्य-निर्धारण और प्रतिफल

बॉन्ड की कीमत
P = C·(1 − (1 + y)−n)/y + F/(1 + y)n
अर्धवार्षिक
C/2, y/2 और 2n अवधियाँ
चालू प्रतिफल
C/P
कीमत और प्रतिफल
प्रतिफल ऊपर → कीमत नीचे

विधि

  1. प्रति अवधि कूपन और प्रति अवधि प्रतिफल ज्ञात करें।
  2. मूल्य = कूपनों का वर्तमान मूल्य (एक वार्षिकी) + अंकित मूल्य का वर्तमान मूल्य।
  3. अर्धवार्षिक कूपनों के लिए आधा कूपन, आधा प्रतिफल और दोगुनी अवधियाँ लें।
  4. जाँच: यदि प्रतिफल कूपन दर से अधिक है, तो मूल्य अंकित मूल्य से कम होता है।

CAPM और WACC

CAPM
re = rf + β·(rm − rf)
WACC
E/V·re + D/V·rd·(1 − T)
फर्म का मूल्य
V = E + D

वर्णनात्मक सांख्यिकी

माध्य
x̄ = Σx/n
प्रतिदर्श मानक विचलन
s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
माध्यिका
क्रमबद्ध आँकड़ों का मध्य मान
z-स्कोर
z = (x − μ)/σ
प्रसामान्य बंटन
±1σ के भीतर 68%, ±2σ के भीतर 95%

प्रायिकता

पूरक
P(not A) = 1 − P(A)
योग नियम
P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B)
स्वतंत्र घटनाएँ
P(A ∩ B) = P(A)·P(B)
सप्रतिबंध प्रायिकता
P(A|B) = P(A ∩ B)/P(B)
द्विपद
P(X = k) = C(n,k)·pk(1 − p)n−k

प्रसामान्य बंटन

z-स्कोर
z = (x − μ)/σ
x से कम
P(X < x) = Φ(z)
x से अधिक
P(X > x) = 1 − Φ(z)
बीच में
Φ(z2) − Φ(z1)
शततमक
x = μ + z·σ

विधि

  1. मान को z-स्कोर में बदलें: z = (x − μ)/σ।
  2. Φ(z) देखें, जो z के बाईं ओर का क्षेत्रफल है।
  3. दाईं ओर के क्षेत्रफल के लिए 1 − Φ(z) लें; किसी अंतराल के लिए दोनों बाएँ क्षेत्रफल घटाएँ।
  4. शतमक के लिए उलटा चलें: क्षेत्रफल के लिए z ज्ञात करें, फिर x = μ + z·σ।

विश्वास्यता अंतराल

σ ज्ञात
x̄ ± z·σ/√n
σ अज्ञात
x̄ ± t·s/√n, df = n − 1
क्रांतिक z
90%: 1.645, 95%: 1.96, 99%: 2.576
प्रतिदर्श आकार
n = (z·σ/E)², rounded up

विधि

  1. z (समष्टि σ ज्ञात) और t (केवल प्रतिदर्श s, n − 1 स्वातंत्र्य कोटि के साथ) में से चुनें।
  2. विश्वास्यता स्तर के लिए क्रांतिक मान ज्ञात करें।
  3. त्रुटि सीमा: E = क्रांतिक मान × मानक विचलन/√n।
  4. अंतराल: x̄ ± E।

परिकल्पना परीक्षण और विश्वास्यता अंतराल

माध्य के लिए z-परीक्षण
z = (x̄ − μ0)/(σ/√n)
माध्य के लिए t-परीक्षण
t = (x̄ − μ0)/(s/√n), df = n − 1
5% पर द्वि-पक्षीय
यदि |z| > 1.96 तो H0 अस्वीकार करें
विश्वास्यता अंतराल
x̄ ± z·σ/√n

विधि

  1. H₀ और H₁ बताएँ और तय करें कि परीक्षण एकपक्षीय है या द्विपक्षीय।
  2. परीक्षण प्रतिदर्शज निकालें: (x̄ − μ₀)/(σ/√n), या s और t के साथ।
  3. क्रांतिक मान से तुलना करें, या p-मान ज्ञात करें।
  4. यदि प्रतिदर्शज क्रांतिक मान से आगे है (p, α से कम) तो H₀ अस्वीकार करें, और निष्कर्ष शब्दों में बताएँ।

रैखिक समाश्रयण और सहसंबंध

वर्गों के योग
Sxx = Σ(x − x̄)² = Σx² − (Σx)²/n, Sxy = Σxy − ΣxΣy/n
ढाल
b = Sxy/Sxx
अंतःखंड
a = ȳ − b·x̄
सहसंबंध
r = Sxy/√(SxxSyy)
अवशिष्ट
e = y − ŷ

2अभ्यास प्रश्न

1.मुद्रा का समय मूल्यमध्यम
वर्ष0123…15PV = ?€8 000€8 000€8 000€8 000

एक वार्षिकी 15 वर्षों तक हर वर्ष के अंत में €8 000 देती है। ब्याज दर 10% प्रति वर्ष है। वार्षिकी का वर्तमान मूल्य PV ज्ञात कीजिए।

A = €8 000i = 10%n = 15
PV = €
2.मुद्रा का समय मूल्यकठिन
महीने0123…48A?AA€30 000

आपको 4 वर्षों में €30 000 चाहिए। आप हर महीने के अंत में 5.4% प्रति वर्ष, मासिक चक्रवृद्धि वाले खाते में समान राशि बचाते हैं। मासिक जमा A ज्ञात कीजिए।

FV = €30 0005.4% / 12N = 48
A = €
3.NPV और IRRमध्यम
वर्ष0123−100 00033 50033 50043 500

एक मशीन की लागत आज €100 000 है। यह 3 वर्षों तक हर वर्ष के अंत में €33 500 उत्पन्न करती है और फिर €10 000 में बेची जा सकती है। पूँजी की लागत 8% है। शुद्ध वर्तमान मूल्य NPV ज्ञात कीजिए।

C0 = €100 000CF = €33 500S = €10 000n = 3r = 8%
NPV = €
4.NPV और IRRकठिन
r (%)NPVABr* = ?0

परियोजना A की लागत €40 000 है और यह वर्ष 1 से 3 के अंत में €23 000, €16 500, €9 000 लौटाती है। परियोजना B की लागत €45 000 है और यह €14 000, €17 500, €24 500 लौटाती है। वह क्रॉसओवर दर r* प्रतिशत में ज्ञात कीजिए जिस पर दोनों परियोजनाओं का NPV समान है।

A: −40 000, 23 000, 16 500, 9 000B: −45 000, 14 000, 17 500, 24 500
r* = %
5.बॉन्ड मूल्य-निर्धारण और प्रतिफलमध्यम
छमाहियाँ0123456€20€20€20 + €1 000P = ?

€1 000 अंकित मूल्य वाला एक बॉन्ड 4% का वार्षिक कूपन दो छमाही किस्तों में देता है और 3 वर्ष में परिपक्व होता है। परिपक्वता तक प्रतिफल प्रति वर्ष 5.5% है। बॉन्ड की कीमत P ज्ञात कीजिए।

F = €1 000कूपन = 4%YTM = 5.5%n = 3
P = €
6.बॉन्ड मूल्य-निर्धारण और प्रतिफलकठिन
वर्ष0123…8€1 110€30€30 + €1 000

€1 000 अंकित मूल्य और 3% वार्षिक कूपन वाला एक बॉन्ड 8 वर्ष में परिपक्व होता है और €1 110 में बिकता है। इसका परिपक्वता तक प्रतिफल YTM प्रतिशत में ज्ञात कीजिए।

F = €1 000कूपन = 3%n = 8P = €1 110
YTM = %
7.CAPM और WACCमध्यम
WACC = ?इक्विटीEre​ = 11%ऋणD = 0.75·Erd​ = 7%T = 28%

एक कंपनी का ऋण-इक्विटी अनुपात (बाज़ार मूल्यों पर) 0.75 है। इसकी इक्विटी की लागत 11%, कर-पूर्व ऋण लागत 7% और कर दर 28% है। WACC ज्ञात कीजिए।

D/E = 0.75re = 11%rd = 7%T = 28%
WACC = %
8.CAPM और WACCकठिन
WACC = ?इक्विटी4 000 000 × €49.50β = 0.6rf​ = 3%, rm​ = 8%ऋण20 000 × €1 050rd​ = 6%T = 28%

एक कंपनी के पास €49.50 प्रति शेयर की दर से 4 000 000 शेयर और €1 050 प्रति बॉन्ड पर कारोबार कर रहे 20 000 बॉन्ड है। कर-पूर्व ऋण लागत 6% और कर दर 28% है। शेयर का बीटा 0.6, जोखिम-मुक्त दर 3% और बाज़ार प्रतिफल 8% है। WACC ज्ञात कीजिए।

β = 0.6rf = 3%rm = 8%rd = 6%T = 28%
WACC = %
9.वर्णनात्मक सांख्यिकीमध्यम
15202530354045505560

आँकड़ों का प्रतिदर्श मानक विचलन s ज्ञात करें: 60, 27, 56, 11, 54, 21, 55।

n = 7
s =
10.वर्णनात्मक सांख्यिकीकठिन
z −2−1012

परीक्षा अंक माध्य 70 और मानक विचलन 20 के साथ प्रसामान्य रूप से वितरित हैं। 54 अंक का z-स्कोर z ज्ञात करें।

μ = 70σ = 20x = 54
z =
11.प्रायिकतामध्यम
xp(x)100.25200.15300.25400.35μ = 27

दिखाए गए बंटन के लिए X का प्रसरण Var(X) ज्ञात कीजिए।

x: 10, 20, 30, 40p(x): 0.25, 0.15, 0.25, 0.35
Var(X) =
12.प्रायिकताकठिन
n = 6, p = 0.2: P(X = 1) = ?k0123456

एक परीक्षा में 6 बहुविकल्पीय प्रश्न हैं। अनुमान लगाने वाली एक छात्रा हर प्रश्न स्वतंत्र रूप से 0.2 प्रायिकता से सही करती है। ठीक 1 सही उत्तरों की प्रायिकता P क्या है?

n = 6p = 0.2k = 1
P =
13.प्रसामान्य बंटनमध्यम
176.25186.75P = ?

वयस्क पुरुषों की ऊँचाई माध्य 178 cm और मानक विचलन 7 cm के साथ प्रसामान्य रूप से वितरित हैं। कितना अनुपात 176.25 और 186.75 cm के बीच है? P को दशमलव में दें।

μ = 178σ = 7x1 = 176.25x2 = 186.75
P =
14.प्रसामान्य बंटनकठिन
10 cm0X − Y?

किसी समूह में पुरुषों की ऊँचाई X और महिलाओं की ऊँचाई Y स्वतंत्र और प्रसामान्य हैं: X का माध्य 180 cm और मानक विचलन 10 cm है, Y का माध्य 170 cm और मानक विचलन 12 cm है। प्रायिकता P ज्ञात कीजिए कि X, Y से बड़ा है। z को दो दशमलव तक पूर्णांकित करें।

μX = 180 cm, σX = 10 cmμY = 170 cm, σY = 12 cm
P =
15.विश्वास्यता अंतरालमध्यम
n = 12, s = 16L = ?Ux̄ = 105E99%

12 वस्तुओं के एक प्रतिदर्श का माध्य 105 और मानक विचलन s = 16 है। समष्टि लगभग प्रसामान्य है। माध्य के 99% विश्वास्यता अंतराल की निचली सीमा ज्ञात कीजिए।

n = 12x̄ = 105s = 1699%t(11) = 3.106
निचली सीमा =
16.विश्वास्यता अंतरालकठिन
μ₁ − μ₂, t(29) = 2.7560LU = ?x̄₁ − x̄₂E99%

दो उर्वरकों का परीक्षण किया जाता है। प्लॉट समूह 1: 14 प्लॉट, माध्य उपज 40.5 kg, मानक विचलन 9.5 kg। प्लॉट समूह 2: 17 प्लॉट, माध्य 39 kg, मानक विचलन 2 kg। समान प्रसरण मानें (संयुक्त t, df = n₁ + n₂ − 2)। μ₁ − μ₂ के लिए 99% विश्वास्यता अंतराल की ऊपरी सीमा ज्ञात कीजिए।

n₁ = 14x̄₁ = 40.5s₁ = 9.5n₂ = 17x̄₂ = 39s₂ = 299%t(29) = 2.756
ऊपरी सीमा = kg
17.परिकल्पना परीक्षण और विश्वास्यता अंतरालमध्यम
−1.06p = ?

एक समष्टि का माध्य 250 होने का दावा किया जाता है; समष्टि मानक विचलन 18 ज्ञात है। 36 प्रेक्षणों के एक यादृच्छिक प्रतिदर्श का माध्य 246.82 है। H₀: μ = 250 बनाम H₁: μ < 250 का परीक्षण करें। p-मान p ज्ञात कीजिए।

μ₀ = 250σ = 18n = 36x̄ = 246.82H₁: μ < μ₀
p =
18.परिकल्पना परीक्षण और विश्वास्यता अंतरालकठिन
μ₀x̄c

H₀: μ = 50 बनाम H₁: μ < 50 का एकपक्षीय z परीक्षण α = 0.01 पर 25 के प्रतिदर्श के साथ किया जाता है; मानक विचलन 10 ज्ञात है। वास्तव में माध्य 45.2 है। परीक्षण की शक्ति 1 − β प्रतिशत में ज्ञात कीजिए।

μ₀ = 50μ = 45.2σ = 10n = 25α = 0.01
1 − β = %
19.रैखिक समाश्रयण और सहसंबंधमध्यम
xy250466672884109612115xy51050100

तालिका x = अध्ययन के घंटे और y = परीक्षा अंक के 6 युग्मित प्रेक्षण देती है। उनके योग दिए गए हैं। इन योगों से पियर्सन सहसंबंध गुणांक r ज्ञात कीजिए।

n = 6Σx = 42Σy = 483Σx² = 364Σy² = 41537Σxy = 3808
r =
20.रैखिक समाश्रयण और सहसंबंधकठिन
xy1810620116221302413826142xy2025120140x = 23

तालिका x = °C में तापमान और y = बिकी आइसक्रीम के 5 युग्मित प्रेक्षण देती है। न्यूनतम-वर्ग रेखा ŷ = a + b·x का उपयोग करें। x = 23 के लिए ŷ का पूर्वानुमान लगाइए।

n = 5x = 23
ŷ =

3विलयन

1.मुद्रा का समय मूल्य

उत्तर: PV = 60849 €

मुद्रा का समय मूल्य: आज का पैसा बाद की उसी राशि से अधिक मूल्यवान है, क्योंकि वह ब्याज कमा सकता है। प्रति अवधि ब्याज दर i पर राशि FV = PV·(1 + i)n के अनुसार बढ़ती है। समान भुगतानों की शृंखला (वार्षिकी) का मूल्य हर भुगतान जोड़कर निकाला जाता है, जिससे वार्षिकी सूत्र बनते हैं।

वार्षिकी गुणक

(1 − (1 + i)−n)/i = (1 − 0.2394)/0.1 = 7.606

वर्तमान मूल्य

PV = 8 000·7.606 = €60 848.64

उत्तर

PV = €60 848.64
2.मुद्रा का समय मूल्य

उत्तर: A = 561.3 €

मुद्रा का समय मूल्य: आज का पैसा बाद की उसी राशि से अधिक मूल्यवान है, क्योंकि वह ब्याज कमा सकता है। प्रति अवधि ब्याज दर i पर राशि FV = PV·(1 + i)n के अनुसार बढ़ती है। समान भुगतानों की शृंखला (वार्षिकी) का मूल्य हर भुगतान जोड़कर निकाला जाता है, जिससे वार्षिकी सूत्र बनते हैं।

मासिक दर और जमाओं की संख्या

i = 0.054000000000000006/12 = 0.0045
N = 12·4 = 48

जमा

A = FV·i/((1 + i)N − 1) = 30 000·0.0045/(1.241 − 1) = €561.33

उत्तर

A = €561.33
3.NPV और IRR

उत्तर: NPV = −5729 €

शुद्ध वर्तमान मूल्य: हर नकदी प्रवाह को आवश्यक प्रतिफल दर r से आज तक बट्टा करें, फिर जोड़ें: NPV = Σ CFₜ/(1 + r)ᵗ। NPV > 0 वाली परियोजना r से अधिक कमाती है और मूल्य जोड़ती है। आंतरिक प्रतिफल दर (IRR) वह दर है जिस पर NPV = 0।

वार्षिक नकदी प्रवाहों का वर्तमान मूल्य

33 500·2.577 = 86 332.75

अवशिष्ट मूल्य का वर्तमान मूल्य

10 000/1.26 = 7 938.32

NPV

NPV = −100 000 + 86 332.75 + 7 938.32 = −€5 728.93

उत्तर

NPV = −€5 728.93
4.NPV और IRR

उत्तर: r* = 7.396 %

क्रॉसओवर दर: वह बट्टा दर जिस पर दो परियोजनाओं का NPV समान होता है। यह उनके नकदी प्रवाहों के अंतर (B − A) की IRR है। इससे नीचे बाद वाले, बड़े नकदी प्रवाहों वाली परियोजना का NPV अधिक होता है; इससे ऊपर दूसरी परियोजना जीतती है।

नकदी प्रवाहों में अंतर

ΔCF0 = −45 000 − (−40 000) = −5 000
ΔCF1 = 14 000 − 23 000 = −9 000
ΔCF2 = 17 500 − 16 500 = 1 000
ΔCF3 = 24 500 − 9 000 = 15 500

अंतर की IRR

NPVΔ(7%) = 114.84
NPVΔ(8%) = −171.59
r* = 7.396%

उत्तर

r* = 7.396%

जाँच: 7.396% पर दोनों NPV €2 987.48 हैं।

5.बॉन्ड मूल्य-निर्धारण और प्रतिफल

उत्तर: P = 959 €

बॉन्ड मूल्य-निर्धारण: बॉन्ड की कीमत उसके नकदी प्रवाहों का वर्तमान मूल्य है, जिन्हें परिपक्वता तक प्रतिफल (YTM) पर बट्टा किया जाता है: कूपन एक वार्षिकी बनाते हैं और अंकित मूल्य परिपक्वता पर लौटाया जाता है। P = C·(1 − (1 + y)⁻ⁿ)/y + F/(1 + y)ⁿ। जब प्रतिफल कूपन दर से अधिक हो तो बॉन्ड अंकित मूल्य से कम पर बिकता है, और इसका उलटा भी।

प्रति अवधि

C = €20.00, i = 0.0275, N = 6

कूपनों का वर्तमान मूल्य

€20.00·(1 − 0.8498)/0.0275 = €109.25

अंकित मूल्य का वर्तमान मूल्य

€1 000·0.8498 = €849.78

कीमत

P = €959.03

उत्तर

P = €959.03

प्रतिफल कूपन दर से अधिक है, इसलिए बॉन्ड बट्टे पर बिकता है।

6.बॉन्ड मूल्य-निर्धारण और प्रतिफल

उत्तर: YTM = 1.529 %

बॉन्ड मूल्य-निर्धारण: बॉन्ड की कीमत उसके नकदी प्रवाहों का वर्तमान मूल्य है, जिन्हें परिपक्वता तक प्रतिफल (YTM) पर बट्टा किया जाता है: कूपन एक वार्षिकी बनाते हैं और अंकित मूल्य परिपक्वता पर लौटाया जाता है। P = C·(1 − (1 + y)⁻ⁿ)/y + F/(1 + y)ⁿ। जब प्रतिफल कूपन दर से अधिक हो तो बॉन्ड अंकित मूल्य से कम पर बिकता है, और इसका उलटा भी।

प्रतिफल का समीकरण

€1 110 = €30·(1 − (1 + y)⁻⁸)/y + €1 000/(1 + y)⁸

संख्यात्मक रूप से हल करें

P(1%) = €1 153.03, P(2%) = €1 073.25
YTM = 1.529%

उत्तर

YTM = 1.529%
7.CAPM और WACC

उत्तर: WACC = 8.446 %

पूँजी की लागत: CAPM वह प्रतिफल देता है जिसकी शेयरधारक अपेक्षा रखते हैं: re = rf + β·(rm − rf)। पूँजी की भारित औसत लागत इक्विटी और ऋण को उनके बाज़ार मूल्यों के अनुसार मिलाती है: WACC = E/V·re + D/V·rd·(1 − T), जहाँ V = E + D। ब्याज कर-कटौती योग्य है, इसीलिए (1 − T)।

D/E से भार

E/V = 1/(1 + 0.75) = 0.5714
D/V = 0.75/(1 + 0.75) = 0.4286

WACC

WACC = 0.5714·11% + 0.4286·7%·(1 − 0.28) = 8.446%

उत्तर

WACC = 8.446%
8.CAPM और WACC

उत्तर: WACC = 5.839 %

पूँजी की लागत: CAPM वह प्रतिफल देता है जिसकी शेयरधारक अपेक्षा रखते हैं: re = rf + β·(rm − rf)। पूँजी की भारित औसत लागत इक्विटी और ऋण को उनके बाज़ार मूल्यों के अनुसार मिलाती है: WACC = E/V·re + D/V·rd·(1 − T), जहाँ V = E + D। ब्याज कर-कटौती योग्य है, इसीलिए (1 − T)।

बाज़ार मूल्य

E = 4 000 000·€49.50 = €198 000 000
D = 20 000·€1 050 = €21 000 000

इक्विटी की लागत (CAPM)

re = 3% + 0.6·5% = 6%

भार

V = €219 000 000, E/V = 0.9041, D/V = 0.09589

WACC

WACC = 0.9041·6% + 0.09589·6%·(1 − 0.28) = 5.839%

उत्तर

WACC = 5.839%
9.वर्णनात्मक सांख्यिकी

उत्तर: s = 20.19

वर्णनात्मक सांख्यिकी: माध्य योग को n से भाग देने पर मिलता है; माध्यिका क्रमबद्ध आँकड़ों का मध्य मान है (n सम हो तो दो मध्य मानों का औसत)। प्रतिदर्श मानक विचलन s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))। z-स्कोर z = (x − μ)/σ बताता है कि कोई मान माध्य से कितने मानक विचलन दूर है।

माध्य

x̄ = 284/7 = 40.57

विचलनों के वर्ग

Σ(x − x̄)² = 19.43² + (−13.57)² + 15.43² + (−29.57)² + 13.43² + (−19.57)² + 14.43² = 2446

मानक विचलन

s = √(2446/6) = 20.19

उत्तर

s = 20.19
10.वर्णनात्मक सांख्यिकी

उत्तर: z = −0.8

वर्णनात्मक सांख्यिकी: माध्य योग को n से भाग देने पर मिलता है; माध्यिका क्रमबद्ध आँकड़ों का मध्य मान है (n सम हो तो दो मध्य मानों का औसत)। प्रतिदर्श मानक विचलन s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))। z-स्कोर z = (x − μ)/σ बताता है कि कोई मान माध्य से कितने मानक विचलन दूर है।

मानकीकृत करें

z = (54 − 70)/20 = −0.8

उत्तर

z = −0.8
11.प्रायिकता

उत्तर: Var(X) = 141

असतत यादृच्छिक चर: प्रायिकता बंटन चर के हर संभव मान x को उसकी प्रायिकता p(x) के साथ सूचीबद्ध करता है; प्रायिकताएँ 0 और 1 के बीच होती हैं और उनका योग 1 होता है। प्रत्याशित मान (माध्य) E(X) = Σx·p(x) है, दीर्घकालिक औसत। प्रसरण Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ² है, और मानक विचलन σ = √Var(X)। रैखिक परिवर्तन Y = aX + b के लिए: E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X) और σY = |a|·σX; अचर जोड़ने से फैलाव नहीं बदलता।

माध्य

μ = 10·0.25 + 20·0.15 + 30·0.25 + 40·0.35 = 27

वर्गों का माध्य

E(X²) = 100·0.25 + 400·0.15 + 900·0.25 + 1600·0.35 = 870

प्रसरण

Var(X) = 870 − 27² = 141

उत्तर

Var(X) = 141
12.प्रायिकता

उत्तर: P = 0.3932

प्रायिकता: समसंभाव्य परिणामों में P(A) = अनुकूल/कुल। स्वतंत्र घटनाओं के लिए गुणा करें: P(A और B) = P(A)·P(B)। पूरक अक्सर मदद करता है: P(कम से कम एक) = 1 − P(कोई नहीं)। द्विपद: सफलता प्रायिकता p वाले n स्वतंत्र प्रयोगों में P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ।

द्विपद सूत्र

P(X = 1) = 6·0.21·0.85 = 6·0.2·0.3277 = 0.3932

उत्तर

P = 0.3932
13.प्रसामान्य बंटन

उत्तर: P = 0.4931

प्रसामान्य बंटन: मान x को z-स्कोर z = (x − μ)/σ में बदलें, जो माध्य से मानक विचलनों की संख्या गिनता है। z-तालिका (या Φ(z)) z के बाईं ओर का क्षेत्रफल देती है, जो P(X < x) है। दाईं ओर का क्षेत्रफल 1 − Φ(z) है, और दो मानों के बीच का क्षेत्रफल उनके दोनों क्षेत्रफलों का अंतर है।

z-स्कोर

z₁ = (176.25 − 178)/7 = −0.25
z₂ = (186.75 − 178)/7 = 1.25

बीच का क्षेत्रफल

P = Φ(1.25) − Φ(−0.25) = 0.8944 − 0.4013 = 0.4931

उत्तर

P = 0.4931
14.प्रसामान्य बंटन

उत्तर: P = 0.7389

प्रसामान्य चरों के योग और अंतर: यदि X और Y स्वतंत्र और प्रसामान्य हों, तो X + Y और X − Y भी प्रसामान्य होते हैं। माध्य जुड़ते या घटते हैं: E(X ± Y) = μX ± μY। प्रसरण हमेशा जुड़ते हैं, अंतर के लिए भी: Var(X ± Y) = σX² + σY², इसलिए σ = √(σX² + σY²)। मानक विचलन सीधे कभी नहीं जुड़ते। समान बंटन वाली n स्वतंत्र वस्तुओं के कुल का माध्य n·μ और मानक विचलन σ·√n होता है। फिर सामान्य तरीके से मानकीकरण करें: z = (x − माध्य)/σ और Φ(z) पढ़ें।

अंतर का बंटन

μ = 180 − 170 = 10 cm, σ = 15.62 cm

मानकीकृत करें

z = (0 − 10)/15.62 = −0.64

प्रायिकता

P = 1 − Φ(−0.64) = 0.7389

उत्तर

P = 0.7389
15.विश्वास्यता अंतराल

उत्तर: निचली सीमा = 90.65

माध्य के लिए विश्वास्यता अंतराल: x̄ ± त्रुटि सीमा। ज्ञात समष्टि σ के साथ सीमा z·σ/√n है; केवल प्रतिदर्श मानक विचलन s होने पर n − 1 स्वातंत्र्य कोटि वाला t लें: t·s/√n। क्रांतिक मान: z = 1.645 (90%), 1.96 (95%), 2.576 (99%)। E या उससे कम सीमा के लिए n ≥ (z·σ/E)² चाहिए, ऊपर की ओर पूर्णांकित।

क्रांतिक मान

df = n − 1 = 11, t = 3.106

त्रुटि सीमा

E = 3.106·16/√12 = 14.35

अंतराल

105 ± 14.35 → [90.65, 119.3]

उत्तर

निचली सीमा = 90.65
16.विश्वास्यता अंतराल

उत्तर: ऊपरी सीमा = 7.997 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.

संयुक्त मानक विचलन

sp² = (13·9.5² + 16·2²)/29 = 42.66
sp = 6.532

त्रुटि सीमा

E = 2.756·6.532·√(1/14 + 1/17) = 6.497

अंतराल

1.5 ± 6.497 → [−4.997, 7.997]

उत्तर

ऊपरी सीमा = 7.997 kg
17.परिकल्पना परीक्षण और विश्वास्यता अंतराल

उत्तर: p = 0.1446

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.

परीक्षण सांख्यिकी

SE = σ/√n = 18/√36 = 3
z = (246.82 − 250)/3 = −1.06

पुच्छ क्षेत्रफल

Φ(1.06) = 0.8554
1 − Φ(1.06) = 0.1446

p-मान

p = 0.1446

उत्तर

p = 0.1446

p > 0.05, इसलिए H₀ को 5% स्तर पर अस्वीकार नहीं किया जाता।

18.परिकल्पना परीक्षण और विश्वास्यता अंतराल

उत्तर: 1 − β = 52.95 %

परीक्षण की शक्ति: शक्ति = 1 − β, H₀ के असत्य होने पर उसे अस्वीकार करने की प्रायिकता है। μ₀ और z_α से सीमा x̄c ज्ञात करें, फिर वास्तविक माध्य से x̄c से आगे आने की प्रायिकता निकालें: z = (x̄c − μ)/(σ/√n)।

क्रांतिक प्रतिदर्श माध्य

SE = 10/√25 = 2
x̄c = 50 − 2.326·2 = 45.35

वास्तविक माध्य के अंतर्गत z

z = (45.35 − 45.2)/2 = 0.074

शक्ति

शक्ति = P(Z < 0.074) = 52.95%
1 − β = 52.95%

उत्तर

1 − β = 52.95%
19.रैखिक समाश्रयण और सहसंबंध

उत्तर: r = 0.9904

न्यूनतम-वर्ग समाश्रयण: माध्य x̄ और ȳ के साथ Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)² और Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) लेने पर रेखा ŷ = a + b·x की ढाल b = Sxy/Sxx और अंतःखंड a = ȳ − b·x̄ है, इसलिए यह हमेशा (x̄, ȳ) से होकर जाती है। पियर्सन सहसंबंध गुणांक r = Sxy/√(Sxx·Syy), −1 और 1 के बीच होता है; r², y के विचरण का वह अंश है जिसे रेखा स्पष्ट करती है।

केंद्रित योग

Sxy = 3808 − 42·483/6 = 427
Sxx = 364 − 42²/6 = 70
Syy = 41537 − 483²/6 = 2656

सहसंबंध गुणांक

r = 427/√(70·2656) = 0.9904

उत्तर

r = 0.9904
20.रैखिक समाश्रयण और सहसंबंध

उत्तर: ŷ = 131.1

न्यूनतम-वर्ग समाश्रयण: माध्य x̄ और ȳ के साथ Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)² और Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) लेने पर रेखा ŷ = a + b·x की ढाल b = Sxy/Sxx और अंतःखंड a = ȳ − b·x̄ है, इसलिए यह हमेशा (x̄, ȳ) से होकर जाती है। पियर्सन सहसंबंध गुणांक r = Sxy/√(Sxx·Syy), −1 और 1 के बीच होता है; r², y के विचरण का वह अंश है जिसे रेखा स्पष्ट करती है।

माध्य

x̄ = 110/5 = 22
ȳ = 632/5 = 126.4

वर्गों और गुणनफलों के योग

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 188

समाश्रयण रेखा

b = 188/40 = 4.7
a = 126.4 − 4.7·22 = 23
ŷ = 23 + 4.7·x

पूर्वानुमान

ŷ = 23 + 4.7·23 = 131.1

उत्तर

ŷ = 131.1

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