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
वर्ष01234567€2 000FV = ?

आप 5% प्रति वर्ष की नाममात्र दर पर €2 000 निवेश करते हैं, ब्याज त्रैमासिक रूप से चक्रवृद्धि होता है। 7 वर्षों बाद निवेश का मूल्य FV ज्ञात करें।

PV = €2 0005% / 4n = 7
FV = €
2.मुद्रा का समय मूल्यकठिन
महीने0123…N = ?€10 000€150€150€150€1506% / 12

आप 6% प्रति वर्ष, मासिक चक्रवृद्धि पर €10 000 उधार लेते हैं, और हर महीने के अंत में €150 चुकाते हैं। ऋण चुकने तक कितने महीने लगते हैं (अंतिम किस्त छोटी हो सकती है)? किस्तों की संख्या N बताइए।

P = €10 000A = €1506% / 12
N = किस्तें
3.NPV और IRRमध्यम
वर्ष01234−30 0008 0008 0008 00012 500

एक मशीन की लागत आज €30 000 है। यह 4 वर्षों तक हर वर्ष के अंत में €8 000 उत्पन्न करती है और फिर €4 500 में बेची जा सकती है। पूँजी की लागत 12% है। शुद्ध वर्तमान मूल्य NPV ज्ञात कीजिए।

C0 = €30 000CF = €8 000S = €4 500n = 4r = 12%
NPV = €
4.NPV और IRRकठिन
वर्ष0123−50 00029 00024 00028 000

एक परियोजना की लागत €50 000 है और यह वर्ष 1 से 3 के अंत में €29 000, €24 000, €28 000 लौटाती है। इसकी आंतरिक प्रतिफल दर IRR प्रतिशत में ज्ञात करें।

CF0 = −50 000CF1 = 29 000CF2 = 24 000CF3 = 28 000
IRR = %
5.बॉन्ड मूल्य-निर्धारण और प्रतिफलमध्यम

आप 12 वर्ष की शेष परिपक्वता वाला एक बॉन्ड (अंकित मूल्य €1 000, वार्षिक कूपन 2%) तब खरीदते हैं जब उसका परिपक्वता तक प्रतिफल 6% है। एक वर्ष बाद, पहला कूपन मिलने के ठीक बाद, आप उसे तब बेचते हैं जब परिपक्वता तक प्रतिफल 5.5% है। अपनी धारण अवधि प्रतिफल HPR प्रतिशत में ज्ञात कीजिए।

F = €1 000कूपन = 2%n = 12y0 = 6%y1 = 5.5%
HPR = %
6.बॉन्ड मूल्य-निर्धारण और प्रतिफलकठिन
वर्ष0123…9€1 070€60€60 + €1 000

€1 000 अंकित मूल्य और 6% वार्षिक कूपन वाला एक बॉन्ड 9 वर्ष में परिपक्व होता है और €1 070 में बिकता है। इसका परिपक्वता तक प्रतिफल YTM प्रतिशत में ज्ञात कीजिए।

F = €1 000कूपन = 6%n = 9P = €1 070
YTM = %
7.CAPM और WACCमध्यम
WACC = ?इक्विटी€12 000 000re​ = 11%ऋण€6 000 000rd​ = 5%T = 20%

एक कंपनी के पास €12 000 000 मूल्य की इक्विटी और €6 000 000 मूल्य का ऋण है। इसकी इक्विटी की लागत 11%, कर-पूर्व ऋण लागत 5% और कर दर 20% है। WACC ज्ञात कीजिए।

E = €12 000 000D = €6 000 000re = 11%rd = 5%T = 20%
WACC = %
8.CAPM और WACCकठिन
WACC = ?इक्विटी1 000 000 × €21.50β = 0.8rf​ = 3.5%, rm​ = 9%ऋण20 000 × €1 050rd​ = 3%T = 28%

एक कंपनी के पास €21.50 प्रति शेयर की दर से 1 000 000 शेयर और €1 050 प्रति बॉन्ड पर कारोबार कर रहे 20 000 बॉन्ड है। कर-पूर्व ऋण लागत 3% और कर दर 28% है। शेयर का बीटा 0.8, जोखिम-मुक्त दर 3.5% और बाज़ार प्रतिफल 9% है। WACC ज्ञात कीजिए।

β = 0.8rf = 3.5%rm = 9%rd = 3%T = 28%
WACC = %
9.वर्णनात्मक सांख्यिकीमध्यम
152025303540455055

आँकड़ों का प्रतिदर्श मानक विचलन s ज्ञात करें: 48, 51, 57, 11, 12, 43।

n = 6
s =
10.वर्णनात्मक सांख्यिकीकठिन
z −2−1012

परीक्षा अंक माध्य 170 और मानक विचलन 15 के साथ प्रसामान्य रूप से वितरित हैं। 176 अंक का z-स्कोर z ज्ञात करें।

μ = 170σ = 15x = 176
z =
11.प्रायिकतामध्यम
xp(x)00.310.1520.330.25μ = 1.5

दिखाए गए बंटन के लिए X का मानक विचलन σ ज्ञात कीजिए।

x: 0, 1, 2, 3p(x): 0.3, 0.15, 0.3, 0.25
σ =
12.प्रायिकताकठिन
n = 9, p = 0.1: P(X ≤ 1) = ?k0123456789

9 घटकों का परीक्षण होता है, और हर एक स्वतंत्र रूप से 0.1 प्रायिकता से विफल होता है। अधिकतम एक के विफल होने की प्रायिकता P क्या है?

n = 9p = 0.1
P =
13.प्रसामान्य बंटनमध्यम
−3−2−10123zz के दाईं ओर छायांकित क्षेत्रफल = 0.9719

z को इस तरह खींचें कि मानक प्रसामान्य वक्र के नीचे z के दाईं ओर का छायांकित क्षेत्रफल 0.9719 हो। z को दो दशमलव स्थानों तक ज्ञात करें।

A = 0.9719
z =
14.प्रसामान्य बंटनकठिन
235240245250255260265gऊपर 95%

थैलों के भार औसत 250 g और मानक विचलन 5 g के साथ प्रसामान्य रूप से बंटे हैं। कट-ऑफ़ को इस तरह खींचें कि छायांकित ऊपरी 95% उसके दाईं ओर हो। कट-ऑफ़ x ज्ञात करें।

μ = 250 gσ = 5 g95%
x = g
15.विश्वास्यता अंतरालमध्यम
n = 7, sd​ = 6.40LU = ?d̄ = 4.4E99%

7 रोगियों का रक्तचाप एक उपचार से पहले और बाद में मापा जाता है। अंतरों d = पहले − बाद (mmHg) का माध्य 4.4 और मानक विचलन 6.4 है। माध्य अंतर के लिए 99% विश्वास्यता अंतराल की ऊपरी सीमा ज्ञात कीजिए।

n = 7d̄ = 4.4sd = 6.499%t(6) = 3.707
ऊपरी सीमा = mmHg
16.विश्वास्यता अंतरालकठिन
σ = 15, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 0.595%

समष्टि मानक विचलन 15 है। कितने बड़े प्रतिदर्श n की आवश्यकता है ताकि माध्य के 95% विश्वास्यता अंतराल की त्रुटि सीमा अधिकतम 0.5 हो?

σ = 15E = 0.595%
n =
17.परिकल्पना परीक्षण और विश्वास्यता अंतरालमध्यम
−1.961.96z = ?

दो उत्पादन लाइनें एक ही पुर्ज़ा बनाती हैं। लाइन 1: 80 पुर्ज़ों के प्रतिदर्श की माध्य लंबाई 56 mm है, और लाइन का ज्ञात मानक विचलन 15 mm है। लाइन 2: 50 पुर्ज़ों के प्रतिदर्श का माध्य 60.1 mm, ज्ञात मानक विचलन 15 mm है। अंतर को x̄₁ − x̄₂ (लाइन 1 घटा लाइन 2) लेते हुए H₀: μ₁ = μ₂ के लिए परीक्षण प्रतिदर्शज z ज्ञात कीजिए।

n₁ = 80x̄₁ = 56 mmσ₁ = 15 mmn₂ = 50x̄₂ = 60.1 mmσ₂ = 15 mm
z =
18.परिकल्पना परीक्षण और विश्वास्यता अंतरालकठिन
μ₀x̄c

H₀: μ = 500 बनाम H₁: μ < 500 का एकपक्षीय z परीक्षण α = 0.10 पर 64 के प्रतिदर्श के साथ किया जाता है; मानक विचलन 16 ज्ञात है। वास्तव में माध्य 496.2 है। परीक्षण की शक्ति 1 − β प्रतिशत में ज्ञात कीजिए।

μ₀ = 500μ = 496.2σ = 16n = 64α = 0.10
1 − β = %
19.रैखिक समाश्रयण और सहसंबंधमध्यम
xy189620106221202412726141xy2025100120140

तालिका x = °C में तापमान और y = बिकी आइसक्रीम के 5 युग्मित प्रेक्षण देती है। उनके योग दिए गए हैं। इन योगों से पियर्सन सहसंबंध गुणांक r ज्ञात कीजिए।

n = 5Σx = 110Σy = 590Σx² = 2460Σy² = 70862Σxy = 13202
r =
20.रैखिक समाश्रयण और सहसंबंधकठिन
xy2541361482010221225xy5101020x = 7

तालिका x = kN में भार और y = mm में दीर्घीकरण के 6 युग्मित प्रेक्षण देती है। न्यूनतम-वर्ग रेखा ŷ = a + b·x का उपयोग करें। x = 7 के लिए ŷ का पूर्वानुमान लगाइए।

n = 6x = 7
ŷ =

3विलयन

1.मुद्रा का समय मूल्य

उत्तर: FV = 2832 €

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।

दर और अवधियों की संख्या

i = r/m = 0.05/4 = 0.0125
N = m·n = 4·7 = 28

भविष्य मूल्य

FV = 2 000·(1 + 0.0125)28 = 2 000·1.416 = €2 831.98

उत्तर

FV = €2 831.98
2.मुद्रा का समय मूल्य

उत्तर: N = 82 किस्तें

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 सूत्र को पुनर्व्यवस्थित करें

i = 0.005
(1 + i)−N = 1 − 10 000·0.005/150 = 0.6667

लघुगणक से हल करें

N = −ln(0.6667)/ln(1.005) = 81.3

पूरी किस्तों तक ऊपर पूर्णांकित करें

81 पूरी किस्तें थोड़ा शेष छोड़ती हैं, जिसे अंतिम, छोटी किस्त चुका देती है।

N = 82

उत्तर

N = 82 किस्तें
3.NPV और IRR

उत्तर: NPV = −2841 €

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

8 000·3.037 = 24 298.79

अवशिष्ट मूल्य का वर्तमान मूल्य

4 500/1.574 = 2 859.83

NPV

NPV = −30 000 + 24 298.79 + 2 859.83 = −€2 841.37

उत्तर

NPV = −€2 841.37
4.NPV और IRR

उत्तर: IRR = 28.92 %

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।

IRR को दोनों ओर से घेरें

दर बढ़ने पर NPV घटता है, इसलिए IRR धनात्मक NPV वाली दर और ऋणात्मक NPV वाली दर के बीच होती है।

NPV(25%) = 2 896.00
NPV(30%) = −746.47

सँकरा करें

रैखिक अंतर्वेशन पहला अनुमान देता है; इसे दोहराने (या कैलकुलेटर के IRR फ़ंक्शन) से सटीक दर मिलती है।

IRR ≈ 25 + 5·2 896.00/(2 896.00 − (−746.47)) = 28.98%
सटीक: NPV(28.92%) = 0 → IRR = 28.92%

उत्तर

IRR = 28.92%
5.बॉन्ड मूल्य-निर्धारण और प्रतिफल

उत्तर: HPR = 10.85 %

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।

क्रय मूल्य

C = €20.00, i = 0.06, N = 12
€20.00·(1 − 0.497)/0.06 + €1 000·0.497 = €167.68 + €496.97 = €664.65

विक्रय मूल्य

C = €20.00, i = 0.055, N = 11
€20.00·(1 − 0.5549)/0.055 + €1 000·0.5549 = €161.85 + €554.91 = €716.76

धारण अवधि प्रतिफल

HPR = (20 + 716.76 − 664.65)/664.65 = 10.85%

उत्तर

HPR = 10.85%
6.बॉन्ड मूल्य-निर्धारण और प्रतिफल

उत्तर: YTM = 5.015 %

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

€1 070 = €60·(1 − (1 + y)⁻⁹)/y + €1 000/(1 + y)⁹

संख्यात्मक रूप से हल करें

P(5%) = €1 071.08, P(6%) = €1 000.00
YTM = 5.015%

उत्तर

YTM = 5.015%
7.CAPM और WACC

उत्तर: WACC = 8.667 %

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)।

भार

V = €18 000 000, E/V = 0.6667, D/V = 0.3333

WACC

WACC = 0.6667·11% + 0.3333·5%·(1 − 0.2) = 8.667%

उत्तर

WACC = 8.667%
8.CAPM और WACC

उत्तर: WACC = 5.064 %

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 = 1 000 000·€21.50 = €21 500 000
D = 20 000·€1 050 = €21 000 000

इक्विटी की लागत (CAPM)

re = 3.5% + 0.8·5.5% = 7.9%

भार

V = €42 500 000, E/V = 0.5059, D/V = 0.4941

WACC

WACC = 0.5059·7.9% + 0.4941·3%·(1 − 0.28) = 5.064%

उत्तर

WACC = 5.064%
9.वर्णनात्मक सांख्यिकी

उत्तर: s = 20.27

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 = 222/6 = 37

विचलनों के वर्ग

Σ(x − x̄)² = 11² + 14² + 20² + (−26)² + (−25)² + 6² = 2054

मानक विचलन

s = √(2054/5) = 20.27

उत्तर

s = 20.27
10.वर्णनात्मक सांख्यिकी

उत्तर: z = 0.4

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 = (176 − 170)/15 = 0.4

उत्तर

z = 0.4
11.प्रायिकता

उत्तर: σ = 1.162

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 = 0·0.3 + 1·0.15 + 2·0.3 + 3·0.25 = 1.5

वर्गों का माध्य

E(X²) = 0·0.3 + 1·0.15 + 4·0.3 + 9·0.25 = 3.6

प्रसरण

Var(X) = 3.6 − 1.5² = 1.35
σ = √1.35 = 1.162

उत्तर

σ = 1.162
12.प्रायिकता

उत्तर: P = 0.7748

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।

शून्य और एक विफलता

P(X = 0) = 0.99 = 0.3874
P(X = 1) = 9·0.1·0.98 = 0.3874

जोड़ें

P = 0.3874 + 0.3874 = 0.7748

उत्तर

P = 0.7748
13.प्रसामान्य बंटन

उत्तर: z = −1.91

क्षेत्रफल से वापस z तक: Φ(z), z के बाईं ओर का क्षेत्रफल है। बाईं पूँछ के क्षेत्रफल A के लिए सारणी में Φ(z) = A वाला z ढूँढें। दाईं पूँछ के क्षेत्रफल A का अर्थ Φ(z) = 1 − A है। −z और z के बीच का केंद्रीय क्षेत्रफल A हर पूँछ में (1 − A)/2 छोड़ता है, इसलिए Φ(z) = (1 + A)/2। मान x के लिए x = μ + zσ का उपयोग करें।

z के बाईं ओर का क्षेत्रफल

Φ(z) = 1 − 0.9719 = 0.0281

z-सारणी को उलटा पढ़ें

सारणी के भीतर 0.0281 खोजें और z पढ़ें।

z = −1.91

उत्तर

z = −1.91
14.प्रसामान्य बंटन

उत्तर: x = 241.8 g

क्षेत्रफल से वापस z तक: Φ(z), z के बाईं ओर का क्षेत्रफल है। बाईं पूँछ के क्षेत्रफल A के लिए सारणी में Φ(z) = A वाला z ढूँढें। दाईं पूँछ के क्षेत्रफल A का अर्थ Φ(z) = 1 − A है। −z और z के बीच का केंद्रीय क्षेत्रफल A हर पूँछ में (1 − A)/2 छोड़ता है, इसलिए Φ(z) = (1 + A)/2। मान x के लिए x = μ + zσ का उपयोग करें।

बाईं ओर का क्षेत्रफल

Φ(z) = 0.05

सारणी से z

z ≈ −1.64

मूल इकाइयों में वापस

x = 250 − 1.64·5 = 241.8 g

उत्तर

x = 241.8 g
15.विश्वास्यता अंतराल

उत्तर: ऊपरी सीमा = 13.37 mmHg

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.

क्रांतिक मान

df = 6, t = 3.707

त्रुटि सीमा

E = 3.707·6.4/√7 = 8.967

अंतराल

4.4 ± 8.967 → [−4.567, 13.37]

उत्तर

ऊपरी सीमा = 13.37 mmHg
16.विश्वास्यता अंतराल

उत्तर: n = 3458

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।

n ज्ञात करें

n = (1.96·15/0.5)² = 3457

ऊपर पूर्णांकित करें

प्रतिदर्श आकार एक पूर्ण संख्या है, और नीचे की ओर पूर्णांकन से सीमा बहुत बड़ी हो जाएगी।

n = 3458

उत्तर

n = 3458
17.परिकल्पना परीक्षण और विश्वास्यता अंतराल

उत्तर: z = −1.516

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.

अंतर की मानक त्रुटि

SE = √(15²/80 + 15²/50) = √7.313 = 2.704

परीक्षण सांख्यिकी

z = (56 − 60.1)/2.704 = −1.516

उत्तर

z = −1.516

|z| < 1.96, इसलिए H₀ को 5% स्तर पर अस्वीकार नहीं किया जाता (द्विपक्षीय)।

18.परिकल्पना परीक्षण और विश्वास्यता अंतराल

उत्तर: 1 − β = 73.17 %

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 = 16/√64 = 2
x̄c = 500 − 1.282·2 = 497.4

वास्तविक माध्य के अंतर्गत z

z = (497.4 − 496.2)/2 = 0.618

शक्ति

शक्ति = P(Z < 0.618) = 73.17%
1 − β = 73.17%

उत्तर

1 − β = 73.17%
19.रैखिक समाश्रयण और सहसंबंध

उत्तर: r = 0.996

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 = 13202 − 110·590/5 = 222
Sxx = 2460 − 110²/5 = 40
Syy = 70862 − 590²/5 = 1242

सहसंबंध गुणांक

r = 222/√(40·1242) = 0.996

उत्तर

r = 0.996
20.रैखिक समाश्रयण और सहसंबंध

उत्तर: ŷ = 16.5

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 = 42/6 = 7
ȳ = 99/6 = 16.5

वर्गों और गुणनफलों के योग

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 133

समाश्रयण रेखा

b = 133/70 = 1.9
a = 16.5 − 1.9·7 = 3.2
ŷ = 3.2 + 1.9·x

पूर्वानुमान

ŷ = 3.2 + 1.9·7 = 16.5

उत्तर

ŷ = 16.5

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