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
वर्ष01234PV = ?€8 000€8 000€8 000€8 000

एक वार्षिकी 4 वर्षों तक हर वर्ष के अंत में €8 000 देती है। ब्याज दर 6% प्रति वर्ष है। वार्षिकी का वर्तमान मूल्य PV ज्ञात कीजिए।

A = €8 000i = 6%n = 4
PV = €
2.मुद्रा का समय मूल्यकठिन
महीने0123…36€25 000A?AAA

€25 000 का ऋण 3 वर्षों में समान मासिक किस्तों में चुकाया जाता है। ब्याज दर प्रति वर्ष 4.8% है, मासिक चक्रवृद्धि। मासिक किस्त A ज्ञात करें।

P = €25 0004.8% / 12N = 36
A = €
3.NPV और IRRमध्यम
वर्ष0123−45 00010 00011 00022 000

€45 000 का निवेश वर्ष 1 से 3 के अंत में ये नकदी प्रवाह देता है: €10 000, €11 000, €22 000। पूँजी की लागत 15% है। शुद्ध वर्तमान मूल्य NPV ज्ञात करें।

r = 15%CF0 = −45 000CF1 = 10 000CF2 = 11 000CF3 = 22 000
NPV = €
4.NPV और IRRकठिन
वर्ष0123−10 0006 0005 5006 000

एक परियोजना की लागत €10 000 है और यह वर्ष 1 से 3 के अंत में €6 000, €5 500, €6 000 लौटाती है। इसकी आंतरिक प्रतिफल दर IRR प्रतिशत में ज्ञात करें।

CF0 = −10 000CF1 = 6 000CF2 = 5 500CF3 = 6 000
IRR = %
5.बॉन्ड मूल्य-निर्धारण और प्रतिफलमध्यम
वर्ष0123…14€1 452C = ?C = ?C = ? + €1 000

€1 000 अंकित मूल्य वाला एक बॉन्ड 14 वर्षों में परिपक्व होता है और वार्षिक कूपन देता है। परिपक्वता तक प्रतिफल 3% होने पर यह €1 452 में बिकता है। कूपन दर c प्रतिशत में ज्ञात कीजिए।

F = €1 000n = 14P = €1 452YTM = 3%
c = %
6.बॉन्ड मूल्य-निर्धारण और प्रतिफलकठिन
वर्ष0123€1 040€80€80 + €1 000

€1 000 अंकित मूल्य और 8% वार्षिक कूपन वाला एक बॉन्ड 3 वर्ष में परिपक्व होता है और €1 040 में बिकता है। इसका परिपक्वता तक प्रतिफल YTM प्रतिशत में ज्ञात कीजिए।

F = €1 000कूपन = 8%n = 3P = €1 040
YTM = %
7.CAPM और WACCमध्यम
WACC = ?साधारण शेयर€6 000 000re​ = 12%पसंदीदा शेयर€500 000rp​ = 6.5%ऋण€2 000 000rd​ = 6%T = 21%

एक कंपनी €6 000 000 मूल्य के साधारण शेयरों, €500 000 मूल्य के अधिमान शेयरों और €2 000 000 मूल्य के ऋण से वित्तपोषित है। इक्विटी की लागत 12%, अधिमान शेयरों की लागत 6.5% और कर-पूर्व ऋण लागत 6% है। कर दर 21% है। WACC ज्ञात कीजिए।

E = €6 000 000Ps = €500 000D = €2 000 000re = 12%rp = 6.5%rd = 6%T = 21%
WACC = %
8.CAPM और WACCकठिन
WACC = ?इक्विटी2 500 000 × €42.00β = 1.1rf​ = 3%, rm​ = 7%ऋण20 000 × €980rd​ = 6%T = 25.8%

एक कंपनी के पास €42.00 प्रति शेयर की दर से 2 500 000 शेयर और €980 प्रति बॉन्ड पर कारोबार कर रहे 20 000 बॉन्ड है। कर-पूर्व ऋण लागत 6% और कर दर 25.8% है। शेयर का बीटा 1.1, जोखिम-मुक्त दर 3% और बाज़ार प्रतिफल 7% है। WACC ज्ञात कीजिए।

β = 1.1rf = 3%rm = 7%rd = 6%T = 25.8%
WACC = %
9.वर्णनात्मक सांख्यिकीमध्यम
25303540455055

आँकड़ों का प्रतिदर्श मानक विचलन s ज्ञात करें: 55, 35, 25, 43, 53, 22, 21।

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

परीक्षा अंक माध्य 170 और मानक विचलन 20 के साथ प्रसामान्य रूप से वितरित हैं। 190 अंक का z-स्कोर z ज्ञात करें।

μ = 170σ = 20x = 190
z =
11.प्रायिकतामध्यम
xp(x)00.0510.220.330.1540.3μ = 2.45

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

x: 0, 1, 2, 3, 4p(x): 0.05, 0.2, 0.3, 0.15, 0.3
σ =
12.प्रायिकताकठिन
n = 6, p = 0.7: P(X = 2) = ?k0123456

एक परीक्षा में 6 बहुविकल्पीय प्रश्न हैं। अनुमान लगाने वाली एक छात्रा हर प्रश्न स्वतंत्र रूप से 0.7 प्रायिकता से सही करती है। ठीक 2 सही उत्तरों की प्रायिकता P क्या है?

n = 6p = 0.7k = 2
P =
13.प्रसामान्य बंटनमध्यम
−3−2−10123z−z और z के बीच छायांकित क्षेत्रफल = 0.7330

z को इस तरह खींचें कि मानक प्रसामान्य वक्र के नीचे −z और z के बीच का छायांकित क्षेत्रफल 0.7330 हो। z को दो दशमलव स्थानों तक ज्ञात करें।

A = 0.7330
z =
14.प्रसामान्य बंटनकठिन
0.02 mm0D − d?

छिद्रों के व्यास D प्रसामान्य हैं जिनका माध्य 25.02 mm और मानक विचलन 0.02 mm है। शाफ़्टों के व्यास d स्वतंत्र और प्रसामान्य हैं जिनका माध्य 25 mm और मानक विचलन 0.015 mm है। यादृच्छिक चुना गया शाफ़्ट तब फिट होता है जब D − d > 0 हो। उसके फिट होने की प्रायिकता P ज्ञात कीजिए। z को दो दशमलव तक पूर्णांकित करें।

छिद्र: μ = 25.02 mm, σ = 0.02 mmशाफ़्ट: μ = 25 mm, σ = 0.015 mm
P =
15.विश्वास्यता अंतरालमध्यम
n = 30, s = 9.5LUx̄ = 67E = ?90%

30 वस्तुओं के एक प्रतिदर्श का माध्य 67 और मानक विचलन s = 9.5 है। समष्टि लगभग प्रसामान्य है। माध्य के 90% विश्वास्यता अंतराल की त्रुटि सीमा E ज्ञात कीजिए।

n = 30x̄ = 67s = 9.590%t(29) = 1.699
E =
16.विश्वास्यता अंतरालकठिन
μ₁ − μ₂, t(10) = 2.2280L = ?Ux̄₁ − x̄₂E95%

दो उर्वरकों का परीक्षण किया जाता है। प्लॉट समूह 1: 7 प्लॉट, माध्य उपज 48.5 kg, मानक विचलन 7 kg। प्लॉट समूह 2: 5 प्लॉट, माध्य 46.5 kg, मानक विचलन 5.5 kg। समान प्रसरण मानें (संयुक्त t, df = n₁ + n₂ − 2)। μ₁ − μ₂ के लिए 95% विश्वास्यता अंतराल की निचली सीमा ज्ञात कीजिए।

n₁ = 7x̄₁ = 48.5s₁ = 7n₂ = 5x̄₂ = 46.5s₂ = 5.595%t(10) = 2.228
निचली सीमा = kg
17.परिकल्पना परीक्षण और विश्वास्यता अंतरालमध्यम
t −1.98401.984

100 छात्रों के प्रतिदर्श का माध्य अंक 99.28 और प्रतिदर्श मानक विचलन 4 है। H₀: μ = 100 के लिए परीक्षण सांख्यिकी t ज्ञात करें।

μ₀ = 100x̄ = 99.28s = 4n = 100
t =
18.परिकल्पना परीक्षण और विश्वास्यता अंतरालकठिन
−1.961.96z = ?

एक परीक्षण में उपचार A वाले 80 में से 56 रोगी ठीक होते हैं, और उपचार B वाले 200 में से 158 रोगी। संयुक्त अनुपात का उपयोग करके H₀: p₁ = p₂ के लिए परीक्षण प्रतिदर्शज z ज्ञात कीजिए।

x₁ = 56n₁ = 80x₂ = 158n₂ = 200
z =
19.रैखिक समाश्रयण और सहसंबंधमध्यम
xy130229324426523621xy2462530

तालिका x = वर्षों में कार की आयु और y = k€ में मूल्य के 6 युग्मित प्रेक्षण देती है। पियर्सन सहसंबंध गुणांक r ज्ञात कीजिए।

n = 6
r =
20.रैखिक समाश्रयण और सहसंबंधकठिन
xy253353463564672xy2466070ŷ = 68

तालिका x = अध्ययन के घंटे और y = परीक्षा अंक के 5 युग्मित प्रेक्षण देती है। न्यूनतम-वर्ग रेखा ŷ = a + b·x का उपयोग करें। किस मान x के लिए रेखा ŷ = 68 का पूर्वानुमान देती है?

n = 5ŷ = 68
x =

3विलयन

1.मुद्रा का समय मूल्य

उत्तर: PV = 27721 €

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 − 0.7921)/0.06 = 3.465

वर्तमान मूल्य

PV = 8 000·3.465 = €27 720.84

उत्तर

PV = €27 720.84
2.मुद्रा का समय मूल्य

उत्तर: A = 747 €

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 किस्तों की संख्या

i = 0.048/12 = 0.004
N = 12·3 = 36

किस्त

N समान भुगतानों A का वर्तमान मूल्य A·(1 − (1 + i)⁻ᴺ)/i है। इसे ऋण के बराबर रखें और A ज्ञात करें।

(1 + i)−N = 0.8661
A = 25 000·0.004/(1 − 0.8661) = €747.03

उत्तर

A = €747.03
3.NPV और IRR

उत्तर: NPV = −13521 €

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।

हर नकदी प्रवाह का वर्तमान मूल्य

CF0 = −45 000
CF1/(1 + 0.15)1 = 10 000/1.15 = 8 695.65
CF2/(1 + 0.15)2 = 11 000/1.322 = 8 317.58
CF3/(1 + 0.15)3 = 22 000/1.521 = 14 465.36

जोड़ें

NPV = €−13 521.41

उत्तर

NPV = €−13 521.41

NPV ऋणात्मक है, इसलिए परियोजना आवश्यक प्रतिफल से कम कमाती है।

4.NPV और IRR

उत्तर: IRR = 34.26 %

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(30%) = 600.82
NPV(35%) = −99.07

सँकरा करें

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

IRR ≈ 30 + 5·600.82/(600.82 − (−99.07)) = 34.29%
सटीक: NPV(34.26%) = 0 → IRR = 34.26%

उत्तर

IRR = 34.26%
5.बॉन्ड मूल्य-निर्धारण और प्रतिफल

उत्तर: c = 7.001 %

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।

अंकित मूल्य का वर्तमान मूल्य

1000·(1 + 0.03)−14 = €661.12

कूपन

C = (1452 − 661.12)/11.3 = €70.01

कूपन दर

c = 70.01/1000 = 7.001%

उत्तर

c = 7.001%
6.बॉन्ड मूल्य-निर्धारण और प्रतिफल

उत्तर: YTM = 6.49 %

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

€1 040 = €80·(1 − (1 + y)⁻³)/y + €1 000/(1 + y)³

संख्यात्मक रूप से हल करें

P(6%) = €1 053.46, P(7%) = €1 026.24
YTM = 6.49%

उत्तर

YTM = 6.49%
7.CAPM और WACC

उत्तर: WACC = 9.968 %

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 = 6 000 000 + 500 000 + 2 000 000 = €8 500 000
E/V = 0.7059, Ps/V = 0.05882, D/V = 0.2353

WACC

WACC = 0.7059·12% + 0.05882·6.5% + 0.2353·6%·(1 − 0.21) = 9.968%

उत्तर

WACC = 9.968%
8.CAPM और WACC

उत्तर: WACC = 6.936 %

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 = 2 500 000·€42.00 = €105 000 000
D = 20 000·€980 = €19 600 000

इक्विटी की लागत (CAPM)

re = 3% + 1.1·4% = 7.4%

भार

V = €124 600 000, E/V = 0.8427, D/V = 0.1573

WACC

WACC = 0.8427·7.4% + 0.1573·6%·(1 − 0.258) = 6.936%

उत्तर

WACC = 6.936%
9.वर्णनात्मक सांख्यिकी

उत्तर: s = 14.38

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 = 254/7 = 36.29

विचलनों के वर्ग

Σ(x − x̄)² = 18.71² + (−1.286)² + (−11.29)² + 6.714² + 16.71² + (−14.29)² + (−15.29)² = 1241

मानक विचलन

s = √(1241/6) = 14.38

उत्तर

s = 14.38
10.वर्णनात्मक सांख्यिकी

उत्तर: z = 1

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 = (190 − 170)/20 = 1

उत्तर

z = 1
11.प्रायिकता

उत्तर: σ = 1.244

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 = 0·0.05 + 1·0.2 + 2·0.3 + 3·0.15 + 4·0.3 = 2.45

वर्गों का माध्य

E(X²) = 0·0.05 + 1·0.2 + 4·0.3 + 9·0.15 + 16·0.3 = 7.55

प्रसरण

Var(X) = 7.55 − 2.45² = 1.547
σ = √1.547 = 1.244

उत्तर

σ = 1.244
12.प्रायिकता

उत्तर: P = 0.05954

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 = 2) = 15·0.72·0.34 = 15·0.49·0.0081 = 0.05954

उत्तर

P = 0.05954
13.प्रसामान्य बंटन

उत्तर: z = 1.11

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 + 0.7330)/2 = 0.8665

z-सारणी को उलटा पढ़ें

सारणी के भीतर 0.8665 खोजें और z पढ़ें।

z = 1.11

उत्तर

z = 1.11
14.प्रसामान्य बंटन

उत्तर: P = 0.7881

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 = 25.02 − 25 = 0.02 mm, σ = 0.025 mm

मानकीकृत करें

z = (0 − 0.02)/0.025 = −0.8

प्रायिकता

P = 1 − Φ(−0.8) = 0.7881

उत्तर

P = 0.7881
15.विश्वास्यता अंतराल

उत्तर: E = 2.947

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 = 29, t = 1.699

त्रुटि सीमा

E = 1.699·9.5/√30 = 2.947

उत्तर

E = 2.947
16.विश्वास्यता अंतराल

उत्तर: निचली सीमा = −6.404 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 = (6·7² + 4·5.5²)/10 = 41.5
sp = 6.442

त्रुटि सीमा

E = 2.228·6.442·√(1/7 + 1/5) = 8.404

अंतराल

2 ± 8.404 → [−6.404, 10.4]

उत्तर

निचली सीमा = −6.404 kg
17.परिकल्पना परीक्षण और विश्वास्यता अंतराल

उत्तर: t = −1.8

माध्य का परीक्षण: परीक्षण सांख्यिकी मापती है कि प्रतिदर्श माध्य H₀ में दावा किए गए मान से कितनी मानक त्रुटियाँ दूर है: σ ज्ञात हो तो z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n), प्रतिदर्श से अनुमानित हो तो t = (x̄ − μ₀)/(s/√n)। विश्वास्यता अंतराल x̄ ± (क्रांतिक मान)·(मानक त्रुटि) है।

मानक त्रुटि

SE = 4/√100 = 4/10 = 0.4

परीक्षण सांख्यिकी

t = (99.28 − 100)/0.4 = −1.8

उत्तर

t = −1.8
t0.025; df = 99 = 1.984

|t| < 1.984, इसलिए H₀ को 5% स्तर पर अस्वीकार नहीं किया जाता (द्विपक्षीय)।

18.परिकल्पना परीक्षण और विश्वास्यता अंतराल

उत्तर: z = −1.603

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.

प्रतिदर्श अनुपात

p̂₁ = 56/80 = 0.7
p̂₂ = 158/200 = 0.79
p̂ = 214/280 = 0.7643

H₀ के अंतर्गत मानक त्रुटि

SE = √(0.7643·0.2357·(1/80 + 1/200)) = 0.05615

परीक्षण सांख्यिकी

z = (0.7 − 0.79)/0.05615 = −1.603

उत्तर

z = −1.603

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

19.रैखिक समाश्रयण और सहसंबंध

उत्तर: r = −0.9297

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 = 21/6 = 3.5
ȳ = 153/6 = 25.5

वर्गों और गुणनफलों के योग

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17.5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −30.5
Syy = Σ(y − ȳ)² = 61.5

सहसंबंध गुणांक

r = −30.5/√(17.5·61.5) = −0.9297

उत्तर

r = −0.9297
20.रैखिक समाश्रयण और सहसंबंध

उत्तर: x = 5.429

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 = 20/5 = 4
ȳ = 305/5 = 61

वर्गों और गुणनफलों के योग

Sxx = Σ(x − x̄)² = 10
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 49

समाश्रयण रेखा

b = 49/10 = 4.9
a = 61 − 4.9·4 = 41.4
ŷ = 41.4 + 4.9·x

x के लिए हल करें

x = (68 − 41.4)/4.9 = 5.429

उत्तर

x = 5.429

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