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…9PV = ?€50 000

आपको 9 वर्षों में €50 000 चाहिए। एक खाता प्रति वर्ष 6% देता है, ब्याज त्रैमासिक रूप से चक्रवृद्धि होता है। आज आपको कितना जमा करना होगा? वर्तमान मूल्य PV ज्ञात करें।

FV = €50 0006% / 4n = 9
PV = €
2.मुद्रा का समय मूल्यकठिन
महीने0123…N = ?€12 000€225€225€225€2252.4% / 12

आप 2.4% प्रति वर्ष, मासिक चक्रवृद्धि पर €12 000 उधार लेते हैं, और हर महीने के अंत में €225 चुकाते हैं। ऋण चुकने तक कितने महीने लगते हैं (अंतिम किस्त छोटी हो सकती है)? किस्तों की संख्या N बताइए।

P = €12 000A = €2252.4% / 12
N = किस्तें
3.NPV और IRRमध्यम
वर्ष01234567€60 000€5 000€5 000€5 000€5 000€5 000€5 000€5 000r = 10%, EAC = ?

एक मशीन की लागत आज €60 000 है, यह 7 वर्ष चलती है और इसे चलाने में प्रति वर्ष €5 000 लगते हैं (हर वर्ष के अंत में भुगतान)। पूँजी की लागत 10% है। इसकी तुल्य वार्षिक लागत EAC ज्ञात कीजिए।

C0 = €60 000M = €5 000n = 7r = 10%
EAC = €
4.NPV और IRRकठिन
वर्ष012−50 00024 50036 500

एक परियोजना की लागत €50 000 है और यह वर्ष 1 से 2 के अंत में €24 500, €36 500 लौटाती है। इसकी आंतरिक प्रतिफल दर IRR प्रतिशत में ज्ञात करें।

CF0 = −50 000CF1 = 24 500CF2 = 36 500
IRR = %
5.बॉन्ड मूल्य-निर्धारण और प्रतिफलमध्यम
वर्ष0123…13€945C = ?C = ?C = ? + €1 000

€1 000 अंकित मूल्य वाला एक बॉन्ड 13 वर्षों में परिपक्व होता है और वार्षिक कूपन देता है। परिपक्वता तक प्रतिफल 2.5% होने पर यह €945 में बिकता है। कूपन दर c प्रतिशत में ज्ञात कीजिए।

F = €1 000n = 13P = €945YTM = 2.5%
c = %
6.बॉन्ड मूल्य-निर्धारण और प्रतिफलकठिन
वर्ष0123…10€1 125€50€50 + €1 000

€1 000 अंकित मूल्य और 5% वार्षिक कूपन वाला एक बॉन्ड 10 वर्ष में परिपक्व होता है और €1 125 में बिकता है। इसका परिपक्वता तक प्रतिफल YTM प्रतिशत में ज्ञात कीजिए।

F = €1 000कूपन = 5%n = 10P = €1 125
YTM = %
7.CAPM और WACCमध्यम
WACC = ?इक्विटी€4 000 000re​ = 14%ऋण€5 000 000rd​ = 7%T = 25.8%

एक कंपनी के पास €4 000 000 मूल्य की इक्विटी और €5 000 000 मूल्य का ऋण है। इसकी इक्विटी की लागत 14%, कर-पूर्व ऋण लागत 7% और कर दर 25.8% है। WACC ज्ञात कीजिए।

E = €4 000 000D = €5 000 000re = 14%rd = 7%T = 25.8%
WACC = %
8.CAPM और WACCकठिन
WACC = ?इक्विटी1 000 000 × €17.00β = 0.8rf​ = 1%, rm​ = 5.5%ऋण5 000 × €960rd​ = 5%T = 20%

एक कंपनी के पास €17.00 प्रति शेयर की दर से 1 000 000 शेयर और €960 प्रति बॉन्ड पर कारोबार कर रहे 5 000 बॉन्ड है। कर-पूर्व ऋण लागत 5% और कर दर 20% है। शेयर का बीटा 0.8, जोखिम-मुक्त दर 1% और बाज़ार प्रतिफल 5.5% है। WACC ज्ञात कीजिए।

β = 0.8rf = 1%rm = 5.5%rd = 5%T = 20%
WACC = %
9.वर्णनात्मक सांख्यिकीमध्यम
152025303540455055

आँकड़ों का प्रतिदर्श मानक विचलन s ज्ञात करें: 57, 46, 35, 46, 38, 15, 43।

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

परीक्षा अंक माध्य 100 और मानक विचलन 8 के साथ प्रसामान्य रूप से वितरित हैं। 103.2 अंक का z-स्कोर z ज्ञात करें।

μ = 100σ = 8x = 103.2
z =
11.प्रायिकतामध्यम
P(कम से कम एक छक्का) = ??1?2?3?4?5?6P(छह) = हर फेंक पर 1/6

एक निष्पक्ष पासा 6 बार फेंका जाता है। कम से कम एक छक्का आने की प्रायिकता P क्या है?

n = 6
P =
12.प्रायिकताकठिन
xp(x)00.320.3540.160.25μ

X का बंटन दिखाया गया है, और Y = −2X + 10। Y का मानक विचलन σY ज्ञात कीजिए।

x: 0, 2, 4, 6p(x): 0.3, 0.35, 0.1, 0.25Y = −2X + 10
σY =
13.प्रसामान्य बंटनमध्यम
95.5103.75P = ?

IQ अंक माध्य 100 अंक और मानक विचलन 15 अंक के साथ प्रसामान्य रूप से वितरित हैं। कितना अनुपात 95.5 और 103.75 अंक के बीच है? P को दशमलव में दें।

μ = 100σ = 15x1 = 95.5x2 = 103.75
P =
14.प्रसामान्य बंटनकठिन
0.02 mm0D − d?

छिद्रों के व्यास D प्रसामान्य हैं जिनका माध्य 25.02 mm और मानक विचलन 0.015 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 = 0.015 mmशाफ़्ट: μ = 25 mm, σ = 0.015 mm
P =
15.विश्वास्यता अंतरालमध्यम
n = 10, sd​ = 3.50L = ?Ud̄ = 5.9E99%

10 रोगियों का रक्तचाप एक उपचार से पहले और बाद में मापा जाता है। अंतरों d = पहले − बाद (mmHg) का माध्य 5.9 और मानक विचलन 3.5 है। माध्य अंतर के लिए 99% विश्वास्यता अंतराल की निचली सीमा ज्ञात कीजिए।

n = 10d̄ = 5.9sd = 3.599%t(9) = 3.25
निचली सीमा = mmHg
16.विश्वास्यता अंतरालकठिन
μ₁ − μ₂, t(10) = 3.1690LUx̄₁ − x̄₂E = ?99%

दो उर्वरकों का परीक्षण किया जाता है। प्लॉट समूह 1: 5 प्लॉट, माध्य उपज 21.5 kg, मानक विचलन 8 kg। प्लॉट समूह 2: 7 प्लॉट, माध्य 23 kg, मानक विचलन 6 kg। समान प्रसरण मानें (संयुक्त t, df = n₁ + n₂ − 2)। μ₁ − μ₂ के लिए 99% विश्वास्यता अंतराल की त्रुटि सीमा E ज्ञात कीजिए।

n₁ = 5x̄₁ = 21.5s₁ = 8n₂ = 7x̄₂ = 23s₂ = 699%t(10) = 3.169
E = kg
17.परिकल्पना परीक्षण और विश्वास्यता अंतरालमध्यम
t −1.9901.99

81 छात्रों के प्रतिदर्श का माध्य अंक 103.2 और प्रतिदर्श मानक विचलन 12 है। H₀: μ = 100 के लिए परीक्षण सांख्यिकी t ज्ञात करें।

μ₀ = 100x̄ = 103.2s = 12n = 81
t =
18.परिकल्पना परीक्षण और विश्वास्यता अंतरालकठिन
z −2.57602.576

64 मापों के प्रतिदर्श का माध्य 57 है। समष्टि मानक विचलन 20 है। माध्य के 99% विश्वास्यता अंतराल की निचली सीमा L ज्ञात करें।

x̄ = 57σ = 20n = 6499%
L =
19.रैखिक समाश्रयण और सहसंबंधमध्यम
xy146616731883208722100xy152080100

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 = 90Σy = 409Σx² = 1660Σy² = 34143Σxy = 7526
r =
20.रैखिक समाश्रयण और सहसंबंधकठिन
xy17882099231112612729144xy202530100120140ŷ = 107

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। किस मान x के लिए रेखा ŷ = 107 का पूर्वानुमान देती है?

n = 5ŷ = 107
x =

3विलयन

1.मुद्रा का समय मूल्य

उत्तर: PV = 29254 €

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 = 0.06/4 = 0.015
N = 4·9 = 36

वर्तमान मूल्य

PV = FV/(1 + i)N = 50 000/1.709 = €29 254.49

उत्तर

PV = €29 254.49
2.मुद्रा का समय मूल्य

उत्तर: N = 57 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 = 0.002
(1 + i)−N = 1 − 12 000·0.002/225 = 0.8933

लघुगणक से हल करें

N = −ln(0.8933)/ln(1.002) = 56.45

पूरी किस्तों तक ऊपर पूर्णांकित करें

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

N = 57

उत्तर

N = 57 किस्तें
3.NPV और IRR

उत्तर: EAC = 17324 €

तुल्य वार्षिक लागत: सभी लागतों के वर्तमान मूल्य को जीवनकाल में एक समान वार्षिक राशि (वार्षिकी) के रूप में फैलाएँ: EAC = PV·r/(1 − (1 + r)⁻ⁿ)। इससे अलग-अलग जीवनकाल वाली मशीनों की तुलना की जा सकती है।

वार्षिकी गुणक

(1 − 1.1−7)/0.1 = 4.868

वार्षिकीकृत क्रय मूल्य

60 000/4.868 = 12 324.33

EAC

EAC = 12 324.33 + 5 000 = €17 324.33

उत्तर

EAC = €17 324.33
4.NPV और IRR

उत्तर: IRR = 13.38 %

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(10%) = 2 438.02
NPV(15%) = −1 096.41

सँकरा करें

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

IRR ≈ 10 + 5·2 438.02/(2 438.02 − (−1 096.41)) = 13.45%
सटीक: NPV(13.38%) = 0 → IRR = 13.38%

उत्तर

IRR = 13.38%
5.बॉन्ड मूल्य-निर्धारण और प्रतिफल

उत्तर: c = 1.999 %

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 + 0.025)−13 = €725.42

कूपन

C = (945 − 725.42)/10.98 = €19.99

कूपन दर

c = 19.99/1000 = 1.999%

उत्तर

c = 1.999%
6.बॉन्ड मूल्य-निर्धारण और प्रतिफल

उत्तर: YTM = 3.497 %

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

€1 125 = €50·(1 − (1 + y)⁻¹⁰)/y + €1 000/(1 + y)¹⁰

संख्यात्मक रूप से हल करें

P(3%) = €1 170.60, P(4%) = €1 081.11
YTM = 3.497%

उत्तर

YTM = 3.497%
7.CAPM और WACC

उत्तर: WACC = 9.108 %

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 = €9 000 000, E/V = 0.4444, D/V = 0.5556

WACC

WACC = 0.4444·14% + 0.5556·7%·(1 − 0.258) = 9.108%

उत्तर

WACC = 9.108%
8.CAPM और WACC

उत्तर: WACC = 4.468 %

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·€17.00 = €17 000 000
D = 5 000·€960 = €4 800 000

इक्विटी की लागत (CAPM)

re = 1% + 0.8·4.5% = 4.6%

भार

V = €21 800 000, E/V = 0.7798, D/V = 0.2202

WACC

WACC = 0.7798·4.6% + 0.2202·5%·(1 − 0.2) = 4.468%

उत्तर

WACC = 4.468%
9.वर्णनात्मक सांख्यिकी

उत्तर: s = 13.06

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 = 280/7 = 40

विचलनों के वर्ग

Σ(x − x̄)² = 17² + 6² + (−5)² + 6² + (−2)² + (−25)² + 3² = 1024

मानक विचलन

s = √(1024/6) = 13.06

उत्तर

s = 13.06
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 = (103.2 − 100)/8 = 0.4

उत्तर

z = 0.4
11.प्रायिकता

उत्तर: P = 0.6651

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।

पूरक

P(छक्का नहीं) = (5/6)6 = 0.3349
P = 1 − 0.3349 = 0.6651

उत्तर

P = 0.6651
12.प्रायिकता

उत्तर: σY = 4.578

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।

X का फैलाव

μ = 2.6, Var(X) = 5.24, σX = 2.289

रैखिक परिवर्तन

σY = |−2|·2.289 = 4.578

उत्तर

σY = 4.578

माध्य सचमुच खिसकता है: E(Y) = −2·2.6 + 10 = 4.8।

13.प्रसामान्य बंटन

उत्तर: P = 0.2166

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 = (95.5 − 100)/15 = −0.3
z₂ = (103.75 − 100)/15 = 0.25

बीच का क्षेत्रफल

P = Φ(0.25) − Φ(−0.3) = 0.5987 − 0.3821 = 0.2166

उत्तर

P = 0.2166
14.प्रसामान्य बंटन

उत्तर: P = 0.8264

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 = 0.02121 mm

मानकीकृत करें

z = (0 − 0.02)/0.02121 = −0.94

प्रायिकता

P = 1 − Φ(−0.94) = 0.8264

उत्तर

P = 0.8264
15.विश्वास्यता अंतराल

उत्तर: निचली सीमा = 2.303 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 = 9, t = 3.25

त्रुटि सीमा

E = 3.25·3.5/√10 = 3.597

अंतराल

5.9 ± 3.597 → [2.303, 9.497]

उत्तर

निचली सीमा = 2.303 mmHg
16.विश्वास्यता अंतराल

उत्तर: E = 12.75 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 = (4·8² + 6·6²)/10 = 47.2
sp = 6.87

त्रुटि सीमा

E = 3.169·6.87·√(1/5 + 1/7) = 12.75

उत्तर

E = 12.75 kg
17.परिकल्पना परीक्षण और विश्वास्यता अंतराल

उत्तर: t = 2.4

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 = 12/√81 = 12/9 = 1.333

परीक्षण सांख्यिकी

t = (103.2 − 100)/1.333 = 2.4

उत्तर

t = 2.4
t0.025; df = 80 = 1.99

|t| > 1.99, इसलिए H₀ को 5% स्तर पर अस्वीकार किया जाता है (द्विपक्षीय)।

18.परिकल्पना परीक्षण और विश्वास्यता अंतराल

उत्तर: L = 50.56

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।

त्रुटि सीमा

E = 2.576·20/√64 = 6.44

अंतराल सीमा

L = 57 − 6.44 = 50.56

उत्तर

L = 50.56
19.रैखिक समाश्रयण और सहसंबंध

उत्तर: r = 0.9895

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 = 7526 − 90·409/5 = 164
Sxx = 1660 − 90²/5 = 40
Syy = 34143 − 409²/5 = 686.8

सहसंबंध गुणांक

r = 164/√(40·686.8) = 0.9895

उत्तर

r = 0.9895
20.रैखिक समाश्रयण और सहसंबंध

उत्तर: x = 21.54

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 = 115/5 = 23
ȳ = 569/5 = 113.8

वर्गों और गुणनफलों के योग

Sxx = Σ(x − x̄)² = 90
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 420

समाश्रयण रेखा

b = 420/90 = 4.667
a = 113.8 − 4.667·23 = 6.467
ŷ = 6.467 + 4.667·x

x के लिए हल करें

x = (107 − 6.467)/4.667 = 21.54

उत्तर

x = 21.54

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