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…10PV = ?€10 000

आपको 10 वर्षों में €10 000 चाहिए। एक खाता प्रति वर्ष 3.6% देता है, ब्याज त्रैमासिक रूप से चक्रवृद्धि होता है। आज आपको कितना जमा करना होगा? वर्तमान मूल्य PV ज्ञात करें।

FV = €10 0003.6% / 4n = 10
PV = €
2.मुद्रा का समय मूल्यकठिन
महीने0123…168€150€150€150FV = ?

आप 14 वर्षों तक हर महीने के अंत में €150 बचाते हैं। खाता प्रति वर्ष 4.2% देता है, मासिक चक्रवृद्धि। अंत में आपकी कितनी बचत होगी? FV ज्ञात करें।

A = €1504.2% / 12N = 168
FV = €
3.NPV और IRRमध्यम
वर्ष01234−45 00022 00015 00015 00011 000

€45 000 का निवेश वर्ष 1 से 4 के अंत में ये नकदी प्रवाह देता है: €22 000, €15 000, €15 000, €11 000। पूँजी की लागत 5% है। शुद्ध वर्तमान मूल्य NPV ज्ञात करें।

r = 5%CF0 = −45 000CF1 = 22 000CF2 = 15 000CF3 = 15 000CF4 = 11 000
NPV = €
4.NPV और IRRकठिन
वर्ष01234−50 00020 50023 50023 50017 500

एक परियोजना की लागत €50 000 है और यह वर्ष 1 से 4 के अंत में €20 500, €23 500, €23 500, €17 500 लौटाती है। नकदी प्रवाहों को 6% की पूँजी लागत पर पुनर्निवेशित किया जा सकता है। संशोधित आंतरिक प्रतिफल दर MIRR प्रतिशत में ज्ञात कीजिए।

r = 6%CF0 = −50 000CF1 = 20 500CF2 = 23 500CF3 = 23 500CF4 = 17 500
MIRR = %
5.बॉन्ड मूल्य-निर्धारण और प्रतिफलमध्यम
छमाहियाँ0123…10€30€30€30 + €1 000P = ?

€1 000 अंकित मूल्य वाला एक बॉन्ड 6% का वार्षिक कूपन दो छमाही किस्तों में देता है और 5 वर्ष में परिपक्व होता है। परिपक्वता तक प्रतिफल प्रति वर्ष 7% है। बॉन्ड की कीमत P ज्ञात कीजिए।

F = €1 000कूपन = 6%YTM = 7%n = 5
P = €
6.बॉन्ड मूल्य-निर्धारण और प्रतिफलकठिन

एक बॉन्ड 6% के परिपक्वता तक प्रतिफल (वार्षिक चक्रवृद्धि) और 9.3 वर्ष की मैकॉले ड्यूरेशन के साथ €965 पर कारोबार करता है। यदि प्रतिफल 150 आधार अंक घटता है, तो संशोधित ड्यूरेशन से नई कीमत P का अनुमान लगाइए।

P0 = €965y = 6%D = 9.3Δy = −150 bp
P = €
7.CAPM और WACCमध्यम
βr (%)SMLrf​ = 1.5%β = 1rm​ = ?β = 1.5re​ = 12%

1.5 बीटा वाले एक शेयर का आवश्यक प्रतिफल 12% है। जोखिम-मुक्त दर 1.5% है। CAPM किस अपेक्षित बाज़ार प्रतिफल rm का संकेत देता है?

β = 1.5re = 12%rf = 1.5%
rm = %
8.CAPM और WACCकठिन
rf​ = 4%, rm​ − rf​ = 6%D/E = 0.25इक्विटीβL​ = 1.1ऋणD/E = 0.75इक्विटीre​ = ?ऋणT = 21%

एक कंपनी के शेयरों का बीटा उसके वर्तमान 0.25 ऋण-इक्विटी अनुपात पर 1.1 है। वह अपना ऋण-इक्विटी अनुपात 0.75 तक बढ़ाने की योजना बनाती है। कर दर 21%, जोखिम-मुक्त दर 4% और बाज़ार जोखिम प्रीमियम 6% है। परिवर्तन के बाद इक्विटी की लागत re ज्ञात कीजिए।

βL = 1.1D/E1 = 0.25D/E2 = 0.75T = 21%rf = 4%rm − rf = 6%
re = %
9.वर्णनात्मक सांख्यिकीमध्यम
1520253035404550

आँकड़ों का प्रतिदर्श मानक विचलन s ज्ञात करें: 22, 15, 53, 15, 17।

n = 5
s =
10.वर्णनात्मक सांख्यिकीकठिन
z −2−1012

एक राशि माध्य 500 और मानक विचलन 50 के साथ प्रसामान्य रूप से वितरित है। मानों का कितना अनुपात P 562.5 से अधिक है?

μ = 500σ = 50x = 562.5
P =
11.प्रायिकतामध्यम
xp(x)10.0520.330.340.35μ = 2.95

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

x: 1, 2, 3, 4p(x): 0.05, 0.3, 0.3, 0.35
Var(X) =
12.प्रायिकताकठिन
€p(x)−30.7530.2570.05

एक खेल खेलने का मूल्य €3 है। आप प्रायिकता 0.2 से €6 जीतते हैं और प्रायिकता 0.05 से €60; अन्यथा आप कुछ नहीं जीतते। दाँव की राशि लौटाई नहीं जाती। प्रति खेल प्रत्याशित शुद्ध लाभ E(G) ज्ञात कीजिए।

दाँव = €3€6: p = 0.2€60: p = 0.05
E(G) = €
13.प्रसामान्य बंटनमध्यम
−3−2−10123z−z और z के बीच छायांकित क्षेत्रफल = 0.4647

z को इस तरह खींचें कि मानक प्रसामान्य वक्र के नीचे −z और z के बीच का छायांकित क्षेत्रफल 0.4647 हो। z को दो दशमलव स्थानों तक ज्ञात करें।

A = 0.4647
z =
14.प्रसामान्य बंटनकठिन
35455565758595अंकऊपर 25%

परीक्षा अंक औसत 65 अंक और मानक विचलन 10 अंक के साथ प्रसामान्य रूप से बंटे हैं। कट-ऑफ़ को इस तरह खींचें कि छायांकित ऊपरी 25% उसके दाईं ओर हो। कट-ऑफ़ x ज्ञात करें।

μ = 65 अंकσ = 10 अंक25%
x = अंक
15.विश्वास्यता अंतरालमध्यम
μ₁ − μ₂0L = ?Ux̄₁ − x̄₂E90%

दो फ़ोन मॉडलों की बैटरी अवधि की तुलना की जाती है। मॉडल 1: 80 फ़ोन, माध्य 148.5 h, ज्ञात मानक विचलन 11 h। मॉडल 2: 50 फ़ोन, माध्य 156 h, ज्ञात मानक विचलन 5 h। μ₁ − μ₂ के लिए 90% विश्वास्यता अंतराल की निचली सीमा ज्ञात कीजिए।

n₁ = 80x̄₁ = 148.5 hσ₁ = 11 hn₂ = 50x̄₂ = 156 hσ₂ = 5 h90%
निचली सीमा = h
16.विश्वास्यता अंतरालकठिन
σ = 15, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 290%

समष्टि मानक विचलन 15 है। कितने बड़े प्रतिदर्श n की आवश्यकता है ताकि माध्य के 90% विश्वास्यता अंतराल की त्रुटि सीमा अधिकतम 2 हो?

σ = 15E = 290%
n =
17.परिकल्पना परीक्षण और विश्वास्यता अंतरालमध्यम
−1.761.76p = ?

एक समष्टि का माध्य 500 होने का दावा किया जाता है; समष्टि मानक विचलन 24 ज्ञात है। 64 प्रेक्षणों के एक यादृच्छिक प्रतिदर्श का माध्य 505.28 है। H₀: μ = 500 बनाम H₁: μ ≠ 500 का परीक्षण करें। p-मान p ज्ञात कीजिए।

μ₀ = 500σ = 24n = 64x̄ = 505.28H₁: μ ≠ μ₀
p =
18.परिकल्पना परीक्षण और विश्वास्यता अंतरालकठिन
−1.961.96z = ?

एक परीक्षण में उपचार A वाले 250 में से 75 रोगी ठीक होते हैं, और उपचार B वाले 120 में से 49 रोगी। संयुक्त अनुपात का उपयोग करके H₀: p₁ = p₂ के लिए परीक्षण प्रतिदर्शज z ज्ञात कीजिए।

x₁ = 75n₁ = 250x₂ = 49n₂ = 120
z =
19.रैखिक समाश्रयण और सहसंबंधमध्यम
xy284116138141020xy510101520

तालिका x = kN में भार और y = mm में दीर्घीकरण के 5 युग्मित प्रेक्षण देती है। उनके योग दिए गए हैं। इन योगों से पियर्सन सहसंबंध गुणांक r ज्ञात कीजिए।

n = 5Σx = 30Σy = 66Σx² = 220Σy² = 950Σxy = 450
r =
20.रैखिक समाश्रयण और सहसंबंधकठिन
xy266479689810610116xy51080100120x = 7

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। x = 7 के लिए ŷ का पूर्वानुमान लगाइए।

n = 5x = 7
ŷ =

3विलयन

1.मुद्रा का समय मूल्य

उत्तर: PV = 6988 €

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 = 0.036000000000000004/4 = 0.009
N = 4·10 = 40

वर्तमान मूल्य

PV = FV/(1 + i)N = 10 000/1.431 = €6 988.01

उत्तर

PV = €6 988.01
2.मुद्रा का समय मूल्य

उत्तर: FV = 34223 €

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 = 0.042/12 = 0.0035
N = 12·14 = 168

जमाओं का भविष्य मूल्य

FV = A·((1 + i)N − 1)/i = 150·(1.799 − 1)/0.0035 = €34 223.00

उत्तर

FV = €34 223.00

आपने खुद €25 200 जमा किया; बाकी ब्याज है।

3.NPV और IRR

उत्तर: NPV = 11565 €

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 + 0.05)1 = 22 000/1.05 = 20 952.38
CF2/(1 + 0.05)2 = 15 000/1.103 = 13 605.44
CF3/(1 + 0.05)3 = 15 000/1.158 = 12 957.56
CF4/(1 + 0.05)4 = 11 000/1.216 = 9 049.73

जोड़ें

NPV = €11 565.11

उत्तर

NPV = €11 565.11

NPV धनात्मक है, इसलिए परियोजना आवश्यक प्रतिफल से अधिक कमाती है।

4.NPV और IRR

उत्तर: MIRR = 16.85 %

संशोधित IRR: अंतिम मूल्य TV पाने के लिए हर अंतर्वाह को पुनर्निवेश दर (सामान्यतः पूँजी लागत) पर परियोजना के अंत तक आगे चक्रवृद्धि करें। MIRR वह दर है जो प्रारंभिक निवेश को TV में बदलती है: MIRR = (TV/C₀)^(1/n) − 1।

अंतर्वाहों का अंतिम मूल्य

20 500·1.063 = 24 415.83
23 500·1.062 = 26 404.60
23 500·1.061 = 24 910.00
17 500·1.060 = 17 500.00
TV = 93 230.43

MIRR

MIRR = (93 230.43/50 000)1/4 − 1 = 16.85%

उत्तर

MIRR = 16.85%
5.बॉन्ड मूल्य-निर्धारण और प्रतिफल

उत्तर: P = 958.4 €

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 = €30.00, i = 0.035, N = 10

कूपनों का वर्तमान मूल्य

€30.00·(1 − 0.7089)/0.035 = €249.50

अंकित मूल्य का वर्तमान मूल्य

€1 000·0.7089 = €708.92

कीमत

P = €958.42

उत्तर

P = €958.42

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

6.बॉन्ड मूल्य-निर्धारण और प्रतिफल

उत्तर: P = 1092 €

अवधि (ड्यूरेशन): मैकॉले ड्यूरेशन वह भारित औसत समय है जिस पर बॉन्ड अपने नकदी प्रवाह देता है, नकदी प्रवाहों के वर्तमान मूल्यों को भार मानकर: D = Σ t·PVₜ/P। संशोधित ड्यूरेशन D/(1 + y) प्रतिफल में छोटे परिवर्तन के लिए कीमत में प्रतिशत परिवर्तन का अनुमान देती है: %ΔP ≈ −Dmod·Δy।

संशोधित ड्यूरेशन

Dmod = 9.3/1.06 = 8.774

अनुमानित कीमत परिवर्तन

%ΔP ≈ −8.774·(−0.015) = 13.16%
P ≈ 965·(1 + 0.1316) = €1 092.00

उत्तर

P = €1 092.00

ड्यूरेशन एक रैखिक अनुमान है; प्रतिफल में बड़े परिवर्तनों के लिए उत्तलता (कॉन्वेक्सिटी) वास्तविक कीमत को थोड़ा अधिक कर देती है।

7.CAPM और WACC

उत्तर: rm = 8.5 %

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 जोखिम प्रीमियम

rm − rf = (12% − 1.5%)/1.5 = 7%

बाज़ार प्रतिफल

rm = 1.5% + 7% = 8.5%

उत्तर

rm = 8.5%
8.CAPM और WACC

उत्तर: re = 12.78 %

उत्तोलित बीटा (हमाडा): ऋण इक्विटी को अधिक जोखिमपूर्ण बनाता है। βL = βU·(1 + (1 − T)·D/E), जहाँ βU बिना ऋण वाले व्यवसाय का बीटा है। बीटा को किसी अन्य पूँजी संरचना पर ले जाने के लिए पहले उसे अनुत्तोलित करें और फिर नए D/E पर पुनः उत्तोलित करें।

बीटा को अनुत्तोलित करें

βU = 1.1/(1 + 0.79·0.25) = 0.9186

नए D/E पर पुनः उत्तोलित करें

βL = 0.9186·(1 + 0.79·0.75) = 1.463

इक्विटी की लागत (CAPM)

re = 4% + 1.463·6% = 12.78%

उत्तर

re = 12.78%
9.वर्णनात्मक सांख्यिकी

उत्तर: s = 16.24

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 = 122/5 = 24.4

विचलनों के वर्ग

Σ(x − x̄)² = (−2.4)² + (−9.4)² + 28.6² + (−9.4)² + (−7.4)² = 1055

मानक विचलन

s = √(1055/4) = 16.24

उत्तर

s = 16.24
10.वर्णनात्मक सांख्यिकी

उत्तर: P = 0.1056

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 = 1.25

मानक प्रसामान्य सारणी

Φ(1.25) = 0.8944
P = 1 − 0.8944 = 0.1056

उत्तर

P = 0.1056
11.प्रायिकता

उत्तर: Var(X) = 0.8475

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 = 1·0.05 + 2·0.3 + 3·0.3 + 4·0.35 = 2.95

वर्गों का माध्य

E(X²) = 1·0.05 + 4·0.3 + 9·0.3 + 16·0.35 = 9.55

प्रसरण

Var(X) = 9.55 − 2.95² = 0.8475

उत्तर

Var(X) = 0.8475
12.प्रायिकता

उत्तर: E(G) = 1.2 €

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।

शुद्ध परिणाम

G: 3 (p = 0.2), 57 (p = 0.05), −3 (p = 0.75)

प्रत्याशित मान

E(G) = 3·0.2 + 57·0.05 − 3·0.75 = 1.2 €

उत्तर

E(G) = 1.2 €

धनात्मक मान का अर्थ है कि औसतन आप पैसा जीतते हैं।

13.प्रसामान्य बंटन

उत्तर: z = 0.62

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 + 0.4647)/2 = 0.7324

z-सारणी को उलटा पढ़ें

सारणी के भीतर 0.7324 खोजें और z पढ़ें।

z = 0.62

उत्तर

z = 0.62
14.प्रसामान्य बंटन

उत्तर: x = 71.7 अंक

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) = 0.75

सारणी से z

z ≈ 0.67

मूल इकाइयों में वापस

x = 65 + 0.67·10 = 71.7 अंक

उत्तर

x = 71.7 अंक
15.विश्वास्यता अंतराल

उत्तर: निचली सीमा = −9.834 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.

बिंदु अनुमान

x̄₁ − x̄₂ = 148.5 − 156 = −7.5

मानक त्रुटि

SE = √(11²/80 + 5²/50) = 1.419

त्रुटि सीमा

E = 1.645·1.419 = 2.334

अंतराल

−7.5 ± 2.334 → [−9.834, −5.166]

उत्तर

निचली सीमा = −9.834 h

अंतराल में 0 नहीं है, इसलिए माध्य सार्थक रूप से भिन्न हैं।

16.विश्वास्यता अंतराल

उत्तर: n = 153

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 = (1.645·15/2)² = 152.2

ऊपर पूर्णांकित करें

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

n = 153

उत्तर

n = 153
17.परिकल्पना परीक्षण और विश्वास्यता अंतराल

उत्तर: p = 0.07841

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 = 24/√64 = 3
z = (505.28 − 500)/3 = 1.76

पुच्छ क्षेत्रफल

Φ(1.76) = 0.9608
1 − Φ(1.76) = 0.0392

p-मान

p = 2·0.0392 = 0.07841

उत्तर

p = 0.07841

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

18.परिकल्पना परीक्षण और विश्वास्यता अंतराल

उत्तर: z = −2.067

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 = 75/250 = 0.3
p̂₂ = 49/120 = 0.4083
p̂ = 124/370 = 0.3351

H₀ के अंतर्गत मानक त्रुटि

SE = √(0.3351·0.6649·(1/250 + 1/120)) = 0.05242

परीक्षण सांख्यिकी

z = (0.3 − 0.4083)/0.05242 = −2.067

उत्तर

z = −2.067

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

19.रैखिक समाश्रयण और सहसंबंध

उत्तर: r = 0.9618

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 = 450 − 30·66/5 = 54
Sxx = 220 − 30²/5 = 40
Syy = 950 − 66²/5 = 78.8

सहसंबंध गुणांक

r = 54/√(40·78.8) = 0.9618

उत्तर

r = 0.9618
20.रैखिक समाश्रयण और सहसंबंध

उत्तर: ŷ = 97.55

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 = 30/5 = 6
ȳ = 456/5 = 91.2

वर्गों और गुणनफलों के योग

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 254

समाश्रयण रेखा

b = 254/40 = 6.35
a = 91.2 − 6.35·6 = 53.1
ŷ = 53.1 + 6.35·x

पूर्वानुमान

ŷ = 53.1 + 6.35·7 = 97.55

उत्तर

ŷ = 97.55

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