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
वर्ष01234567PV = ?€40 000

आपको 7 वर्षों में €40 000 चाहिए। एक खाता प्रति वर्ष 6% देता है, ब्याज मासिक रूप से चक्रवृद्धि होता है। आज आपको कितना जमा करना होगा? वर्तमान मूल्य PV ज्ञात करें।

FV = €40 0006% / 12n = 7
PV = €
2.मुद्रा का समय मूल्यकठिन
महीने01…144…240€200 000AB = ?A2.4% / 12

€200 000 का एक गृह ऋण 2.4% प्रति वर्ष, मासिक चक्रवृद्धि पर 20 वर्षों में समान मासिक किस्तों से चुकाया जाता है। वर्ष 12 के अंत की किस्त के ठीक बाद कितना बकाया है? बकाया शेष B ज्ञात कीजिए।

P = €200 0002.4% / 12N = 240k = 144
B = €
3.NPV और IRRमध्यम
वर्ष01234€20 000€5 000€5 000€5 000€5 000r = 5%, EAC = ?

एक मशीन की लागत आज €20 000 है, यह 4 वर्ष चलती है और इसे चलाने में प्रति वर्ष €5 000 लगते हैं (हर वर्ष के अंत में भुगतान)। पूँजी की लागत 5% है। इसकी तुल्य वार्षिक लागत EAC ज्ञात कीजिए।

C0 = €20 000M = €5 000n = 4r = 5%
EAC = €
4.NPV और IRRकठिन
r (%)NPVABr* = ?0

परियोजना A की लागत €20 000 है और यह वर्ष 1 से 3 के अंत में €11 500, €7 500, €4 500 लौटाती है। परियोजना B की लागत €22 000 है और यह €6 000, €9 000, €11 500 लौटाती है। वह क्रॉसओवर दर r* प्रतिशत में ज्ञात कीजिए जिस पर दोनों परियोजनाओं का NPV समान है।

A: −20 000, 11 500, 7 500, 4 500B: −22 000, 6 000, 9 000, 11 500
r* = %
5.बॉन्ड मूल्य-निर्धारण और प्रतिफलमध्यम
छमाहियाँ0123…14€25€25€25 + €1 000P = ?

€1 000 अंकित मूल्य वाला एक बॉन्ड 5% का वार्षिक कूपन दो छमाही किस्तों में देता है और 7 वर्ष में परिपक्व होता है। परिपक्वता तक प्रतिफल प्रति वर्ष 8% है। बॉन्ड की कीमत P ज्ञात कीजिए।

F = €1 000कूपन = 5%YTM = 8%n = 7
P = €
6.बॉन्ड मूल्य-निर्धारण और प्रतिफलकठिन
छमाहियाँ0123…22€810€22.50€22.50€22.50 + €1 000

€1 000 अंकित मूल्य वाला एक बॉन्ड 4.5% का वार्षिक कूपन दो अर्धवार्षिक भुगतानों में देता है और 11 वर्षों में परिपक्व होता है। यह €810 में बिकता है। इसका परिपक्वता तक प्रतिफल YTM वार्षिक दर (अर्धवार्षिक प्रतिफल का दोगुना) के रूप में प्रतिशत में ज्ञात कीजिए।

F = €1 000कूपन = 4.5% (2×)n = 11P = €810
YTM = %
7.CAPM और WACCमध्यम
WACC = ?साधारण शेयर€10 000 000re​ = 14%पसंदीदा शेयर€2 000 000rp​ = 6%ऋण€2 000 000rd​ = 6%T = 20%

एक कंपनी €10 000 000 मूल्य के साधारण शेयरों, €2 000 000 मूल्य के अधिमान शेयरों और €2 000 000 मूल्य के ऋण से वित्तपोषित है। इक्विटी की लागत 14%, अधिमान शेयरों की लागत 6% और कर-पूर्व ऋण लागत 6% है। कर दर 20% है। WACC ज्ञात कीजिए।

E = €10 000 000Ps = €2 000 000D = €2 000 000re = 14%rp = 6%rd = 6%T = 20%
WACC = %
8.CAPM और WACCकठिन
WACC = ?इक्विटी5 000 000 × €57.00β = 0.6rf​ = 2.5%, rm​ = 8%ऋण20 000 × €1 000rd​ = 6%T = 20%

एक कंपनी के पास €57.00 प्रति शेयर की दर से 5 000 000 शेयर और €1 000 प्रति बॉन्ड पर कारोबार कर रहे 20 000 बॉन्ड है। कर-पूर्व ऋण लागत 6% और कर दर 20% है। शेयर का बीटा 0.6, जोखिम-मुक्त दर 2.5% और बाज़ार प्रतिफल 8% है। WACC ज्ञात कीजिए।

β = 0.6rf = 2.5%rm = 8%rd = 6%T = 20%
WACC = %
9.वर्णनात्मक सांख्यिकीमध्यम
15202530354045

आँकड़ों का प्रतिदर्श मानक विचलन s ज्ञात करें: 13, 17, 45, 15, 27।

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

एक राशि माध्य 70 और मानक विचलन 12 के साथ प्रसामान्य रूप से वितरित है। मानों का कितना अनुपात P 82 से अधिक है?

μ = 70σ = 12x = 82
P =
11.प्रायिकतामध्यम
xp(x)10.3520.130.240.0550.3μ = 2.85

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

x: 1, 2, 3, 4, 5p(x): 0.35, 0.1, 0.2, 0.05, 0.3
Var(X) =
12.प्रायिकताकठिन
n = 11, p = 0.3: P(X = 2) = ?k01234567891011

एक परीक्षा में 11 बहुविकल्पीय प्रश्न हैं। अनुमान लगाने वाली एक छात्रा हर प्रश्न स्वतंत्र रूप से 0.3 प्रायिकता से सही करती है। ठीक 2 सही उत्तरों की प्रायिकता P क्या है?

n = 11p = 0.3k = 2
P =
13.प्रसामान्य बंटनमध्यम
100.75127.75P = ?

IQ अंक माध्य 100 अंक और मानक विचलन 15 अंक के साथ प्रसामान्य रूप से वितरित हैं। कितना अनुपात 100.75 और 127.75 अंक के बीच है? P को दशमलव में दें।

μ = 100σ = 15x1 = 100.75x2 = 127.75
P =
14.प्रसामान्य बंटनकठिन
μ = 100x = ?20%

IQ अंक माध्य 100 अंक और मानक विचलन 15 अंक के साथ प्रसामान्य रूप से वितरित हैं। वह मान x ज्ञात कीजिए जिसके नीचे इनमें से 20% आते हैं (20वाँ शततमक)।

μ = 100σ = 15P = 20%
x = अंक
15.विश्वास्यता अंतरालमध्यम
n = 30, s = 12L = ?Ux̄ = 14E95%

30 वस्तुओं के एक प्रतिदर्श का माध्य 14 और मानक विचलन s = 12 है। समष्टि लगभग प्रसामान्य है। माध्य के 95% विश्वास्यता अंतराल की निचली सीमा ज्ञात कीजिए।

n = 30x̄ = 14s = 1295%t(29) = 2.045
निचली सीमा =
16.विश्वास्यता अंतरालकठिन
p = 0.5, n = ?p̂ − Ep̂ + Ep̂E = 0.02590%

दोषपूर्ण उत्पादों के अनुपात के बारे में पहले से कुछ ज्ञात नहीं है। कितने उत्पादों n का निरीक्षण करना होगा ताकि अनुपात के लिए 90% विश्वास्यता अंतराल की त्रुटि सीमा अधिकतम 0.025 हो?

p = 0.5E = 0.02590%
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 128.5 mm है, और लाइन का ज्ञात मानक विचलन 14 mm है। लाइन 2: 100 पुर्ज़ों के प्रतिदर्श का माध्य 131 mm, ज्ञात मानक विचलन 8 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 = 128.5 mmσ₁ = 14 mmn₂ = 100x̄₂ = 131 mmσ₂ = 8 mm
z =
18.परिकल्पना परीक्षण और विश्वास्यता अंतरालकठिन
μ₀x̄c

H₀: μ = 50 बनाम H₁: μ < 50 का एकपक्षीय z परीक्षण α = 0.01 पर 100 के प्रतिदर्श के साथ किया जाता है; मानक विचलन 20 ज्ञात है। वास्तव में माध्य 44.8 है। परीक्षण की शक्ति 1 − β प्रतिशत में ज्ञात कीजिए।

μ₀ = 50μ = 44.8σ = 20n = 100α = 0.01
1 − β = %
19.रैखिक समाश्रयण और सहसंबंधमध्यम
xy36057278591071111213126xy510100

तालिका x = अध्ययन के घंटे और y = परीक्षा अंक के 6 युग्मित प्रेक्षण देती है। न्यूनतम-वर्ग रेखा का निर्धारण गुणांक r² ज्ञात कीजिए।

n = 6
r² =
20.रैखिक समाश्रयण और सहसंबंधकठिन
xy140238340449548647xy246404550x = 3.5

तालिका x = k€ में विज्ञापन व्यय और y = k€ में बिक्री के 6 युग्मित प्रेक्षण देती है। न्यूनतम-वर्ग रेखा ŷ = a + b·x का उपयोग करें। x = 3.5 के लिए ŷ का पूर्वानुमान लगाइए।

n = 6x = 3.5
ŷ =

3विलयन

1.मुद्रा का समय मूल्य

उत्तर: PV = 26309 €

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 = 0.06/12 = 0.005
N = 12·7 = 84

वर्तमान मूल्य

PV = FV/(1 + i)N = 40 000/1.52 = €26 309.39

उत्तर

PV = €26 309.39
2.मुद्रा का समय मूल्य

उत्तर: B = 91639 €

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 भुगतान

i = 0.002, N = 240
A = 200 000·0.002/(1 − (1 + 0.002)−240) = €1 050.09

शेष किस्तों का वर्तमान मूल्य

जो भी अभी बकाया है उसे शेष किस्तों से ठीक-ठीक चुकाना होगा।

N − k = 240 − 144 = 96
B = 1050·(1 − (1 + 0.002)−96)/0.002 = €91 638.62

उत्तर

B = €91 638.62
3.NPV और IRR

उत्तर: EAC = 10640 €

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 − 1.05−4)/0.05 = 3.546

वार्षिकीकृत क्रय मूल्य

20 000/3.546 = 5 640.24

EAC

EAC = 5 640.24 + 5 000 = €10 640.24

उत्तर

EAC = €10 640.24
4.NPV और IRR

उत्तर: r* = 6.166 %

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 = −22 000 − (−20 000) = −2 000
ΔCF1 = 6 000 − 11 500 = −5 500
ΔCF2 = 9 000 − 7 500 = 1 500
ΔCF3 = 11 500 − 4 500 = 7 000

अंतर की IRR

NPVΔ(6%) = 23.65
NPVΔ(7%) = −115.94
r* = 6.166%

उत्तर

r* = 6.166%

जाँच: 6.166% पर दोनों NPV €1 246.65 हैं।

5.बॉन्ड मूल्य-निर्धारण और प्रतिफल

उत्तर: P = 841.6 €

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 = €25.00, i = 0.04, N = 14

कूपनों का वर्तमान मूल्य

€25.00·(1 − 0.5775)/0.04 = €264.08

अंकित मूल्य का वर्तमान मूल्य

€1 000·0.5775 = €577.48

कीमत

P = €841.55

उत्तर

P = €841.55

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

6.बॉन्ड मूल्य-निर्धारण और प्रतिफल

उत्तर: YTM = 7.006 %

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 = €22.50, N = 22

संख्यात्मक रूप से हल करें

i = 3.503% प्रति अर्ध-वर्ष

YTM

YTM = 2·3.503% = 7.006%

उत्तर

YTM = 7.006%
7.CAPM और WACC

उत्तर: WACC = 11.54 %

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 = 10 000 000 + 2 000 000 + 2 000 000 = €14 000 000
E/V = 0.7143, Ps/V = 0.1429, D/V = 0.1429

WACC

WACC = 0.7143·14% + 0.1429·6% + 0.1429·6%·(1 − 0.2) = 11.54%

उत्तर

WACC = 11.54%
8.CAPM और WACC

उत्तर: WACC = 5.734 %

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 = 5 000 000·€57.00 = €285 000 000
D = 20 000·€1 000 = €20 000 000

इक्विटी की लागत (CAPM)

re = 2.5% + 0.6·5.5% = 5.8%

भार

V = €305 000 000, E/V = 0.9344, D/V = 0.06557

WACC

WACC = 0.9344·5.8% + 0.06557·6%·(1 − 0.2) = 5.734%

उत्तर

WACC = 5.734%
9.वर्णनात्मक सांख्यिकी

उत्तर: s = 13.22

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 = 117/5 = 23.4

विचलनों के वर्ग

Σ(x − x̄)² = (−10.4)² + (−6.4)² + 21.6² + (−8.4)² + 3.6² = 699.2

मानक विचलन

s = √(699.2/4) = 13.22

उत्तर

s = 13.22
10.वर्णनात्मक सांख्यिकी

उत्तर: P = 0.1587

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

मानक प्रसामान्य सारणी

Φ(1) = 0.8413
P = 1 − 0.8413 = 0.1587

उत्तर

P = 0.1587
11.प्रायिकता

उत्तर: Var(X) = 2.727

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 = 1·0.35 + 2·0.1 + 3·0.2 + 4·0.05 + 5·0.3 = 2.85

वर्गों का माध्य

E(X²) = 1·0.35 + 4·0.1 + 9·0.2 + 16·0.05 + 25·0.3 = 10.85

प्रसरण

Var(X) = 10.85 − 2.85² = 2.727

उत्तर

Var(X) = 2.727
12.प्रायिकता

उत्तर: P = 0.1998

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) = 55·0.32·0.79 = 55·0.09·0.04035 = 0.1998

उत्तर

P = 0.1998
13.प्रसामान्य बंटन

उत्तर: P = 0.4479

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 = (100.75 − 100)/15 = 0.05
z₂ = (127.75 − 100)/15 = 1.85

बीच का क्षेत्रफल

P = Φ(1.85) − Φ(0.05) = 0.9678 − 0.5199 = 0.4479

उत्तर

P = 0.4479
14.प्रसामान्य बंटन

उत्तर: x = 87.38 अंक

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।

शततमक के लिए z

Φ(z) = 0.2 → z = −0.8416

वापस x पर

x = 100 + −0.8416·15 = 87.38 अंक

उत्तर

x = 87.38 अंक
15.विश्वास्यता अंतराल

उत्तर: निचली सीमा = 9.52

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 = 2.045

त्रुटि सीमा

E = 2.045·12/√30 = 4.48

अंतराल

14 ± 4.48 → [9.52, 18.48]

उत्तर

निचली सीमा = 9.52
16.विश्वास्यता अंतराल

उत्तर: n = 1083

Confidence interval for a proportion: p̂ ± z·√(p̂(1 − p̂)/n), where p̂ = x/n. To reach a margin E you need n ≥ z²·p(1 − p)/E², rounded up; without a prior estimate use p = 0.5, which gives the largest n.

n ज्ञात करें

n = 1.645²·0.5·0.5/0.025² = 1082

ऊपर पूर्णांकित करें

n = 1083

उत्तर

n = 1083
17.परिकल्पना परीक्षण और विश्वास्यता अंतराल

उत्तर: z = −1.422

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 = √(14²/80 + 8²/100) = √3.09 = 1.758

परीक्षण सांख्यिकी

z = (128.5 − 131)/1.758 = −1.422

उत्तर

z = −1.422

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

18.परिकल्पना परीक्षण और विश्वास्यता अंतराल

उत्तर: 1 − β = 60.8 %

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 = 20/√100 = 2
x̄c = 50 − 2.326·2 = 45.35

वास्तविक माध्य के अंतर्गत z

z = (45.35 − 44.8)/2 = 0.274

शक्ति

शक्ति = P(Z < 0.274) = 60.8%
1 − β = 60.8%

उत्तर

1 − β = 60.8%
19.रैखिक समाश्रयण और सहसंबंध

उत्तर: r² = 0.9831

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 = 48/6 = 8
ȳ = 562/6 = 93.67

वर्गों और गुणनफलों के योग

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 472
Syy = Σ(y − ȳ)² = 3237

निर्धारण गुणांक

r² = 472²/(70·3237) = 0.9831

उत्तर

r² = 0.9831

y के विचरण का लगभग 98.31% रेखा द्वारा स्पष्ट होता है।

20.रैखिक समाश्रयण और सहसंबंध

उत्तर: ŷ = 43.67

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 = 262/6 = 43.67

वर्गों और गुणनफलों के योग

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17.5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 37

समाश्रयण रेखा

b = 37/17.5 = 2.114
a = 43.67 − 2.114·3.5 = 36.27
ŷ = 36.27 + 2.114·x

पूर्वानुमान

ŷ = 36.27 + 2.114·3.5 = 43.67

उत्तर

ŷ = 43.67

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