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…19€5 000FV = ?

आप सतत चक्रवृद्धि के साथ 5% प्रति वर्ष पर €5 000 निवेश करते हैं। 19 वर्षों बाद मूल्य FV ज्ञात कीजिए।

PV = €5 000r = 5%t = 19
FV = €
2.मुद्रा का समय मूल्यकठिन
वर्ष0123…21€2 500€2 500€2 500FV = ?

आप 21 वर्षों तक हर वर्ष की शुरुआत में €2 500 जमा करते हैं, पहली जमा आज। खाता 3% प्रति वर्ष देता है। वर्ष 21 के अंत में खाते में कितना है? FV ज्ञात कीजिए।

A = €2 500i = 3%n = 21
FV = €
3.NPV और IRRमध्यम
वर्ष0123…9−100 0007 000+2%+2%…r = 11%, NPV = ?

एक परियोजना की लागत आज €100 000 है। यह पहले वर्ष के अंत में €7 000 उत्पन्न करती है, और फिर नकदी प्रवाह हमेशा के लिए 2% प्रति वर्ष बढ़ता है। पूँजी की लागत 11% है। शुद्ध वर्तमान मूल्य NPV ज्ञात कीजिए।

C0 = €100 000CF1 = €7 000g = 2%r = 11%
NPV = €
4.NPV और IRRकठिन
r (%)NPVABr* = ?0

परियोजना A की लागत €40 000 है और यह वर्ष 1 से 3 के अंत में €22 500, €15 500, €9 500 लौटाती है। परियोजना B की लागत €45 000 है और यह €13 500, €18 000, €24 000 लौटाती है। वह क्रॉसओवर दर r* प्रतिशत में ज्ञात कीजिए जिस पर दोनों परियोजनाओं का NPV समान है।

A: −40 000, 22 500, 15 500, 9 500B: −45 000, 13 500, 18 000, 24 000
r* = %
5.बॉन्ड मूल्य-निर्धारण और प्रतिफलमध्यम
वर्ष0123…12P€30€30€30 + €1 000

€1 000 अंकित मूल्य वाला एक बॉन्ड 3% का वार्षिक कूपन देता है और 12 वर्षों में परिपक्व होता है। इसका परिपक्वता तक प्रतिफल 5.5% से 6.5% हो जाता है। बॉन्ड की कीमत कितनी ΔP बदलती है?

F = €1 000कूपन = 3%n = 12y1 = 5.5%y2 = 6.5%
ΔP = €
6.बॉन्ड मूल्य-निर्धारण और प्रतिफलकठिन
वर्ष0123…8€940€50€50 + €1 000

€1 000 अंकित मूल्य और 5% वार्षिक कूपन वाला एक बॉन्ड 8 वर्ष में परिपक्व होता है और €940 में बिकता है। इसका परिपक्वता तक प्रतिफल YTM प्रतिशत में ज्ञात कीजिए।

F = €1 000कूपन = 5%n = 8P = €940
YTM = %
7.CAPM और WACCमध्यम
WACC = ?इक्विटी€5 000 000re​ = 9%ऋण€5 000 000rd​ = 4%T = 20%

एक कंपनी के पास €5 000 000 मूल्य की इक्विटी और €5 000 000 मूल्य का ऋण है। इसकी इक्विटी की लागत 9%, कर-पूर्व ऋण लागत 4% और कर दर 20% है। WACC ज्ञात कीजिए।

E = €5 000 000D = €5 000 000re = 9%rd = 4%T = 20%
WACC = %
8.CAPM और WACCकठिन
WACC = ?इक्विटी5 000 000 × €20.00β = 1.5rf​ = 1.5%, rm​ = 7.5%ऋण5 000 × €1 000rd​ = 6%T = 20%

एक कंपनी के पास €20.00 प्रति शेयर की दर से 5 000 000 शेयर और €1 000 प्रति बॉन्ड पर कारोबार कर रहे 5 000 बॉन्ड है। कर-पूर्व ऋण लागत 6% और कर दर 20% है। शेयर का बीटा 1.5, जोखिम-मुक्त दर 1.5% और बाज़ार प्रतिफल 7.5% है। WACC ज्ञात कीजिए।

β = 1.5rf = 1.5%rm = 7.5%rd = 6%T = 20%
WACC = %
9.वर्णनात्मक सांख्यिकीमध्यम
152025303540455055

आँकड़ों का प्रतिदर्श मानक विचलन s ज्ञात करें: 36, 18, 25, 11, 59।

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

परीक्षा अंक माध्य 500 और मानक विचलन 75 के साथ प्रसामान्य रूप से वितरित हैं। 425 अंक का z-स्कोर z ज्ञात करें।

μ = 500σ = 75x = 425
z =
11.प्रायिकतामध्यम
xp(x)10.220.3530.1540.3μ = 2.55

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

x: 1, 2, 3, 4p(x): 0.2, 0.35, 0.15, 0.3
Var(X) =
12.प्रायिकताकठिन
€p(x)−100.75200.2900.05

एक खेल खेलने का मूल्य €10 है। आप प्रायिकता 0.2 से €30 जीतते हैं और प्रायिकता 0.05 से €100; अन्यथा आप कुछ नहीं जीतते। दाँव की राशि लौटाई नहीं जाती। प्रति खेल प्रत्याशित शुद्ध लाभ E(G) ज्ञात कीजिए।

दाँव = €10€30: p = 0.2€100: p = 0.05
E(G) = €
13.प्रसामान्य बंटनमध्यम
−3−2−10123z−z और z के बीच छायांकित क्षेत्रफल = 0.4907

z को इस तरह खींचें कि मानक प्रसामान्य वक्र के नीचे −z और z के बीच का छायांकित क्षेत्रफल 0.4907 हो। z को दो दशमलव स्थानों तक ज्ञात करें।

A = 0.4907
z =
14.प्रसामान्य बंटनकठिन
μ = 32x = ?25%

डिलीवरी समय माध्य 32 min और मानक विचलन 6 min के साथ प्रसामान्य रूप से वितरित हैं। वह मान x ज्ञात कीजिए जिसके नीचे इनमें से 25% आते हैं (25वाँ शततमक)।

μ = 32σ = 6P = 25%
x = min
15.विश्वास्यता अंतरालमध्यम
n = 20, s = 16.5L = ?Ux̄ = 114.5E99%

20 वस्तुओं के एक प्रतिदर्श का माध्य 114.5 और मानक विचलन s = 16.5 है। समष्टि लगभग प्रसामान्य है। माध्य के 99% विश्वास्यता अंतराल की निचली सीमा ज्ञात कीजिए।

n = 20x̄ = 114.5s = 16.599%t(19) = 2.861
निचली सीमा =
16.विश्वास्यता अंतरालकठिन
σ = 21, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 190%

समष्टि मानक विचलन 21 है। कितने बड़े प्रतिदर्श n की आवश्यकता है ताकि माध्य के 90% विश्वास्यता अंतराल की त्रुटि सीमा अधिकतम 1 हो?

σ = 21E = 190%
n =
17.परिकल्पना परीक्षण और विश्वास्यता अंतरालमध्यम
t −2.01102.011

49 छात्रों के प्रतिदर्श का माध्य अंक 75.5 और प्रतिदर्श मानक विचलन 5 है। H₀: μ = 75 के लिए परीक्षण सांख्यिकी t ज्ञात करें।

μ₀ = 75x̄ = 75.5s = 5n = 49
t =
18.परिकल्पना परीक्षण और विश्वास्यता अंतरालकठिन
−1.961.96z = ?

एक परीक्षण में उपचार A वाले 100 में से 25 रोगी ठीक होते हैं, और उपचार B वाले 100 में से 21 रोगी। संयुक्त अनुपात का उपयोग करके H₀: p₁ = p₂ के लिए परीक्षण प्रतिदर्शज z ज्ञात कीजिए।

x₁ = 25n₁ = 100x₂ = 21n₂ = 100
z =
19.रैखिक समाश्रयण और सहसंबंधमध्यम
xy123220319417515611xy2461520

तालिका x = वर्षों में कार की आयु और y = k€ में मूल्य के 6 युग्मित प्रेक्षण देती है। न्यूनतम-वर्ग रेखा का निर्धारण गुणांक r² ज्ञात कीजिए।

n = 6
r² =
20.रैखिक समाश्रयण और सहसंबंधकठिन
xy264166218261037xy51010203040x = 3

तालिका x = kN में भार और y = mm में दीर्घीकरण के 5 युग्मित प्रेक्षण देती है। न्यूनतम-वर्ग रेखा ŷ = a + b·x का उपयोग करें। एक नया प्रेक्षण (3, 5) लिया गया है। इसका अवशिष्ट e = y − ŷ ज्ञात कीजिए।

n = 5(3, 5)
e =

3विलयन

1.मुद्रा का समय मूल्य

उत्तर: FV = 12929 €

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।

घातांक

r·t = 0.05·19 = 0.95
e0.95 = 2.586

भविष्य मूल्य

FV = 5 000·2.586 = €12 928.55

उत्तर

FV = €12 928.55
2.मुद्रा का समय मूल्य

उत्तर: FV = 73842 €

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।

साधारण वार्षिकी गुणक

((1 + 0.03)21 − 1)/0.03 = 28.68

देय वार्षिकी

हर जमा एक वर्ष अधिक निवेशित रहती है।

FV = 2 500·28.68·1.03 = €73 841.95

उत्तर

FV = €73 841.95
3.NPV और IRR

उत्तर: NPV = −22222 €

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।

नकदी प्रवाहों का मूल्य

PV = 7 000/(0.11 − 0.02) = 77 777.78

NPV

NPV = 77 777.78 − 100 000 = −€22 222.22

उत्तर

NPV = −€22 222.22

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

4.NPV और IRR

उत्तर: r* = 9.163 %

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 = −45 000 − (−40 000) = −5 000
ΔCF1 = 13 500 − 22 500 = −9 000
ΔCF2 = 18 000 − 15 500 = 2 500
ΔCF3 = 24 000 − 9 500 = 14 500

अंतर की IRR

NPVΔ(9%) = 43.98
NPVΔ(10%) = −221.64
r* = 9.163%

उत्तर

r* = 9.163%

जाँच: 9.163% पर दोनों NPV €921.54 हैं।

5.बॉन्ड मूल्य-निर्धारण और प्रतिफल

उत्तर: ΔP = −70.09 €

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।

पुराने प्रतिफल पर कीमत

C = €30.00, i = 0.055, N = 12
€30.00·(1 − 0.526)/0.055 + €1 000·0.526 = €258.56 + €525.98 = €784.54

नए प्रतिफल पर कीमत

C = €30.00, i = 0.065, N = 12
€30.00·(1 − 0.4697)/0.065 + €1 000·0.4697 = €244.76 + €469.68 = €714.44

परिवर्तन

ΔP = 714.44 − 784.54 = −€70.09

उत्तर

ΔP = −€70.09
6.बॉन्ड मूल्य-निर्धारण और प्रतिफल

उत्तर: YTM = 5.965 %

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

€940 = €50·(1 − (1 + y)⁻⁸)/y + €1 000/(1 + y)⁸

संख्यात्मक रूप से हल करें

P(5%) = €1 000.00, P(6%) = €937.90
YTM = 5.965%

उत्तर

YTM = 5.965%
7.CAPM और WACC

उत्तर: WACC = 6.1 %

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, E/V = 0.5, D/V = 0.5

WACC

WACC = 0.5·9% + 0.5·4%·(1 − 0.2) = 6.1%

उत्तर

WACC = 6.1%
8.CAPM और WACC

उत्तर: WACC = 10.23 %

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·€20.00 = €100 000 000
D = 5 000·€1 000 = €5 000 000

इक्विटी की लागत (CAPM)

re = 1.5% + 1.5·6% = 10.5%

भार

V = €105 000 000, E/V = 0.9524, D/V = 0.04762

WACC

WACC = 0.9524·10.5% + 0.04762·6%·(1 − 0.2) = 10.23%

उत्तर

WACC = 10.23%
9.वर्णनात्मक सांख्यिकी

उत्तर: s = 18.75

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 = 149/5 = 29.8

विचलनों के वर्ग

Σ(x − x̄)² = 6.2² + (−11.8)² + (−4.8)² + (−18.8)² + 29.2² = 1407

मानक विचलन

s = √(1407/4) = 18.75

उत्तर

s = 18.75
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 = (425 − 500)/75 = −1

उत्तर

z = −1
11.प्रायिकता

उत्तर: Var(X) = 1.248

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 = 1·0.2 + 2·0.35 + 3·0.15 + 4·0.3 = 2.55

वर्गों का माध्य

E(X²) = 1·0.2 + 4·0.35 + 9·0.15 + 16·0.3 = 7.75

प्रसरण

Var(X) = 7.75 − 2.55² = 1.248

उत्तर

Var(X) = 1.248
12.प्रायिकता

उत्तर: E(G) = 1 €

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: 20 (p = 0.2), 90 (p = 0.05), −10 (p = 0.75)

प्रत्याशित मान

E(G) = 20·0.2 + 90·0.05 − 10·0.75 = 1 €

उत्तर

E(G) = 1 €

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

13.प्रसामान्य बंटन

उत्तर: z = 0.66

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 + 0.4907)/2 = 0.7454

z-सारणी को उलटा पढ़ें

सारणी के भीतर 0.7454 खोजें और z पढ़ें।

z = 0.66

उत्तर

z = 0.66
14.प्रसामान्य बंटन

उत्तर: x = 27.95 min

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) = 0.25 → z = −0.6745

वापस x पर

x = 32 + −0.6745·6 = 27.95 min

उत्तर

x = 27.95 min
15.विश्वास्यता अंतराल

उत्तर: निचली सीमा = 103.9

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 = 19, t = 2.861

त्रुटि सीमा

E = 2.861·16.5/√20 = 10.56

अंतराल

114.5 ± 10.56 → [103.9, 125.1]

उत्तर

निचली सीमा = 103.9
16.विश्वास्यता अंतराल

उत्तर: n = 1194

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 = (1.645·21/1)² = 1193

ऊपर पूर्णांकित करें

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

n = 1194

उत्तर

n = 1194
17.परिकल्पना परीक्षण और विश्वास्यता अंतराल

उत्तर: t = 0.7

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 = 5/√49 = 5/7 = 0.7143

परीक्षण सांख्यिकी

t = (75.5 − 75)/0.7143 = 0.7

उत्तर

t = 0.7
t0.025; df = 48 = 2.011

|t| < 2.011, इसलिए H₀ को 5% स्तर पर अस्वीकार नहीं किया जाता (द्विपक्षीय)।

18.परिकल्पना परीक्षण और विश्वास्यता अंतराल

उत्तर: z = 0.6721

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 = 25/100 = 0.25
p̂₂ = 21/100 = 0.21
p̂ = 46/200 = 0.23

H₀ के अंतर्गत मानक त्रुटि

SE = √(0.23·0.77·(1/100 + 1/100)) = 0.05951

परीक्षण सांख्यिकी

z = (0.25 − 0.21)/0.05951 = 0.6721

उत्तर

z = 0.6721

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

19.रैखिक समाश्रयण और सहसंबंध

उत्तर: r² = 0.968

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 = 105/6 = 17.5

वर्गों और गुणनफलों के योग

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17.5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −38.5
Syy = Σ(y − ȳ)² = 87.5

निर्धारण गुणांक

r² = −38.5²/(17.5·87.5) = 0.968

उत्तर

r² = 0.968

y के विचरण का लगभग 96.8% रेखा द्वारा स्पष्ट होता है।

20.रैखिक समाश्रयण और सहसंबंध

उत्तर: e = −5.4

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 = 106/5 = 21.2

वर्गों और गुणनफलों के योग

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 144

समाश्रयण रेखा

b = 144/40 = 3.6
a = 21.2 − 3.6·6 = −0.4
ŷ = −0.4 + 3.6·x

पूर्वानुमानित मान

ŷ = −0.4 + 3.6·3 = 10.4

अवशिष्ट

e = 5 − 10.4 = −5.4

उत्तर

e = −5.4

बिंदु रेखा के नीचे है।

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