Esercitazione CFA Level I su metodi quantitativi e reddito fisso: pacchetto last-minute

Formulari, i passaggi chiave del metodo per ogni argomento e 20 esercizi, con le soluzioni complete in fondo.

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1Formule e metodi

Valore temporale del denaro

Valore futuro
FV = PV·(1 + i)n
Valore attuale
PV = FV/(1 + i)n
Più periodi all’anno
i = r/m, N = m·n
Rendita, valore attuale
PV = PMT·[1 − (1 + i)−n]/i
Rendita, valore futuro
FV = PMT·[(1 + i)n − 1]/i

Metodo

  1. Disegna una linea temporale con ogni flusso di cassa e la sua scadenza.
  2. Abbina il tasso al periodo: un tasso mensile per pagamenti mensili.
  3. Usa FV = PV·(1 + i)ⁿ per importi singoli e le formule delle rendite per pagamenti costanti.
  4. Controlla il segno e l’ordine di grandezza della risposta.

VAN e TIR

Valore attuale netto
NPV = −C0 + Σ CFt/(1 + r)t
Flussi uguali
NPV = −C0 + CF·[1 − (1 + r)−n]/r
Tasso interno di rendimento
il r per cui NPV = 0
Decisione
accetta se NPV > 0 (o IRR > rendimento richiesto)

Metodo

  1. Elenca tutti i flussi di cassa con il loro anno; l’investimento all’anno 0 è negativo.
  2. Sconta ogni flusso di cassa: CFt/(1 + r)t.
  3. Sommali per ottenere il VAN. Positivo significa che il progetto rende più di r.
  4. Per il TIR, trova per tentativi o per interpolazione il tasso che annulla il VAN.

Prezzo e rendimento delle obbligazioni

Prezzo dell’obbligazione
P = C·(1 − (1 + y)−n)/y + F/(1 + y)n
Cedole semestrali
C/2, y/2 e 2n periodi
Rendimento corrente
C/P
Prezzo e rendimento
rendimento su → prezzo giù

Metodo

  1. Trova la cedola per periodo e il rendimento per periodo.
  2. Prezzo = valore attuale delle cedole (una rendita) + valore attuale del valore nominale.
  3. Per cedole semestrali usa metà cedola, metà rendimento e il doppio dei periodi.
  4. Verifica: se il rendimento è superiore al tasso cedolare, il prezzo è inferiore al valore nominale.

CAPM e WACC

CAPM
re = rf + β·(rm − rf)
WACC
E/V·re + D/V·rd·(1 − T)
Valore dell’impresa
V = E + D

Statistica descrittiva

Media
x̄ = Σx/n
Deviazione standard campionaria
s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
Mediana
valore centrale dei dati ordinati
Punteggio z
z = (x − μ)/σ
Distribuzione normale
68% entro ±1σ, 95% entro ±2σ

Probabilità

Complementare
P(not A) = 1 − P(A)
Regola della somma
P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B)
Eventi indipendenti
P(A ∩ B) = P(A)·P(B)
Probabilità condizionata
P(A|B) = P(A ∩ B)/P(B)
Binomiale
P(X = k) = C(n,k)·pk(1 − p)n−k

Distribuzione normale

Punteggio z
z = (x − μ)/σ
Sotto x
P(X < x) = Φ(z)
Sopra x
P(X > x) = 1 − Φ(z)
Tra due valori
Φ(z2) − Φ(z1)
Percentile
x = μ + z·σ

Metodo

  1. Converti il valore in un punteggio z: z = (x − μ)/σ.
  2. Cerca Φ(z), l’area a sinistra di z.
  3. Per l’area a destra usa 1 − Φ(z); per un intervallo sottrai le due aree a sinistra.
  4. Per un percentile procedi a ritroso: trova z per l’area, poi x = μ + z·σ.

Intervalli di confidenza

σ nota
x̄ ± z·σ/√n
σ incognita
x̄ ± t·s/√n, df = n − 1
z critico
90%: 1,645, 95%: 1,96, 99%: 2,576
Numerosità campionaria
n = (z·σ/E)², rounded up

Metodo

  1. Scegli tra z (σ della popolazione nota) e t (solo la s del campione, con n − 1 gradi di libertà).
  2. Trova il valore critico per il livello di confidenza.
  3. Margine di errore: E = valore critico × deviazione standard/√n.
  4. Intervallo: x̄ ± E.

Test d'ipotesi e intervalli di confidenza

Test z per una media
z = (x̄ − μ0)/(σ/√n)
Test t per una media
t = (x̄ − μ0)/(s/√n), df = n − 1
Bilaterale al 5%
rifiuta H0 se |z| > 1,96
Intervallo di confidenza
x̄ ± z·σ/√n

Metodo

  1. Formula H₀ e H₁ e stabilisci se il test è unilaterale o bilaterale.
  2. Calcola la statistica test: (x̄ − μ₀)/(σ/√n), oppure con s e t.
  3. Confrontala con il valore critico, oppure trova il p-value.
  4. Rifiuta H₀ se la statistica supera il valore critico (p inferiore ad α) ed esprimi la conclusione a parole.

Regressione lineare e correlazione

Somme dei quadrati
Sxx = Σ(x − x̄)² = Σx² − (Σx)²/n, Sxy = Σxy − ΣxΣy/n
Pendenza
b = Sxy/Sxx
Intercetta
a = ȳ − b·x̄
Correlazione
r = Sxy/√(SxxSyy)
Residuo
e = y − ŷ

2Esercizi

1.Valore temporale del denaroMedia
periodi01211 + EAR = ?18% / 2

Una carta di credito applica un tasso nominale annuo del 18%, capitalizzato semestralmente. Trova il tasso annuo effettivo EAR in percentuale.

r = 18%m = 2
EAR = %
2.Valore temporale del denaroDifficile
mesi0123…72€30 000AAAA7,2% / 12, I = ?

Un prestito di €30 000 viene rimborsato con rate mensili costanti in 6 anni al 7,2% annuo, capitalizzato mensilmente. Quanti interessi I si pagano in totale sull’intera durata del prestito?

P = €30 0007,2% / 12N = 72
I = €
3.VAN e TIRMedia
anni0123−30 0009 00010 0009 000

Un investimento di €30 000 genera questi flussi alla fine degli anni da 1 a 3: €9 000, €10 000, €9 000. Il costo del capitale è del 6 %. Trova il valore attuale netto NPV.

r = 6%CF0 = −30 000CF1 = 9 000CF2 = 10 000CF3 = 9 000
NPV = €
4.VAN e TIRDifficile
anni0123−25 00015 00012 0009 500

Un progetto costa €25 000 e restituisce €15 000, €12 000, €9 500 alla fine degli anni da 1 a 3. Trova il suo tasso interno di rendimento IRR in percentuale.

CF0 = −25 000CF1 = 15 000CF2 = 12 000CF3 = 9 500
IRR = %
5.Prezzo e rendimento delle obbligazioniMedia
semestri0123…10€35€35€35 + €1 000P = ?

Un’obbligazione con valore nominale €1 000 paga una cedola annua del 7% in due rate semestrali e scade tra 5 anni. Il rendimento a scadenza è del 5% annuo. Trova il prezzo P dell’obbligazione.

F = €1 000cedola = 7%YTM = 5%n = 5
P = €
6.Prezzo e rendimento delle obbligazioniDifficile
anni0123…8€910€60€60 + €1 000

Un’obbligazione con valore nominale €1 000 e cedola annua del 6% scade tra 8 anni e quota €910. Trova il suo rendimento a scadenza YTM in percentuale.

F = €1 000cedola = 6%n = 8P = €910
YTM = %
7.CAPM e WACCMedia
WACC = ?capitale proprioEre​ = 10%debitoD = 0,75·Erd​ = 3,5%T = 25,8%

Un’azienda ha un rapporto debito/capitale proprio (a valori di mercato) di 0,75. Il suo costo del capitale proprio è del 10%, il costo del debito al lordo delle imposte è del 3,5% e l’aliquota fiscale è del 25,8%. Trova il WACC.

D/E = 0,75re = 10%rd = 3,5%T = 25,8%
WACC = %
8.CAPM e WACCDifficile
WACC = ?capitale proprio2 000 000 × €39,50D0​ = €1,80g = 4%debito€39 500 000rd​ = 4,5%T = 25,8%

Un’azienda ha 2 000 000 azioni quotate €39,50; il valore contabile del suo capitale proprio è €39 500 000. Ha appena pagato un dividendo di €1,80 per azione, e i dividendi crescono del 4% all’anno. Il suo debito ha un valore di mercato di €39 500 000 e un costo al lordo delle imposte del 4,5%. L’aliquota fiscale è del 25,8%. Trova il WACC, usando il modello di crescita dei dividendi per il costo del capitale proprio.

N = 2 000 000P0 = €39,50capitale proprio contabile = €39 500 000D0 = €1,80g = 4%D = €39 500 000rd = 4,5%T = 25,8%
WACC = %
9.Statistica descrittivaMedia
424446485052545658

Trova la deviazione standard campionaria s dei dati: 55, 59, 43, 41, 41.

n = 5
s =
10.Statistica descrittivaDifficile
z −2−1012

I voti di un esame hanno distribuzione normale con media 50 e deviazione standard 5. Trova il punteggio z z di un voto pari a 56,25.

μ = 50σ = 5x = 56,25
z =
11.ProbabilitàMedia
xp(x)00,210,3520,230,140,15μ = 1,65

Per la distribuzione mostrata, trova la deviazione standard σ di X.

x: 0, 1, 2, 3, 4p(x): 0,2, 0,35, 0,2, 0,1, 0,15
σ =
12.ProbabilitàDifficile
xp(x)00,1520,240,360,35μ

X ha la distribuzione mostrata e Y = 0,5X + 20. Trova la deviazione standard σY di Y.

x: 0, 2, 4, 6p(x): 0,15, 0,2, 0,3, 0,35Y = 0,5X + 20
σY =
13.Distribuzione normaleMedia
425 kg411,6 kgT = X₁ + … + X₅?

Le masse di passeggeri con bagaglio sono indipendenti e normali con media 85 kg e deviazione standard 12 kg. Trova la probabilità P che la massa totale di 5 di essi superi 411,6 kg. Arrotonda z a due decimali.

μ = 85 kgσ = 12 kgn = 5> 411,6 kg
P =
14.Distribuzione normaleDifficile
557085100115130145puntiin basso 30%

I valori di i punteggi del QI sono distribuiti normalmente con media 100 punti e deviazione standard 15 punti. Trascina la soglia in modo che il 30% più basso ombreggiato stia alla sua sinistra. Trova la soglia x.

μ = 100 puntiσ = 15 punti30%
x = punti
15.Intervalli di confidenzaMedia
μ₁ − μ₂0L = ?Ux̄₁ − x̄₂E90%

Si confronta la durata della batteria di due modelli di telefono. Modello 1: 50 telefoni, media 74,5 h, deviazione standard nota 5 h. Modello 2: 50 telefoni, media 65 h, deviazione standard nota 5 h. Trova il limite inferiore dell’intervallo di confidenza al 90% per μ₁ − μ₂.

n₁ = 50x̄₁ = 74,5 hσ₁ = 5 hn₂ = 50x̄₂ = 65 hσ₂ = 5 h90%
limite inferiore = h
16.Intervalli di confidenzaDifficile
μ₁ − μ₂, t(12) = 1,7820LUx̄₁ − x̄₂E = ?90%

Si provano due fertilizzanti. Gruppo di parcelle 1: 6 parcelle, resa media 59 kg, deviazione standard 3 kg. Gruppo di parcelle 2: 8 parcelle, media 56,5 kg, deviazione standard 4,5 kg. Supponi varianze uguali (t combinato, df = n₁ + n₂ − 2). Trova il margine di errore E dell’intervallo di confidenza al 90% per μ₁ − μ₂.

n₁ = 6x̄₁ = 59s₁ = 3n₂ = 8x̄₂ = 56,5s₂ = 4,590%t(12) = 1,782
E = kg
17.Test d'ipotesi e intervalli di confidenzaMedia
t −2,13102,131

Un campione di 16 studenti ha un punteggio medio di 56,38 e una deviazione standard campionaria di 15. Trova la statistica test t per H₀: μ = 50.

μ₀ = 50x̄ = 56,38s = 15n = 16
t =
18.Test d'ipotesi e intervalli di confidenzaDifficile
μ₀x̄c

Un test z unilaterale di H₀: μ = 500 contro H₁: μ > 500 viene eseguito con α = 0,10 su un campione di 100; la deviazione standard è nota e vale 25. In realtà la media è 505,25. Trova la probabilità di un errore di secondo tipo β in percentuale.

μ₀ = 500μ = 505,25σ = 25n = 100α = 0,10
β = %
19.Regressione lineare e correlazioneMedia
xy23844364985110641264xy510405060

La tabella riporta 6 osservazioni appaiate di x = spesa pubblicitaria in k€ e y = vendite in k€. Trova il coefficiente di determinazione r² della retta dei minimi quadrati.

n = 6
r² =
20.Regressione lineare e correlazioneDifficile
xy2541061682210271231xy510102030ŷ = 24

La tabella riporta 6 osservazioni appaiate di x = carico in kN e y = allungamento in mm. Usa la retta dei minimi quadrati ŷ = a + b·x. Per quale valore x la retta prevede ŷ = 24?

n = 6ŷ = 24
x =

3Soluzioni

1.Valore temporale del denaro

Risposta: EAR = 18,81 %

Valore temporale del denaro: il denaro di oggi vale più della stessa somma in futuro, perché può fruttare interessi. Con un tasso i per periodo, un importo cresce a FV = PV·(1 + i)n. Una serie di pagamenti uguali (una rendita) si valuta sommando ogni pagamento, da cui le formule delle rendite.

Tasso per periodo

r/m = 0,18/2 = 0,09

Capitalizza su un anno

EAR = (1 + 0,09)2 − 1 = 1,188 − 1 = 18,81%

Risposta

EAR = 18,81%

Il tasso annuo effettivo è sempre superiore al tasso nominale quando gli interessi vengono capitalizzati più di una volta all’anno.

2.Valore temporale del denaro

Risposta: I = 7034 €

Valore temporale del denaro: il denaro di oggi vale più della stessa somma in futuro, perché può fruttare interessi. Con un tasso i per periodo, un importo cresce a FV = PV·(1 + i)n. Una serie di pagamenti uguali (una rendita) si valuta sommando ogni pagamento, da cui le formule delle rendite.

Rata mensile

i = 0,006, N = 72
A = 30 000·0,006/(1 − (1 + 0,006)−72) = €514,36

Interessi totali

I = N·A − P = 72·514,4 − 30 000 = €7 033,64

Risposta

I = €7 033,64
3.VAN e TIR

Risposta: NPV = −5053 €

Valore attuale netto: attualizza ogni flusso di cassa a oggi con il rendimento richiesto r, poi sommali: NPV = Σ CFₜ/(1 + r)ᵗ. Un progetto con NPV > 0 rende più di r e crea valore. Il tasso interno di rendimento (TIR) è il tasso per cui NPV = 0.

Valore attuale di ogni flusso

CF0 = −30 000
CF1/(1 + 0,06)1 = 9 000/1,06 = 8 490,57
CF2/(1 + 0,06)2 = 10 000/1,124 = 8 899,96
CF3/(1 + 0,06)3 = 9 000/1,191 = 7 556,57

Sommali

NPV = €−5 052,90

Risposta

NPV = €−5 052,90

Il VAN è negativo, quindi il progetto rende meno del rendimento richiesto.

4.VAN e TIR

Risposta: IRR = 23,66 %

Valore attuale netto: attualizza ogni flusso di cassa a oggi con il rendimento richiesto r, poi sommali: NPV = Σ CFₜ/(1 + r)ᵗ. Un progetto con NPV > 0 rende più di r e crea valore. Il tasso interno di rendimento (TIR) è il tasso per cui NPV = 0.

Delimitare il TIR

Il VAN scende quando il tasso sale, quindi il TIR sta tra un tasso con VAN positivo e uno con VAN negativo.

NPV(20%) = 1 331,02
NPV(25%) = −456,00

Restringere

L'interpolazione lineare dà una prima stima; ripeterla (o usare la funzione TIR di una calcolatrice) dà il tasso esatto.

IRR ≈ 20 + 5·1 331,02/(1 331,02 − (−456,00)) = 23,72%
esatto: NPV(23,66%) = 0 → IRR = 23,66%

Risposta

IRR = 23,66%
5.Prezzo e rendimento delle obbligazioni

Risposta: P = 1088 €

Prezzo di un’obbligazione: il prezzo di un’obbligazione è il valore attuale dei suoi flussi di cassa, scontati al rendimento a scadenza (YTM): le cedole formano una rendita e il valore nominale viene rimborsato alla scadenza. P = C·(1 − (1 + y)⁻ⁿ)/y + F/(1 + y)ⁿ. Quando il rendimento è superiore al tasso cedolare l’obbligazione quota sotto la pari, e viceversa.

Per periodo

C = €35,00, i = 0,025, N = 10

Valore attuale delle cedole

€35,00·(1 − 0,7812)/0,025 = €306,32

Valore attuale del valore nominale

€1 000·0,7812 = €781,20

Prezzo

P = €1 087,52

Risposta

P = €1 087,52

Il rendimento è inferiore al tasso cedolare, quindi l’obbligazione quota sopra la pari (a premio).

6.Prezzo e rendimento delle obbligazioni

Risposta: YTM = 7,539 %

Prezzo di un’obbligazione: il prezzo di un’obbligazione è il valore attuale dei suoi flussi di cassa, scontati al rendimento a scadenza (YTM): le cedole formano una rendita e il valore nominale viene rimborsato alla scadenza. P = C·(1 − (1 + y)⁻ⁿ)/y + F/(1 + y)ⁿ. Quando il rendimento è superiore al tasso cedolare l’obbligazione quota sotto la pari, e viceversa.

Equazione del rendimento

€910 = €60·(1 − (1 + y)⁻⁸)/y + €1 000/(1 + y)⁸

Risolvi numericamente

P(7%) = €940,29, P(8%) = €885,07
YTM = 7,539%

Risposta

YTM = 7,539%
7.CAPM e WACC

Risposta: WACC = 6,827 %

Costo del capitale: il CAPM dà il rendimento richiesto dagli azionisti: re = rf + β·(rm − rf). Il costo medio ponderato del capitale combina capitale proprio e debito in base ai loro valori di mercato: WACC = E/V·re + D/V·rd·(1 − T), con V = E + D. Gli interessi sono fiscalmente deducibili, da qui il fattore (1 − T).

Pesi da D/E

E/V = 1/(1 + 0,75) = 0,5714
D/V = 0,75/(1 + 0,75) = 0,4286

WACC

WACC = 0,5714·10% + 0,4286·3,5%·(1 − 0,258) = 6,827%

Risposta

WACC = 6,827%
8.CAPM e WACC

Risposta: WACC = 6,939 %

Costo del capitale: il CAPM dà il rendimento richiesto dagli azionisti: re = rf + β·(rm − rf). Il costo medio ponderato del capitale combina capitale proprio e debito in base ai loro valori di mercato: WACC = E/V·re + D/V·rd·(1 − T), con V = E + D. Gli interessi sono fiscalmente deducibili, da qui il fattore (1 − T).

Costo del capitale proprio

D1 = 1,8·1,04 = €1,87
re = 1,872/39,5 + 0,04 = 8,739%

Valori di mercato

E = 2 000 000·€39,50 = €79 000 000
V = €118 500 000, E/V = 0,6667, D/V = 0,3333

WACC

WACC = 0,6667·8,739% + 0,3333·4,5%·(1 − 0,258) = 6,939%

Risposta

WACC = 6,939%
9.Statistica descrittiva

Risposta: s = 8,556

Statistica descrittiva: la media è la somma divisa per n; la mediana è il valore centrale dei dati ordinati (la media dei due centrali se n è pari). La deviazione standard campionaria è s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Un punteggio z = (x − μ)/σ dice a quante deviazioni standard dalla media si trova un valore.

Media

x̄ = 239/5 = 47,8

Scarti al quadrato

Σ(x − x̄)² = 7,2² + 11,2² + (−4,8)² + (−6,8)² + (−6,8)² = 292,8

Deviazione standard

s = √(292,8/4) = 8,556

Risposta

s = 8,556
10.Statistica descrittiva

Risposta: z = 1,25

Statistica descrittiva: la media è la somma divisa per n; la mediana è il valore centrale dei dati ordinati (la media dei due centrali se n è pari). La deviazione standard campionaria è s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Un punteggio z = (x − μ)/σ dice a quante deviazioni standard dalla media si trova un valore.

Standardizza

z = (56,25 − 50)/5 = 1,25

Risposta

z = 1,25
11.Probabilità

Risposta: σ = 1,314

Variabili aleatorie discrete: una distribuzione di probabilità elenca ogni valore x che una variabile può assumere con la sua probabilità p(x); le probabilità sono comprese tra 0 e 1 e sommano a 1. Il valore atteso (media) è E(X) = Σx·p(x), la media a lungo termine. La varianza è Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ², e la deviazione standard è σ = √Var(X). Per una trasformazione lineare Y = aX + b: E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X) e σY = |a|·σX; aggiungere una costante non cambia la dispersione.

Media

μ = 0·0,2 + 1·0,35 + 2·0,2 + 3·0,1 + 4·0,15 = 1,65

Media dei quadrati

E(X²) = 0·0,2 + 1·0,35 + 4·0,2 + 9·0,1 + 16·0,15 = 4,45

Varianza

Var(X) = 4,45 − 1,65² = 1,727
σ = √1,727 = 1,314

Risposta

σ = 1,314
12.Probabilità

Risposta: σY = 1,062

Variabili aleatorie discrete: una distribuzione di probabilità elenca ogni valore x che una variabile può assumere con la sua probabilità p(x); le probabilità sono comprese tra 0 e 1 e sommano a 1. Il valore atteso (media) è E(X) = Σx·p(x), la media a lungo termine. La varianza è Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ², e la deviazione standard è σ = √Var(X). Per una trasformazione lineare Y = aX + b: E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X) e σY = |a|·σX; aggiungere una costante non cambia la dispersione.

Dispersione di X

μ = 3,7, Var(X) = 4,51, σX = 2,124

Trasformazione lineare

σY = |0,5|·2,124 = 1,062

Risposta

σY = 1,062

La media invece si sposta: E(Y) = 0,5·3,7 + 20 = 21,85.

13.Distribuzione normale

Risposta: P = 0,6915

Somme e differenze di variabili normali: se X e Y sono indipendenti e normali, anche X + Y e X − Y sono normali. Le medie si sommano o si sottraggono: E(X ± Y) = μX ± μY. Le varianze si sommano sempre, anche per una differenza: Var(X ± Y) = σX² + σY², quindi σ = √(σX² + σY²). Le deviazioni standard non si sommano mai direttamente. Il totale di n elementi indipendenti con la stessa distribuzione ha media n·μ e deviazione standard σ·√n. Poi standardizza come al solito: z = (x − media)/σ e leggi Φ(z).

Distribuzione del totale

μT = 425 kg, σT = 12·√5 = 26,83 kg

Standardizza

z = (411,6 − 425)/26,83 = −0,5

Probabilità

P = 1 − Φ(−0,5) = 0,6915

Risposta

P = 0,6915
14.Distribuzione normale

Risposta: x = 92,2 punti

Da un’area a z: Φ(z) è l’area a sinistra di z. Per un’area di coda sinistra A, trova z con Φ(z) = A nella tabella. Un’area di coda destra A significa Φ(z) = 1 − A. Un’area centrale A tra −z e z lascia (1 − A)/2 in ciascuna coda, quindi Φ(z) = (1 + A)/2. Per un valore x, usa x = μ + zσ.

Area a sinistra

Φ(z) = 0,3

z dalla tabella

z ≈ −0,52

Di nuovo nelle unità originali

x = 100 − 0,52·15 = 92,2 punti

Risposta

x = 92,2 punti
15.Intervalli di confidenza

Risposta: limite inferiore = 7,855 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.

Stima puntuale

x̄₁ − x̄₂ = 74,5 − 65 = 9,5

Errore standard

SE = √(5²/50 + 5²/50) = 1

Margine di errore

E = 1,645·1 = 1,645

Intervallo

9,5 ± 1,645 → [7,855, 11,14]

Risposta

limite inferiore = 7,855 h

L’intervallo non contiene 0, quindi le medie differiscono in modo significativo.

16.Intervalli di confidenza

Risposta: E = 3,797 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.

Deviazione standard combinata

sp² = (5·3² + 7·4,5²)/12 = 15,56
sp = 3,945

Margine di errore

E = 1,782·3,945·√(1/6 + 1/8) = 3,797

Risposta

E = 3,797 kg
17.Test d'ipotesi e intervalli di confidenza

Risposta: t = 1,701

Test su una media: la statistica test misura a quanti errori standard la media campionaria si trova dal valore dichiarato in H₀: z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n) se σ è nota, t = (x̄ − μ₀)/(s/√n) se viene stimata dal campione. Un intervallo di confidenza è x̄ ± (valore critico)·(errore standard).

Errore standard

SE = 15/√16 = 15/4 = 3,75

Statistica test

t = (56,38 − 50)/3,75 = 1,701

Risposta

t = 1,701
t0,025; df = 15 = 2,131

|t| < 2.131, quindi H₀ non viene rifiutata al livello del 5% (bilaterale).

18.Test d'ipotesi e intervalli di confidenza

Risposta: β = 20,67 %

Potenza di un test: la potenza = 1 − β è la probabilità di rifiutare H₀ quando è falsa. Trova la soglia x̄c da μ₀ e z_α, poi calcola la probabilità di cadere oltre x̄c usando la media vera: z = (x̄c − μ)/(σ/√n).

Media campionaria critica

SE = 25/√100 = 2,5
x̄c = 500 + 1,282·2,5 = 503,2

z sotto la media vera

z = (503,2 − 505,25)/2,5 = −0,818

Errore di secondo tipo

potenza = P(Z > −0,818) = 79,33%
β = 100% − 79,33% = 20,67%

Risposta

β = 20,67%
19.Regressione lineare e correlazione

Risposta: r² = 0,9472

Regressione ai minimi quadrati: con x̄ e ȳ le medie, Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)² e Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ), la retta ŷ = a + b·x ha pendenza b = Sxy/Sxx e intercetta a = ȳ − b·x̄, quindi passa sempre per (x̄, ȳ). Il coefficiente di correlazione di Pearson r = Sxy/√(Sxx·Syy) è compreso tra −1 e 1; r² è la frazione della variabilità di y spiegata dalla retta.

Medie

x̄ = 42/6 = 7
ȳ = 309/6 = 51,5

Somme dei quadrati e dei prodotti

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 195
Syy = Σ(y − ȳ)² = 573,5

Coefficiente di determinazione

r² = 195²/(70·573,5) = 0,9472

Risposta

r² = 0,9472

Circa il 94,72% della variabilità di y è spiegato dalla retta.

20.Regressione lineare e correlazione

Risposta: x = 9,059

Regressione ai minimi quadrati: con x̄ e ȳ le medie, Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)² e Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ), la retta ŷ = a + b·x ha pendenza b = Sxy/Sxx e intercetta a = ȳ − b·x̄, quindi passa sempre per (x̄, ȳ). Il coefficiente di correlazione di Pearson r = Sxy/√(Sxx·Syy) è compreso tra −1 e 1; r² è la frazione della variabilità di y spiegata dalla retta.

Medie

x̄ = 42/6 = 7
ȳ = 111/6 = 18,5

Somme dei quadrati e dei prodotti

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 187

Retta di regressione

b = 187/70 = 2,671
a = 18,5 − 2,671·7 = −0,2
ŷ = −0,2 + 2,671·x

Risolvi per x

x = (24 − (−0,2))/2,671 = 9,059

Risposta

x = 9,059

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