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
anni0123456PV = ?€15 000

Ti servono €15 000 tra 6 anni. Un conto rende il 3 % annuo, capitalizzato trimestralmente. Quanto devi versare oggi? Trova il valore attuale PV.

FV = €15 0003% / 4n = 6
PV = €
2.Valore temporale del denaroDifficile
mesi0123…108€100€100€100FV = ?

Risparmi €100 alla fine di ogni mese per 9 anni. Il conto rende il 6 % annuo, capitalizzato mensilmente. Quanto hai risparmiato alla fine? Trova FV.

A = €1006% / 12N = 108
FV = €
3.VAN e TIRMedia
anni01234−75 00035 00033 00027 00029 000

Un investimento di €75 000 genera questi flussi alla fine degli anni da 1 a 4: €35 000, €33 000, €27 000, €29 000. Il costo del capitale è del 10 %. Trova il valore attuale netto NPV.

r = 10%CF0 = −75 000CF1 = 35 000CF2 = 33 000CF3 = 27 000CF4 = 29 000
NPV = €
4.VAN e TIRDifficile
anni012−40 00026 50023 000

Un progetto costa €40 000 e restituisce €26 500, €23 000 alla fine degli anni da 1 a 2. Trova il suo tasso interno di rendimento IRR in percentuale.

CF0 = −40 000CF1 = 26 500CF2 = 23 000
IRR = %
5.Prezzo e rendimento delle obbligazioniMedia

Acquisti un’obbligazione con 7 anni alla scadenza (valore nominale €1 000, cedola annua 2%) quando il suo rendimento a scadenza è del 3,5%. Un anno dopo, subito dopo aver incassato la prima cedola, la vendi quando il rendimento a scadenza è del 4,5%. Trova il tuo rendimento del periodo di detenzione HPR in percentuale.

F = €1 000cedola = 2%n = 7y0 = 3,5%y1 = 4,5%
HPR = %
6.Prezzo e rendimento delle obbligazioniDifficile
anni01234567€925€70€70 + €1 000

Un’obbligazione con valore nominale €1 000 e cedola annua del 7% scade tra 7 anni e quota €925. Trova il suo rendimento a scadenza YTM in percentuale.

F = €1 000cedola = 7%n = 7P = €925
YTM = %
7.CAPM e WACCMedia
WACC = ?capitale proprioEre​ = 14%debitoD = 1·Erd​ = 3,5%T = 30%

Un’azienda ha un rapporto debito/capitale proprio (a valori di mercato) di 1. Il suo costo del capitale proprio è del 14%, il costo del debito al lordo delle imposte è del 3,5% e l’aliquota fiscale è del 30%. Trova il WACC.

D/E = 1re = 14%rd = 3,5%T = 30%
WACC = %
8.CAPM e WACCDifficile
WACC = ?capitale proprio5 000 000 × €36,50β = 0,8rf​ = 1,5%, rm​ = 5,5%debito20 000 × €1 000rd​ = 6%T = 25%

Un’azienda ha 5 000 000 azioni da €36,50 ciascuna e 20 000 obbligazioni quotate €1 000 ciascuna. Il costo del debito al lordo delle imposte è del 6% e l’aliquota fiscale è del 25%. Il beta dell’azione è 0,8, il tasso privo di rischio è del 1,5% e il rendimento di mercato è del 5,5%. Trova il WACC.

β = 0,8rf = 1,5%rm = 5,5%rd = 6%T = 25%
WACC = %
9.Statistica descrittivaMedia
15202530354045505560

Trova la deviazione standard campionaria s dei dati: 33, 20, 11, 21, 60, 56.

n = 6
s =
10.Statistica descrittivaDifficile
z −2−1012

I voti di un esame hanno distribuzione normale con media 100 e deviazione standard 20. Trova il punteggio z z di un voto pari a 84.

μ = 100σ = 20x = 84
z =
11.ProbabilitàMedia
P(almeno un sei) = ??1?2?3?4?5?6P(sei) = 1/6 a ogni lancio

Si lancia un dado equo 6 volte. Qual è la probabilità P di ottenere almeno un sei?

n = 6
P =
12.ProbabilitàDifficile
n = 8, p = 0,5: P(X = 5) = ?k012345678

Un test ha 8 domande a risposta multipla. Una studentessa che tira a indovinare risponde correttamente a ciascuna con probabilità 0,5, in modo indipendente. Qual è la probabilità P di avere esattamente 5 risposte corrette?

n = 8p = 0,5k = 5
P =
13.Distribuzione normaleMedia
242,25254P = ?

Supponi che i pesi dei sacchetti abbiano una distribuzione normale con media 250 g e deviazione standard 5 g. Quale frazione è compresa tra 242,25 e 254 g? Dai P come numero decimale.

μ = 250σ = 5x1 = 242,25x2 = 254
P =
14.Distribuzione normaleDifficile
0,04 mm0D − d?

I diametri D dei fori sono normali con media 25,04 mm e deviazione standard 0,015 mm. I diametri d degli alberi sono indipendenti e normali con media 25 mm e deviazione standard 0,01 mm. Un albero scelto a caso si accoppia quando D − d > 0. Trova la probabilità P che si accoppi. Arrotonda z a due decimali.

foro: μ = 25,04 mm, σ = 0,015 mmalbero: μ = 25 mm, σ = 0,01 mm
P =
15.Intervalli di confidenzaMedia
n = 13, s = 19L = ?Ux̄ = 69E99%

Un campione di 13 elementi ha media 69 e deviazione standard s = 19. La popolazione è approssimativamente normale. Trova il limite inferiore dell’intervallo di confidenza al 99 % per la media.

n = 13x̄ = 69s = 1999%t(12) = 3,055
limite inferiore =
16.Intervalli di confidenzaDifficile
σ = 32, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 590%

La deviazione standard della popolazione è 32. Quanto deve essere grande il campione n perché un intervallo di confidenza al 90 % per la media abbia un margine di errore non superiore a 5?

σ = 32E = 590%
n =
17.Test d'ipotesi e intervalli di confidenzaMedia
t −2,13102,131

Un campione di 16 studenti ha un punteggio medio di 122,4 e una deviazione standard campionaria di 4. Trova la statistica test t per H₀: μ = 120.

μ₀ = 120x̄ = 122,4s = 4n = 16
t =
18.Test d'ipotesi e intervalli di confidenzaDifficile
μ₀x̄c

Un test z unilaterale di H₀: μ = 200 contro H₁: μ < 200 viene eseguito con α = 0.05 su un campione di 25; la deviazione standard è nota e vale 7.5. In realtà la media è 197. Trova la potenza 1 − β del test in percentuale.

μ₀ = 200μ = 197σ = 7,5n = 25α = 0,05
1 − β = %
19.Regressione lineare e correlazioneMedia
xy258463673894109712118xy5106080100120

La tabella riporta 6 osservazioni appaiate di x = ore di studio e y = voto all’esame. Trova il coefficiente di determinazione r² della retta dei minimi quadrati.

n = 6
r² =
20.Regressione lineare e correlazioneDifficile
xy177120912393261152913032146xy202530100150x = 21,5

La tabella riporta 6 osservazioni appaiate di x = temperatura in °C e y = gelati venduti. Usa la retta dei minimi quadrati ŷ = a + b·x. Si effettua una nuova osservazione (21,5, 97). Trova il suo residuo e = y − ŷ.

n = 6(21,5, 97)
e =

3Soluzioni

1.Valore temporale del denaro

Risposta: PV = 12537 €

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 e numero di periodi

i = 0,03/4 = 0,0075
N = 4·6 = 24

Valore attuale

PV = FV/(1 + i)N = 15 000/1,196 = €12 537,47

Risposta

PV = €12 537,47
2.Valore temporale del denaro

Risposta: FV = 14274 €

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 mensile e numero di versamenti

i = 0,06/12 = 0,005
N = 12·9 = 108

Valore futuro dei versamenti

FV = A·((1 + i)N − 1)/i = 100·(1,714 − 1)/0,005 = €14 273,99

Risposta

FV = €14 273,99

Tu hai versato €10 800; il resto sono interessi.

3.VAN e TIR

Risposta: NPV = 24184 €

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 = −75 000
CF1/(1 + 0,1)1 = 35 000/1,1 = 31 818,18
CF2/(1 + 0,1)2 = 33 000/1,21 = 27 272,73
CF3/(1 + 0,1)3 = 27 000/1,331 = 20 285,50
CF4/(1 + 0,1)4 = 29 000/1,464 = 19 807,39

Sommali

NPV = €24 183,80

Risposta

NPV = €24 183,80

Il VAN è positivo, quindi il progetto rende più del rendimento richiesto.

4.VAN e TIR

Risposta: IRR = 15,87 %

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(15%) = 434,78
NPV(20%) = −1 944,44

Restringere

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

IRR ≈ 15 + 5·434,78/(434,78 − (−1 944,44)) = 15,91%
esatto: NPV(15,87%) = 0 → IRR = 15,87%

Risposta

IRR = 15,87%
5.Prezzo e rendimento delle obbligazioni

Risposta: HPR = −1,897 %

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.

Prezzo di acquisto

C = €20,00, i = 0,035, N = 7
€20,00·(1 − 0,786)/0,035 + €1 000·0,786 = €122,29 + €785,99 = €908,28

Prezzo di vendita

C = €20,00, i = 0,045, N = 6
€20,00·(1 − 0,7679)/0,045 + €1 000·0,7679 = €103,16 + €767,90 = €871,05

Rendimento del periodo di detenzione

HPR = (20 + 871,05 − 908,28)/908,28 = −1,897%

Risposta

HPR = −1,897%
6.Prezzo e rendimento delle obbligazioni

Risposta: YTM = 8,463 %

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

€925 = €70·(1 − (1 + y)⁻⁷)/y + €1 000/(1 + y)⁷

Risolvi numericamente

P(8%) = €947,94, P(9%) = €899,34
YTM = 8,463%

Risposta

YTM = 8,463%
7.CAPM e WACC

Risposta: WACC = 8,225 %

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 + 1) = 0,5
D/V = 1/(1 + 1) = 0,5

WACC

WACC = 0,5·14% + 0,5·3,5%·(1 − 0,3) = 8,225%

Risposta

WACC = 8,225%
8.CAPM e WACC

Risposta: WACC = 4,68 %

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).

Valori di mercato

E = 5 000 000·€36,50 = €182 500 000
D = 20 000·€1 000 = €20 000 000

Costo del capitale proprio (CAPM)

re = 1,5% + 0,8·4% = 4,7%

Pesi

V = €202 500 000, E/V = 0,9012, D/V = 0,09877

WACC

WACC = 0,9012·4,7% + 0,09877·6%·(1 − 0,25) = 4,68%

Risposta

WACC = 4,68%
9.Statistica descrittiva

Risposta: s = 20,27

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 = 201/6 = 33,5

Scarti al quadrato

Σ(x − x̄)² = (−0,5)² + (−13,5)² + (−22,5)² + (−12,5)² + 26,5² + 22,5² = 2054

Deviazione standard

s = √(2054/5) = 20,27

Risposta

s = 20,27
10.Statistica descrittiva

Risposta: z = −0,8

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 = (84 − 100)/20 = −0,8

Risposta

z = −0,8
11.Probabilità

Risposta: P = 0,6651

Probabilità: con esiti equiprobabili, P(A) = casi favorevoli/casi possibili. Per eventi indipendenti si moltiplica: P(A e B) = P(A)·P(B). Il complementare aiuta spesso: P(almeno uno) = 1 − P(nessuno). Binomiale: in n prove indipendenti con probabilità di successo p, P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.

Complementare

P(nessun sei) = (5/6)6 = 0,3349
P = 1 − 0,3349 = 0,6651

Risposta

P = 0,6651
12.Probabilità

Risposta: P = 0,2188

Probabilità: con esiti equiprobabili, P(A) = casi favorevoli/casi possibili. Per eventi indipendenti si moltiplica: P(A e B) = P(A)·P(B). Il complementare aiuta spesso: P(almeno uno) = 1 − P(nessuno). Binomiale: in n prove indipendenti con probabilità di successo p, P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.

Formula binomiale

P(X = 5) = 56·0,55·0,53 = 56·0,03125·0,125 = 0,2188

Risposta

P = 0,2188
13.Distribuzione normale

Risposta: P = 0,7276

Distribuzione normale: trasforma un valore x in un punteggio z, z = (x − μ)/σ, che indica a quante deviazioni standard dalla media si trova. Una tavola z (o Φ(z)) dà l’area a sinistra di z, cioè P(X < x). L’area a destra è 1 − Φ(z), e l’area tra due valori è la differenza delle loro due aree.

Punteggi z

z₁ = (242,25 − 250)/5 = −1,55
z₂ = (254 − 250)/5 = 0,8

Area compresa

P = Φ(0,8) − Φ(−1,55) = 0,7881 − 0,06057 = 0,7276

Risposta

P = 0,7276
14.Distribuzione normale

Risposta: P = 0,9868

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 della differenza

μ = 25,04 − 25 = 0,04 mm, σ = 0,01803 mm

Standardizza

z = (0 − 0,04)/0,01803 = −2,22

Probabilità

P = 1 − Φ(−2,22) = 0,9868

Risposta

P = 0,9868
15.Intervalli di confidenza

Risposta: limite inferiore = 52,9

Intervallo di confidenza per una media: x̄ ± margine di errore. Con σ della popolazione nota il margine è z·σ/√n; se hai solo la deviazione standard campionaria s, usa t con n − 1 gradi di libertà: t·s/√n. Valori critici: z = 1,645 (90 %), 1,96 (95 %), 2,576 (99 %). Per ottenere un margine pari a E o inferiore serve n ≥ (z·σ/E)², arrotondato per eccesso.

Valore critico

df = n − 1 = 12, t = 3,055

Margine di errore

E = 3,055·19/√13 = 16,1

Intervallo

69 ± 16,1 → [52,9, 85,1]

Risposta

limite inferiore = 52,9
16.Intervalli di confidenza

Risposta: n = 111

Intervallo di confidenza per una media: x̄ ± margine di errore. Con σ della popolazione nota il margine è z·σ/√n; se hai solo la deviazione standard campionaria s, usa t con n − 1 gradi di libertà: t·s/√n. Valori critici: z = 1,645 (90 %), 1,96 (95 %), 2,576 (99 %). Per ottenere un margine pari a E o inferiore serve n ≥ (z·σ/E)², arrotondato per eccesso.

Ricava n

n = (1,645·32/5)² = 110,8

Arrotonda per eccesso

La numerosità campionaria è un numero intero, e arrotondare per difetto renderebbe il margine troppo grande.

n = 111

Risposta

n = 111
17.Test d'ipotesi e intervalli di confidenza

Risposta: t = 2,4

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 = 4/√16 = 4/4 = 1

Statistica test

t = (122,4 − 120)/1 = 2,4

Risposta

t = 2,4
t0,025; df = 15 = 2,131

|t| > 2,131, quindi H₀ viene rifiutata al livello del 5% (bilaterale).

18.Test d'ipotesi e intervalli di confidenza

Risposta: 1 − β = 63,87 %

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 = 7,5/√25 = 1,5
x̄c = 200 − 1,645·1,5 = 197,5

z sotto la media vera

z = (197,5 − 197)/1,5 = 0,355

Potenza

potenza = P(Z < 0.355) = 63.87%
1 − β = 63,87%

Risposta

1 − β = 63,87%
19.Regressione lineare e correlazione

Risposta: r² = 0,9599

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 = 503/6 = 83,83

Somme dei quadrati e dei prodotti

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 423
Syy = Σ(y − ȳ)² = 2663

Coefficiente di determinazione

r² = 423²/(70·2663) = 0,9599

Risposta

r² = 0,9599

Circa il 95,99% della variabilità di y è spiegato dalla retta.

20.Regressione lineare e correlazione

Risposta: e = 4,019

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 = 147/6 = 24,5
ȳ = 646/6 = 107,7

Somme dei quadrati e dei prodotti

Sxx = Σ(x − x̄)² = 157,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 771

Retta di regressione

b = 771/157,5 = 4,895
a = 107,7 − 4,895·24,5 = −12,27
ŷ = −12,27 + 4,895·x

Valore previsto

ŷ = −12,27 + 4,895·21,5 = 92,98

Residuo

e = 97 − 92,98 = 4,019

Risposta

e = 4,019

Il punto si trova sopra la retta.

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