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
anni012PV = ?€25 000

Ti servono €25 000 tra 2 anni. Un conto rende il 4 % annuo, capitalizzato mensilmente. Quanto devi versare oggi? Trova il valore attuale PV.

FV = €25 0004% / 12n = 2
PV = €
2.Valore temporale del denaroDifficile
mesi0123…108A?AA€100 000

Vuoi avere €100 000 tra 9 anni. Risparmi la stessa somma alla fine di ogni mese su un conto che rende il 4,2% annuo, capitalizzato mensilmente. Trova il versamento mensile A.

FV = €100 0004,2% / 12N = 108
A = €
3.VAN e TIRMedia
anni01234−20 0006 0009 0009 0006 000

Un investimento di €20 000 genera questi flussi alla fine degli anni da 1 a 4: €6 000, €9 000, €9 000, €6 000. Il costo del capitale è del 9 %. Trova il valore attuale netto NPV.

r = 9%CF0 = −20 000CF1 = 6 000CF2 = 9 000CF3 = 9 000CF4 = 6 000
NPV = €
4.VAN e TIRDifficile
anni0123−50 00021 00027 50017 500

Un progetto costa €50 000 e rende €21 000, €27 500, €17 500 alla fine degli anni da 1 a 3. I flussi di cassa possono essere reinvestiti al costo del capitale del 10%. Trova il tasso interno di rendimento modificato MIRR in percentuale.

r = 10%CF0 = −50 000CF1 = 21 000CF2 = 27 500CF3 = 17 500
MIRR = %
5.Prezzo e rendimento delle obbligazioniMedia
semestri0123…10€22,50€22,50€22,50 + €1 000P = ?

Un’obbligazione con valore nominale €1 000 paga una cedola annua del 4,5% in due rate semestrali e scade tra 5 anni. Il rendimento a scadenza è del 3% annuo. Trova il prezzo P dell’obbligazione.

F = €1 000cedola = 4,5%YTM = 3%n = 5
P = €
6.Prezzo e rendimento delle obbligazioniDifficile
anni0123456€1 208€70€70€70 + €1 070

Un’obbligazione con 15 anni alla scadenza (valore nominale €1 000, cedola annua 7%) viene venduta a €1 208. L’emittente può rimborsarla anticipatamente tra 6 anni a un prezzo di richiamo di €1 070. Trova il rendimento al richiamo YTC in percentuale.

F = €1 000cedola = 7%P = €1 208prezzo di richiamo = €1 070richiamo tra 6 anni
YTC = %
7.CAPM e WACCMedia
WACC = ?azioni ordinarie€8 000 000re​ = 10%azioni privilegiate€1 500 000rp​ = 6,5%debito€5 000 000rd​ = 3%T = 25%

Un’azienda è finanziata con azioni ordinarie per €8 000 000, azioni privilegiate per €1 500 000 e debito per €5 000 000. Il costo del capitale proprio è del 10%, il costo delle azioni privilegiate del 6,5% e il costo del debito al lordo delle imposte del 3%. L’aliquota fiscale è del 25%. Trova il WACC.

E = €8 000 000Ps = €1 500 000D = €5 000 000re = 10%rp = 6,5%rd = 3%T = 25%
WACC = %
8.CAPM e WACCDifficile
WACC = ?capitale proprio1 000 000 × €35,00β = 0,9rf​ = 2%, rm​ = 8,5%debito10 000 × €960rd​ = 4%T = 25,8%

Un’azienda ha 1 000 000 azioni da €35,00 ciascuna e 10 000 obbligazioni quotate €960 ciascuna. Il costo del debito al lordo delle imposte è del 4% e l’aliquota fiscale è del 25,8%. Il beta dell’azione è 0,9, il tasso privo di rischio è del 2% e il rendimento di mercato è del 8,5%. Trova il WACC.

β = 0,9rf = 2%rm = 8,5%rd = 4%T = 25,8%
WACC = %
9.Statistica descrittivaMedia
202530354045

Trova la deviazione standard campionaria s dei dati: 22, 45, 20, 37, 35, 39, 20.

n = 7
s =
10.Statistica descrittivaDifficile
z −2−1012

Una grandezza ha distribuzione normale con media 100 e deviazione standard 15. Quale proporzione P dei valori è superiore a 85?

μ = 100σ = 15x = 85
P =
11.ProbabilitàMedia
rosse: 3blu: 8

Un sacchetto contiene 3 palline rosse e 8 blu. Ne estrai due senza rimettere la prima. Qual è la probabilità P che siano entrambe rosse?

3 / 8
P =
12.ProbabilitàDifficile
n = 12, p = 0,2: P(X = 1) = ?k0123456789101112

Un test ha 12 domande a risposta multipla. Una studentessa che tira a indovinare risponde correttamente a ciascuna con probabilità 0,2, in modo indipendente. Qual è la probabilità P di avere esattamente 1 risposte corrette?

n = 12p = 0,2k = 1
P =
13.Distribuzione normaleMedia
−3−2−10123zarea ombreggiata tra −z e z = 0,9668

Trascina z in modo che l’area ombreggiata tra −z e z sotto la curva normale standard sia 0,9668. Trova z con due decimali.

A = 0,9668
z =
14.Distribuzione normaleDifficile
4 s0X − Y?

Il tempo sul giro X del corridore A e il tempo sul giro Y del corridore B sono indipendenti e normali: X ha media 52 s e deviazione standard 4 s, Y ha media 48 s e deviazione standard 3 s. Trova la probabilità P che X sia maggiore di Y. Arrotonda z a due decimali.

μX = 52 s, σX = 4 sμY = 48 s, σY = 3 s
P =
15.Intervalli di confidenzaMedia
μ₁ − μ₂0L = ?Ux̄₁ − x̄₂E90%

Si confronta la durata della batteria di due modelli di telefono. Modello 1: 50 telefoni, media 97 h, deviazione standard nota 4 h. Modello 2: 100 telefoni, media 88,5 h, deviazione standard nota 15 h. Trova il limite inferiore dell’intervallo di confidenza al 90% per μ₁ − μ₂.

n₁ = 50x̄₁ = 97 hσ₁ = 4 hn₂ = 100x̄₂ = 88,5 hσ₂ = 15 h90%
limite inferiore = h
16.Intervalli di confidenzaDifficile
n = 25σ = ?Us = 9,595%

I diametri di 25 alberi lavorati alla macchina hanno una deviazione standard campionaria di 9,5 µm. Supponendo che i diametri siano distribuiti normalmente, trova il limite inferiore σ dell’intervallo di confidenza al 95% per la deviazione standard della popolazione. Con df = 24, il 2,5% della distribuzione χ² si trova sotto 12,401 e il 2,5% sopra 39,364.

n = 25s = 9,5 µmχ² = 12,401, 39,364
σ = µm
17.Test d'ipotesi e intervalli di confidenzaMedia
t −2,06402,064

Un campione di 25 studenti ha un punteggio medio di 102,7 e una deviazione standard campionaria di 8. Trova la statistica test t per H₀: μ = 100.

μ₀ = 100x̄ = 102,7s = 8n = 25
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 = 0,01 su un campione di 25; la deviazione standard è nota e vale 10. In realtà la media è 206. Trova la probabilità di un errore di secondo tipo β in percentuale.

μ₀ = 200μ = 206σ = 10n = 25α = 0,01
β = %
19.Regressione lineare e correlazioneMedia
xy250355459570672xy246506070

La tabella riporta 5 osservazioni appaiate di x = ore di studio e y = voto all’esame. Le loro somme sono date. Trova il coefficiente di correlazione di Pearson r a partire da queste somme.

n = 5Σx = 20Σy = 306Σx² = 90Σy² = 19090Σxy = 1283
r =
20.Regressione lineare e correlazioneDifficile
xy124220318418517612xy246152025x = 3,5

La tabella riporta 6 osservazioni appaiate di x = età dell’auto in anni e y = prezzo in k€. Usa la retta dei minimi quadrati ŷ = a + b·x. Prevedi ŷ per x = 3,5.

n = 6x = 3,5
ŷ =

3Soluzioni

1.Valore temporale del denaro

Risposta: PV = 23081 €

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 = 0,04/12 = 0,003333
N = 12·2 = 24

Valore attuale

PV = FV/(1 + i)N = 25 000/1,083 = €23 080,98

Risposta

PV = €23 080,98
2.Valore temporale del denaro

Risposta: A = 763,5 €

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 = 0,042/12 = 0,0035
N = 12·9 = 108

Versamento

A = FV·i/((1 + i)N − 1) = 100 000·0,0035/(1,458 − 1) = €763,53

Risposta

A = €763,53
3.VAN e TIR

Risposta: NPV = 4280 €

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 = −20 000
CF1/(1 + 0,09)1 = 6 000/1,09 = 5 504,59
CF2/(1 + 0,09)2 = 9 000/1,188 = 7 575,12
CF3/(1 + 0,09)3 = 9 000/1,295 = 6 949,65
CF4/(1 + 0,09)4 = 6 000/1,412 = 4 250,55

Sommali

NPV = €4 279,91

Risposta

NPV = €4 279,91

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

4.VAN e TIR

Risposta: MIRR = 13,53 %

TIR modificato: capitalizza ogni entrata fino alla fine del progetto al tasso di reinvestimento (di solito il costo del capitale) per ottenere il valore finale TV. Il MIRR è il tasso che trasforma l’investimento iniziale in TV: MIRR = (TV/C₀)^(1/n) − 1.

Valore finale delle entrate

21 000·1,12 = 25 410,00
27 500·1,11 = 30 250,00
17 500·1,10 = 17 500,00
TV = 73 160,00

MIRR

MIRR = (73 160,00/50 000)1/3 − 1 = 13,53%

Risposta

MIRR = 13,53%
5.Prezzo e rendimento delle obbligazioni

Risposta: P = 1069 €

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 = €22,50, i = 0,015, N = 10

Valore attuale delle cedole

€22,50·(1 − 0,8617)/0,015 = €207,50

Valore attuale del valore nominale

€1 000·0,8617 = €861,67

Prezzo

P = €1 069,17

Risposta

P = €1 069,17

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

6.Prezzo e rendimento delle obbligazioni

Risposta: YTC = 4,076 %

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

1208 = 70·(1 − (1 + y)−6)/y + 1070/(1 + y)6

Risolvi numericamente

y = 4%: €1 212,59
y = 5%: €1 153,75
YTC = 4,076%

Risposta

YTC = 4,076%

Il rendimento a scadenza è del 4,997%. Chi investe in un’obbligazione sopra la pari si aspetta che venga richiamata, quindi il rendimento al richiamo, più basso, è quello più realistico.

7.CAPM e WACC

Risposta: WACC = 6,966 %

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

V = 8 000 000 + 1 500 000 + 5 000 000 = €14 500 000
E/V = 0,5517, Ps/V = 0,1034, D/V = 0,3448

WACC

WACC = 0,5517·10% + 0,1034·6,5% + 0,3448·3%·(1 − 0,25) = 6,966%

Risposta

WACC = 6,966%
8.CAPM e WACC

Risposta: WACC = 6,799 %

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 = 1 000 000·€35,00 = €35 000 000
D = 10 000·€960 = €9 600 000

Costo del capitale proprio (CAPM)

re = 2% + 0,9·6,5% = 7,85%

Pesi

V = €44 600 000, E/V = 0,7848, D/V = 0,2152

WACC

WACC = 0,7848·7,85% + 0,2152·4%·(1 − 0,258) = 6,799%

Risposta

WACC = 6,799%
9.Statistica descrittiva

Risposta: s = 10,29

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 = 218/7 = 31,14

Scarti al quadrato

Σ(x − x̄)² = (−9,143)² + 13,86² + (−11,14)² + 5,857² + 3,857² + 7,857² + (−11,14)² = 634,9

Deviazione standard

s = √(634,9/6) = 10,29

Risposta

s = 10,29
10.Statistica descrittiva

Risposta: P = 0,8413

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 = −1

Tavola della normale standard

Φ(−1) = 0,1587
P = 1 − 0,1587 = 0,8413

Risposta

P = 0,8413
11.Probabilità

Risposta: P = 0,05455

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.

Prima e seconda estrazione

P = 3/11 · 2/10 = 6/110 = 0,05455

Risposta

P = 0,05455
12.Probabilità

Risposta: P = 0,2062

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 = 1) = 12·0,21·0,811 = 12·0,2·0,0859 = 0,2062

Risposta

P = 0,2062
13.Distribuzione normale

Risposta: z = 2,13

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 di z

Φ(z) = (1 + 0,9668)/2 = 0,9834

Leggi la tabella z al contrario

Trova 0,9834 dentro la tabella e leggi z.

z = 2,13

Risposta

z = 2,13
14.Distribuzione normale

Risposta: P = 0,7881

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 = 52 − 48 = 4 s, σ = 5 s

Standardizza

z = (0 − 4)/5 = −0,8

Probabilità

P = 1 − Φ(−0,8) = 0,7881

Risposta

P = 0,7881
15.Intervalli di confidenza

Risposta: limite inferiore = 5,863 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 = 97 − 88,5 = 8,5

Errore standard

SE = √(4²/50 + 15²/100) = 1,603

Margine di errore

E = 1,645·1,603 = 2,637

Intervallo

8,5 ± 2,637 → [5,863, 11,14]

Risposta

limite inferiore = 5,863 h

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

16.Intervalli di confidenza

Risposta: σ = 7,418 µm

Intervallo per una varianza: (n − 1)s²/σ² ha una distribuzione χ² con n − 1 gradi di libertà. L’intervallo al 95% per σ² va da (n − 1)s² diviso il valore χ² superiore (2,5% al di sopra) a (n − 1)s² diviso il valore χ² inferiore (2,5% al di sotto); l’intervallo per σ è la radice quadrata di entrambi i limiti. Non è simmetrico rispetto a s.

Somma dei quadrati

(n − 1)s² = 24·9,5² = 2166

Limiti per σ²

2166/39,364 = 55,02
2166/12,401 = 174,7

Limite per σ

σ = √55,02 = 7,418 µm

Risposta

σ = 7,418 µm

Intervallo al 95% per σ: [7,418, 13,22] µm.

17.Test d'ipotesi e intervalli di confidenza

Risposta: t = 1,688

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 = 8/√25 = 8/5 = 1,6

Statistica test

t = (102,7 − 100)/1,6 = 1,688

Risposta

t = 1,688
t0,025; df = 24 = 2,064

|t| < 2.064, quindi H₀ non viene rifiutata al livello del 5% (bilaterale).

18.Test d'ipotesi e intervalli di confidenza

Risposta: β = 25,02 %

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 = 10/√25 = 2
x̄c = 200 + 2,326·2 = 204,7

z sotto la media vera

z = (204,7 − 206)/2 = −0,674

Errore di secondo tipo

potenza = P(Z > −0,674) = 74,98%
β = 100% − 74,98% = 25,02%

Risposta

β = 25,02%
19.Regressione lineare e correlazione

Risposta: r = 0,9795

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.

Somme centrate

Sxy = 1283 − 20·306/5 = 59
Sxx = 90 − 20²/5 = 10
Syy = 19090 − 306²/5 = 362,8

Coefficiente di correlazione

r = 59/√(10·362,8) = 0,9795

Risposta

r = 0,9795
20.Regressione lineare e correlazione

Risposta: ŷ = 18,17

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 = 21/6 = 3,5
ȳ = 109/6 = 18,17

Somme dei quadrati e dei prodotti

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −34,5

Retta di regressione

b = −34,5/17,5 = −1,971
a = 18,17 − (−1,971)·3,5 = 25,07
ŷ = 25,07 − 1,971·x

Previsione

ŷ = 25,07 + (−1,971)·3,5 = 18,17

Risposta

ŷ = 18,17

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