Ćwiczenia z metod ilościowych i instrumentów dłużnych do CFA Level I: zestaw na powtórkę

Wzory, najważniejsze kroki metod dla każdego tematu i 20 zadań do ćwiczenia, z pełnymi rozwiązaniami na końcu.

Nowe zadaniaWróć do przedmiotu

W oknie drukowania wybierz „Zapisz jako PDF”, aby zachować kopię na swoim urządzeniu.

1Wzory i metody

Wartość pieniądza w czasie

Wartość przyszła
FV = PV·(1 + i)n
Wartość bieżąca
PV = FV/(1 + i)n
Kilka okresów w roku
i = r/m, N = m·n
Renta, wartość bieżąca
PV = PMT·[1 − (1 + i)−n]/i
Renta, wartość przyszła
FV = PMT·[(1 + i)n − 1]/i

Metoda

  1. Narysuj oś czasu z każdym przepływem pieniężnym i jego terminem.
  2. Dopasuj stopę do okresu: miesięczna stopa dla miesięcznych płatności.
  3. Użyj FV = PV·(1 + i)ⁿ dla pojedynczych kwot i wzorów na rentę dla równych płatności.
  4. Sprawdź znak i rząd wielkości odpowiedzi.

NPV i IRR

Wartość bieżąca netto
NPV = −C0 + Σ CFt/(1 + r)t
Równe przepływy pieniężne
NPV = −C0 + CF·[1 − (1 + r)−n]/r
Wewnętrzna stopa zwrotu
r, przy którym NPV = 0
Decyzja
przyjmij, gdy NPV > 0 (lub IRR > wymagana stopa zwrotu)

Metoda

  1. Wypisz wszystkie przepływy pieniężne z ich rokiem; inwestycja w roku 0 jest ujemna.
  2. Zdyskontuj każdy przepływ: CFt/(1 + r)t.
  3. Zsumuj je, aby otrzymać NPV. Wartość dodatnia oznacza, że projekt zarabia więcej niż r.
  4. Dla IRR znajdź stopę, przy której NPV jest równe zeru, metodą prób lub interpolacji.

Cena i rentowność obligacji

Cena obligacji
P = C·(1 − (1 + y)−n)/y + F/(1 + y)n
Półrocznie
C/2, y/2 i 2n okresów
Bieżąca stopa dochodu
C/P
Cena i rentowność
rentowność rośnie → cena spada

Metoda

  1. Wyznacz kupon na okres i rentowność na okres.
  2. Cena = wartość bieżąca kuponów (renta) + wartość bieżąca wartości nominalnej.
  3. Przy kuponach półrocznych użyj połowy kuponu, połowy rentowności i dwa razy większej liczby okresów.
  4. Sprawdzenie: jeśli rentowność jest wyższa od oprocentowania kuponu, cena jest niższa od wartości nominalnej.

CAPM i WACC

CAPM
re = rf + β·(rm − rf)
WACC
E/V·re + D/V·rd·(1 − T)
Wartość przedsiębiorstwa
V = E + D

Statystyka opisowa

Średnia
x̄ = Σx/n
Odchylenie standardowe z próby
s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
Mediana
środkowa wartość uporządkowanych danych
Wynik z
z = (x − μ)/σ
Rozkład normalny
68% w zakresie ±1σ, 95% w zakresie ±2σ

Prawdopodobieństwo

Zdarzenie przeciwne
P(not A) = 1 − P(A)
Reguła dodawania
P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B)
Zdarzenia niezależne
P(A ∩ B) = P(A)·P(B)
Prawdopodobieństwo warunkowe
P(A|B) = P(A ∩ B)/P(B)
Rozkład dwumianowy
P(X = k) = C(n,k)·pk(1 − p)n−k

Rozkład normalny

Wynik z
z = (x − μ)/σ
Poniżej x
P(X < x) = Φ(z)
Powyżej x
P(X > x) = 1 − Φ(z)
Pomiędzy
Φ(z2) − Φ(z1)
Percentyl
x = μ + z·σ

Metoda

  1. Zamień wartość na wynik standaryzowany: z = (x − μ)/σ.
  2. Odczytaj Φ(z), pole na lewo od z.
  3. Dla pola na prawo użyj 1 − Φ(z); dla przedziału odejmij dwa pola lewostronne.
  4. Dla percentyla licz wstecz: wyznacz z dla pola, a potem x = μ + z·σ.

Przedziały ufności

σ znane
x̄ ± z·σ/√n
σ nieznane
x̄ ± t·s/√n, df = n − 1
Wartość krytyczna z
90%: 1,645, 95%: 1,96, 99%: 2,576
Liczebność próby
n = (z·σ/E)², rounded up

Metoda

  1. Wybierz między z (znane σ populacji) a t (tylko s z próby, z n − 1 stopniami swobody).
  2. Wyznacz wartość krytyczną dla poziomu ufności.
  3. Margines błędu: E = wartość krytyczna × odchylenie standardowe/√n.
  4. Przedział: x̄ ± E.

Testy hipotez i przedziały ufności

Test z dla średniej
z = (x̄ − μ0)/(σ/√n)
Test t dla średniej
t = (x̄ − μ0)/(s/√n), df = n − 1
Dwustronny na poziomie 5%
odrzuć H0, jeśli |z| > 1,96
Przedział ufności
x̄ ± z·σ/√n

Metoda

  1. Sformułuj H₀ i H₁ i ustal, czy test jest jednostronny, czy dwustronny.
  2. Oblicz statystykę testową: (x̄ − μ₀)/(σ/√n) albo z s i t.
  3. Porównaj z wartością krytyczną albo wyznacz wartość p.
  4. Odrzuć H₀, jeśli statystyka przekracza wartość krytyczną (p poniżej α), i sformułuj wniosek słowami.

Regresja liniowa i korelacja

Sumy kwadratów
Sxx = Σ(x − x̄)² = Σx² − (Σx)²/n, Sxy = Σxy − ΣxΣy/n
Współczynnik kierunkowy
b = Sxy/Sxx
Wyraz wolny
a = ȳ − b·x̄
Korelacja
r = Sxy/√(SxxSyy)
Reszta
e = y − ŷ

2Zadania do ćwiczenia

1.Wartość pieniądza w czasieŚredni
lata01234567€3 000FV = ?

Inwestujesz €3 000 przy nominalnej stopie 4,8 % rocznie z kapitalizacją miesięczną. Wyznacz wartość FV inwestycji po 7 latach.

PV = €3 0004,8% / 12n = 7
FV = €
2.Wartość pieniądza w czasieTrudny
miesiące0123…N = ?€8 000€125€125€125€1256% / 12

Pożyczasz €8 000 przy 6 % rocznie z kapitalizacją miesięczną i spłacasz €125 na koniec każdego miesiąca. Ile miesięcy potrwa spłata kredytu (ostatnia rata może być mniejsza)? Podaj liczbę rat N.

P = €8 000A = €1256% / 12
N = raty
3.NPV i IRRŚredni
lata01234−60 00020 00016 00023 00024 000

Inwestycja €60 000 daje na koniec lat od 1 do 4 takie przepływy: €20 000, €16 000, €23 000, €24 000. Koszt kapitału wynosi 6 %. Wyznacz wartość bieżącą netto NPV.

r = 6%CF0 = −60 000CF1 = 20 000CF2 = 16 000CF3 = 23 000CF4 = 24 000
NPV = €
4.NPV i IRRTrudny
lata012−25 00018 00011 000

Projekt kosztuje €25 000 i przynosi €18 000, €11 000 na koniec lat od 1 do 2. Wyznacz jego wewnętrzną stopę zwrotu IRR w procentach.

CF0 = −25 000CF1 = 18 000CF2 = 11 000
IRR = %
5.Cena i rentowność obligacjiŚredni

Kupujesz obligację z 9 latami do wykupu (wartość nominalna €1 000, roczny kupon 7%), gdy jej rentowność do wykupu wynosi 2,5%. Rok później, tuż po otrzymaniu pierwszego kuponu, sprzedajesz ją, gdy rentowność do wykupu wynosi 4%. Wyznacz swoją stopę zwrotu z okresu posiadania HPR w procentach.

F = €1 000kupon = 7%n = 9y0 = 2,5%y1 = 4%
HPR = %
6.Cena i rentowność obligacjiTrudny
lata0123€975€80€80 + €1 000

Obligacja o wartości nominalnej €1 000 i rocznym kuponie 8% zostanie wykupiona po 3 latach, a jej cena wynosi €975. Wyznacz jej rentowność do wykupu YTM w procentach.

F = €1 000kupon = 8%n = 3P = €975
YTM = %
7.CAPM i WACCŚredni
WACC = ?kapitał własny€2 000 000re​ = 13%dług€2 000 000rd​ = 4,5%T = 28%

Spółka ma kapitał własny o wartości €2 000 000 i dług o wartości €2 000 000. Jej koszt kapitału własnego wynosi 13%, koszt długu przed opodatkowaniem 4,5%, a stopa podatkowa 28%. Wyznacz WACC.

E = €2 000 000D = €2 000 000re = 13%rd = 4,5%T = 28%
WACC = %
8.CAPM i WACCTrudny
WACC = ?kapitał własny4 000 000 × €35,00β = 0,6rf​ = 3,5%, rm​ = 10,5%dług40 000 × €1 000rd​ = 3,5%T = 25%

Spółka ma 4 000 000 akcji po €35,00 za sztukę i 40 000 obligacji notowanych po €1 000 za sztukę. Koszt długu przed opodatkowaniem wynosi 3,5%, a stopa podatkowa 25%. Współczynnik beta akcji to 0,6, stopa wolna od ryzyka 3,5%, a stopa zwrotu z rynku 10,5%. Wyznacz WACC.

β = 0,6rf = 3,5%rm = 10,5%rd = 3,5%T = 25%
WACC = %
9.Statystyka opisowaŚredni
15202530354045

Wyznacz odchylenie standardowe z próby s dla danych: 34, 14, 14, 28, 45, 37.

n = 6
s =
10.Statystyka opisowaTrudny
z −2−1012

Wyniki egzaminu mają rozkład normalny ze średnią 60 i odchyleniem standardowym 8. Wyznacz wynik z z dla wyniku 68.

μ = 60σ = 8x = 68
z =
11.PrawdopodobieństwoŚredni
czerwone: 7niebieskie: 5

W worku jest 7 kul czerwonych i 5 niebieskich. Losujesz dwie kule bez zwracania pierwszej. Jakie jest prawdopodobieństwo P, że obie są czerwone?

7 / 5
P =
12.PrawdopodobieństwoTrudny
xp(x)00,110,320,3530,25μ

X ma pokazany rozkład, a Y = 2X − 3. Wyznacz odchylenie standardowe σY zmiennej Y.

x: 0, 1, 2, 3p(x): 0,1, 0,3, 0,35, 0,25Y = 2X − 3
σY =
13.Rozkład normalnyŚredni
−3−2−10123zzacieniowane pole między −z a z = 0,9216

Przeciągnij z tak, aby zacieniowane pole między −z a z pod standardową krzywą normalną wynosiło 0,9216. Znajdź z z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku.

A = 0,9216
z =
14.Rozkład normalnyTrudny
557085100115130145pktgóra 70%

Rozkład wyników testu IQ jest normalny ze średnią 100 pkt i odchyleniem standardowym 15 pkt. Przeciągnij wartość graniczną tak, aby zacieniowane górne 70% leżało na prawo od niej. Znajdź wartość graniczną x.

μ = 100 pktσ = 15 pkt70%
x = pkt
15.Przedziały ufnościŚredni
n = 13, s = 7,5L = ?Ux̄ = 82E95%

Próba 13 elementów ma średnią 82 i odchylenie standardowe s = 7,5. Populacja ma w przybliżeniu rozkład normalny. Wyznacz dolną granicę przedziału ufności 95% dla średniej.

n = 13x̄ = 82s = 7,595%t(12) = 2,179
dolna granica =
16.Przedziały ufnościTrudny
n = 11σ = ?Us = 7,695%

Średnice 11 toczonych wałków mają odchylenie standardowe z próby 7,6 µm. Zakładając, że średnice mają rozkład normalny, wyznacz σ: dolna granica przedziału ufności 95 % dla odchylenia standardowego populacji. Przy df = 10 2,5 % rozkładu χ² leży poniżej 3,247, a 2,5 % powyżej 20,483.

n = 11s = 7,6 µmχ² = 3,247, 20,483
σ = µm
17.Testy hipotez i przedziały ufnościŚredni
t −1,99801,998

Próba 64 studentów ma średni wynik 81 i odchylenie standardowe z próby 20. Wyznacz statystykę testową t dla H₀: μ = 75.

μ₀ = 75x̄ = 81s = 20n = 64
t =
18.Testy hipotez i przedziały ufnościTrudny
−1,961,96z = ?

W badaniu klinicznym wyzdrowiało 90 z 200 pacjentów leczonych metodą A i 114 z 200 pacjentów leczonych metodą B. Korzystając z frakcji łącznej, wyznacz statystykę testową z dla H₀: p₁ = p₂.

x₁ = 90n₁ = 200x₂ = 114n₂ = 200
z =
19.Regresja liniowa i korelacjaŚredni
xy121326528735939xy5203040

Tabela podaje 5 par obserwacji x = wydatki na reklamę w tys. € i y = sprzedaż w tys. €. Podane są ich sumy. Wyznacz z tych sum współczynnik korelacji Pearsona r.

n = 5Σx = 25Σy = 149Σx² = 165Σy² = 4647Σxy = 835
r =
20.Regresja liniowa i korelacjaTrudny
xy24645567288110901299xy5106080100x = 7

Tabela podaje 6 par obserwacji x = liczba godzin nauki i y = wynik egzaminu. Użyj prostej najmniejszych kwadratów ŷ = a + b·x. Wykonano nową obserwację (7, 70). Wyznacz jej resztę e = y − ŷ.

n = 6(7, 70)
e =

3Roztwory

1.Wartość pieniądza w czasie

Odpowiedź: FV = 4195 €

Wartość pieniądza w czasie: pieniądz dziś jest wart więcej niż ta sama kwota później, bo może przynosić odsetki. Przy stopie i na okres kwota rośnie do FV = PV·(1 + i)n. Ciąg równych płatności (rentę) wycenia się, sumując wszystkie płatności, z czego wynikają wzory na rentę.

Stopa i liczba okresów

i = r/m = 0,048/12 = 0,004
N = m·n = 12·7 = 84

Wartość przyszła

FV = 3 000·(1 + 0,004)84 = 3 000·1,398 = €4 195,20

Odpowiedź

FV = €4 195,20
2.Wartość pieniądza w czasie

Odpowiedź: N = 78 raty

Wartość pieniądza w czasie: pieniądz dziś jest wart więcej niż ta sama kwota później, bo może przynosić odsetki. Przy stopie i na okres kwota rośnie do FV = PV·(1 + i)n. Ciąg równych płatności (rentę) wycenia się, sumując wszystkie płatności, z czego wynikają wzory na rentę.

Przekształć wzór na rentę

i = 0,005
(1 + i)−N = 1 − 8 000·0,005/125 = 0,68

Rozwiąż za pomocą logarytmów

N = −ln(0,68)/ln(1,005) = 77,33

Zaokrąglij w górę do pełnych rat

77 pełnych rat pozostawia niewielkie saldo, które spłaca ostatnia, mniejsza rata.

N = 78

Odpowiedź

N = 78 raty
3.NPV i IRR

Odpowiedź: NPV = 11429 €

Wartość bieżąca netto: zdyskontuj każdy przepływ do dziś wymaganą stopą zwrotu r i zsumuj: NPV = Σ CFₜ/(1 + r)ᵗ. Projekt z NPV > 0 zarabia więcej niż r i tworzy wartość. Wewnętrzna stopa zwrotu (IRR) to stopa, przy której NPV = 0.

Wartość bieżąca każdego przepływu

CF0 = −60 000
CF1/(1 + 0,06)1 = 20 000/1,06 = 18 867,92
CF2/(1 + 0,06)2 = 16 000/1,124 = 14 239,94
CF3/(1 + 0,06)3 = 23 000/1,191 = 19 311,24
CF4/(1 + 0,06)4 = 24 000/1,262 = 19 010,25

Zsumuj

NPV = €11 429,36

Odpowiedź

NPV = €11 429,36

NPV jest dodatnia, więc projekt zarabia więcej niż wymagana stopa zwrotu.

4.NPV i IRR

Odpowiedź: IRR = 11,47 %

Wartość bieżąca netto: zdyskontuj każdy przepływ do dziś wymaganą stopą zwrotu r i zsumuj: NPV = Σ CFₜ/(1 + r)ᵗ. Projekt z NPV > 0 zarabia więcej niż r i tworzy wartość. Wewnętrzna stopa zwrotu (IRR) to stopa, przy której NPV = 0.

Ogranicz IRR z obu stron

NPV maleje, gdy stopa rośnie, więc IRR leży między stopą z dodatnią a stopą z ujemną NPV.

NPV(10%) = 454,55
NPV(15%) = −1 030,25

Zawężaj

Interpolacja liniowa daje pierwsze przybliżenie; powtarzanie jej (albo funkcja IRR kalkulatora) daje dokładną stopę.

IRR ≈ 10 + 5·454,55/(454,55 − (−1 030,25)) = 11,53%
dokładnie: NPV(11,47%) = 0 → IRR = 11,47%

Odpowiedź

IRR = 11,47%
5.Cena i rentowność obligacji

Odpowiedź: HPR = −6,382 %

Wycena obligacji: cena obligacji to wartość bieżąca jej przepływów pieniężnych zdyskontowanych rentownością do wykupu (YTM): kupony tworzą rentę, a wartość nominalna jest zwracana w dniu wykupu. P = C·(1 − (1 + y)⁻ⁿ)/y + F/(1 + y)ⁿ. Gdy rentowność jest wyższa od oprocentowania kuponu, obligacja notowana jest poniżej wartości nominalnej, i odwrotnie.

Cena zakupu

C = €70,00, i = 0,025, N = 9
€70,00·(1 − 0,8007)/0,025 + €1 000·0,8007 = €557,96 + €800,73 = €1 358,69

Cena sprzedaży

C = €70,00, i = 0,04, N = 8
€70,00·(1 − 0,7307)/0,04 + €1 000·0,7307 = €471,29 + €730,69 = €1 201,98

Stopa zwrotu z okresu posiadania

HPR = (70 + 1 201,98 − 1 358,69)/1 358,69 = −6,382%

Odpowiedź

HPR = −6,382%
6.Cena i rentowność obligacji

Odpowiedź: YTM = 8,987 %

Wycena obligacji: cena obligacji to wartość bieżąca jej przepływów pieniężnych zdyskontowanych rentownością do wykupu (YTM): kupony tworzą rentę, a wartość nominalna jest zwracana w dniu wykupu. P = C·(1 − (1 + y)⁻ⁿ)/y + F/(1 + y)ⁿ. Gdy rentowność jest wyższa od oprocentowania kuponu, obligacja notowana jest poniżej wartości nominalnej, i odwrotnie.

Równanie dla rentowności

€975 = €80·(1 − (1 + y)⁻³)/y + €1 000/(1 + y)³

Rozwiąż numerycznie

P(8%) = €1 000,00, P(9%) = €974,69
YTM = 8,987%

Odpowiedź

YTM = 8,987%
7.CAPM i WACC

Odpowiedź: WACC = 8,12 %

Koszt kapitału: CAPM daje stopę zwrotu wymaganą przez akcjonariuszy: re = rf + β·(rm − rf). Średni ważony koszt kapitału łączy kapitał własny i dług według ich wartości rynkowych: WACC = E/V·re + D/V·rd·(1 − T), gdzie V = E + D. Odsetki pomniejszają podstawę opodatkowania, stąd czynnik (1 − T).

Wagi

V = €4 000 000, E/V = 0,5, D/V = 0,5

WACC

WACC = 0,5·13% + 0,5·4,5%·(1 − 0,28) = 8,12%

Odpowiedź

WACC = 8,12%
8.CAPM i WACC

Odpowiedź: WACC = 6,572 %

Koszt kapitału: CAPM daje stopę zwrotu wymaganą przez akcjonariuszy: re = rf + β·(rm − rf). Średni ważony koszt kapitału łączy kapitał własny i dług według ich wartości rynkowych: WACC = E/V·re + D/V·rd·(1 − T), gdzie V = E + D. Odsetki pomniejszają podstawę opodatkowania, stąd czynnik (1 − T).

Wartości rynkowe

E = 4 000 000·€35,00 = €140 000 000
D = 40 000·€1 000 = €40 000 000

Koszt kapitału własnego (CAPM)

re = 3,5% + 0,6·7% = 7,7%

Wagi

V = €180 000 000, E/V = 0,7778, D/V = 0,2222

WACC

WACC = 0,7778·7,7% + 0,2222·3,5%·(1 − 0,25) = 6,572%

Odpowiedź

WACC = 6,572%
9.Statystyka opisowa

Odpowiedź: s = 12,61

Statystyka opisowa: średnia to suma podzielona przez n; mediana to środkowa wartość uporządkowanych danych (średnia dwóch środkowych, gdy n jest parzyste). Odchylenie standardowe z próby to s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Wynik z = (x − μ)/σ mówi, o ile odchyleń standardowych wartość leży od średniej.

Średnia

x̄ = 172/6 = 28,67

Kwadraty odchyleń

Σ(x − x̄)² = 5,333² + (−14,67)² + (−14,67)² + (−0,6667)² + 16,33² + 8,333² = 795,3

Odchylenie standardowe

s = √(795,3/5) = 12,61

Odpowiedź

s = 12,61
10.Statystyka opisowa

Odpowiedź: z = 1

Statystyka opisowa: średnia to suma podzielona przez n; mediana to środkowa wartość uporządkowanych danych (średnia dwóch środkowych, gdy n jest parzyste). Odchylenie standardowe z próby to s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Wynik z = (x − μ)/σ mówi, o ile odchyleń standardowych wartość leży od średniej.

Standaryzuj

z = (68 − 60)/8 = 1

Odpowiedź

z = 1
11.Prawdopodobieństwo

Odpowiedź: P = 0,3182

Prawdopodobieństwo: przy jednakowo prawdopodobnych wynikach P(A) = sprzyjające/wszystkie. Dla zdarzeń niezależnych mnożymy: P(A i B) = P(A)·P(B). Często pomaga zdarzenie przeciwne: P(co najmniej jedno) = 1 − P(żadne). Rozkład dwumianowy: w n niezależnych próbach z prawdopodobieństwem sukcesu p, P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.

Pierwsze i drugie losowanie

P = 7/12 · 6/11 = 42/132 = 0,3182

Odpowiedź

P = 0,3182
12.Prawdopodobieństwo

Odpowiedź: σY = 1,884

Dyskretne zmienne losowe: rozkład prawdopodobieństwa wymienia każdą wartość x, jaką może przyjąć zmienna, wraz z jej prawdopodobieństwem p(x); prawdopodobieństwa mieszczą się między 0 a 1 i sumują się do 1. Wartość oczekiwana (średnia) to E(X) = Σx·p(x), średnia w długim okresie. Wariancja to Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ², a odchylenie standardowe σ = √Var(X). Dla zmiany liniowej Y = aX + b: E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X) i σY = |a|·σX; dodanie stałej nie zmienia rozrzutu.

Rozrzut X

μ = 1,75, Var(X) = 0,8875, σX = 0,9421

Zmiana liniowa

σY = |2|·0,9421 = 1,884

Odpowiedź

σY = 1,884

Średnia się przesuwa: E(Y) = 2·1,75 − 3 = 0,5.

13.Rozkład normalny

Odpowiedź: z = 1,76

Od pola z powrotem do z: Φ(z) to pole na lewo od z. Dla pola lewego ogona A znajdź w tablicy z, dla którego Φ(z) = A. Pole prawego ogona A oznacza Φ(z) = 1 − A. Pole środkowe A między −z a z zostawia (1 − A)/2 w każdym ogonie, więc Φ(z) = (1 + A)/2. Dla wartości x użyj x = μ + zσ.

Pole na lewo od z

Φ(z) = (1 + 0,9216)/2 = 0,9608

Czytaj tablicę z wstecz

Znajdź 0,9608 wewnątrz tablicy i odczytaj z.

z = 1,76

Odpowiedź

z = 1,76
14.Rozkład normalny

Odpowiedź: x = 92,2 pkt

Od pola z powrotem do z: Φ(z) to pole na lewo od z. Dla pola lewego ogona A znajdź w tablicy z, dla którego Φ(z) = A. Pole prawego ogona A oznacza Φ(z) = 1 − A. Pole środkowe A między −z a z zostawia (1 − A)/2 w każdym ogonie, więc Φ(z) = (1 + A)/2. Dla wartości x użyj x = μ + zσ.

Pole po lewej

Φ(z) = 0,3

z z tablicy

z ≈ −0,52

Z powrotem do pierwotnych jednostek

x = 100 − 0,52·15 = 92,2 pkt

Odpowiedź

x = 92,2 pkt
15.Przedziały ufności

Odpowiedź: dolna granica = 77,47

Przedział ufności dla średniej: x̄ ± margines błędu. Przy znanym σ populacji margines wynosi z·σ/√n; gdy znasz tylko odchylenie standardowe z próby s, użyj t z n − 1 stopniami swobody: t·s/√n. Wartości krytyczne: z = 1,645 (90%), 1,96 (95%), 2,576 (99%). Aby uzyskać margines E lub mniejszy, potrzebujesz n ≥ (z·σ/E)², zaokrąglone w górę.

Wartość krytyczna

df = n − 1 = 12, t = 2,179

Margines błędu

E = 2,179·7,5/√13 = 4,533

Przedział

82 ± 4,533 → [77,47, 86,53]

Odpowiedź

dolna granica = 77,47
16.Przedziały ufności

Odpowiedź: σ = 5,31 µm

Przedział dla wariancji: (n − 1)s²/σ² ma rozkład χ² z n − 1 stopniami swobody. Przedział 95 % dla σ² rozciąga się od (n − 1)s² podzielonego przez górną wartość χ² (2,5 % powyżej niej) do (n − 1)s² podzielonego przez dolną wartość χ² (2,5 % poniżej niej); przedział dla σ to pierwiastki z obu granic. Nie jest on symetryczny względem s.

Suma kwadratów

(n − 1)s² = 10·7,6² = 577,6

Granice dla σ²

577,6/20,483 = 28,2
577,6/3,247 = 177,9

Granica dla σ

σ = √28,2 = 5,31 µm

Odpowiedź

σ = 5,31 µm

Przedział 95 % dla σ: [5,31, 13,34] µm.

17.Testy hipotez i przedziały ufności

Odpowiedź: t = 2,4

Test dla średniej: statystyka testowa mierzy, o ile błędów standardowych średnia z próby leży od wartości z H₀: z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n), gdy σ jest znane, t = (x̄ − μ₀)/(s/√n), gdy szacuje się je z próby. Przedział ufności to x̄ ± (wartość krytyczna)·(błąd standardowy).

Błąd standardowy

SE = 20/√64 = 20/8 = 2,5

Statystyka testowa

t = (81 − 75)/2,5 = 2,4

Odpowiedź

t = 2,4
t0,025; df = 63 = 1,998

|t| > 1,998, więc H₀ odrzuca się na poziomie 5 % (test dwustronny).

18.Testy hipotez i przedziały ufności

Odpowiedź: z = −2,4

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.

Frakcje z prób

p̂₁ = 90/200 = 0,45
p̂₂ = 114/200 = 0,57
p̂ = 204/400 = 0,51

Błąd standardowy przy H₀

SE = √(0,51·0,49·(1/200 + 1/200)) = 0,04999

Statystyka testowa

z = (0,45 − 0,57)/0,04999 = −2,4

Odpowiedź

z = −2,4

|z| > 1,96, więc H₀ odrzuca się na poziomie 5 % (test dwustronny).

19.Regresja liniowa i korelacja

Odpowiedź: r = 0,9895

Regresja metodą najmniejszych kwadratów: przy średnich x̄ i ȳ oraz Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)² i Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) prosta ŷ = a + b·x ma współczynnik kierunkowy b = Sxy/Sxx i wyraz wolny a = ȳ − b·x̄, więc zawsze przechodzi przez punkt (x̄, ȳ). Współczynnik korelacji Pearsona r = Sxy/√(Sxx·Syy) leży między −1 a 1; r² to część zmienności y wyjaśniona przez prostą.

Sumy scentrowane

Sxy = 835 − 25·149/5 = 90
Sxx = 165 − 25²/5 = 40
Syy = 4647 − 149²/5 = 206,8

Współczynnik korelacji

r = 90/√(40·206,8) = 0,9895

Odpowiedź

r = 0,9895
20.Regresja liniowa i korelacja

Odpowiedź: e = −3,833

Regresja metodą najmniejszych kwadratów: przy średnich x̄ i ȳ oraz Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)² i Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) prosta ŷ = a + b·x ma współczynnik kierunkowy b = Sxy/Sxx i wyraz wolny a = ȳ − b·x̄, więc zawsze przechodzi przez punkt (x̄, ȳ). Współczynnik korelacji Pearsona r = Sxy/√(Sxx·Syy) leży między −1 a 1; r² to część zmienności y wyjaśniona przez prostą.

Średnie

x̄ = 42/6 = 7
ȳ = 443/6 = 73,83

Sumy kwadratów i iloczynów

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 379

Prosta regresji

b = 379/70 = 5,414
a = 73,83 − 5,414·7 = 35,93
ŷ = 35,93 + 5,414·x

Wartość przewidywana

ŷ = 35,93 + 5,414·7 = 73,83

Reszta

e = 70 − 73,83 = −3,833

Odpowiedź

e = −3,833

Punkt leży pod prostą.

ExamProblems · examproblems.com/courses/cfa-level-1-quant-and-fixed-income