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
lata01234€1 000FV = ?

Inwestujesz €1 000 przy nominalnej stopie 4 % rocznie z kapitalizacją miesięczną. Wyznacz wartość FV inwestycji po 4 latach.

PV = €1 0004% / 12n = 4
FV = €
2.Wartość pieniądza w czasieTrudny
miesiące01…96…240€300 000AB = ?A2,4% / 12

Kredyt hipoteczny €300 000 jest spłacany w równych ratach miesięcznych przez 20 lat przy 2,4 % rocznie z kapitalizacją miesięczną. Ile pozostaje do spłaty tuż po racie na koniec roku 8? Wyznacz saldo zadłużenia B.

P = €300 0002,4% / 12N = 240k = 96
B = €
3.NPV i IRRŚredni
lata0123−45 00010 00011 00012 000

Inwestycja €45 000 daje na koniec lat od 1 do 3 takie przepływy: €10 000, €11 000, €12 000. Koszt kapitału wynosi 8 %. Wyznacz wartość bieżącą netto NPV.

r = 8%CF0 = −45 000CF1 = 10 000CF2 = 11 000CF3 = 12 000
NPV = €
4.NPV i IRRTrudny
lata0123−50 00020 50018 50024 500

Projekt kosztuje €50 000 i przynosi €20 500, €18 500, €24 500 na koniec lat od 1 do 3. Wyznacz jego wewnętrzną stopę zwrotu IRR w procentach.

CF0 = −50 000CF1 = 20 500CF2 = 18 500CF3 = 24 500
IRR = %
5.Cena i rentowność obligacjiŚredni
półrocza0123456€22,50€22,50€22,50 + €1 000P = ?

Obligacja o wartości nominalnej €1 000 wypłaca roczny kupon 4,5% w dwóch ratach półrocznych, a jej wykup nastąpi po 3 latach. Rentowność do wykupu wynosi 7% rocznie. Wyznacz cenę P obligacji.

F = €1 000kupon = 4,5%YTM = 7%n = 3
P = €
6.Cena i rentowność obligacjiTrudny
półrocza0123…10€915€20€20€20 + €1 000

Obligacja o wartości nominalnej €1 000 wypłaca roczny kupon 4% w dwóch półrocznych ratach i zapada za 5 lat. Kosztuje €915. Wyznacz jej rentowność do wykupu YTM jako stopę roczną (dwukrotność rentowności półrocznej) w procentach.

F = €1 000kupon = 4% (2×)n = 5P = €915
YTM = %
7.CAPM i WACCŚredni
WACC = 9,09%kapitał własny€6 000 000re​ = ?dług€1 000 000rd​ = 4,5%T = 20%

Firma ma kapitał własny o wartości €6 000 000 i dług o wartości €1 000 000. Jej WACC wynosi 9,09%, koszt długu przed opodatkowaniem 4,5%, a stawka podatku 20%. Wyznacz koszt kapitału własnego re.

E = €6 000 000D = €1 000 000WACC = 9,09%rd = 4,5%T = 20%
re = %
8.CAPM i WACCTrudny
rf​ = 4%, rm​ − rf​ = 7%brak zadłużeniakapitał własnyβU​ = 0,7D/E = 0,4kapitał własnyre​ = ?długT = 30%

Działalność firmy ma betę niezlewarowaną (aktywów) 0,7. Firma planuje wskaźnik dług/kapitał własny 0,4. Stawka podatku wynosi 30%, stopa wolna od ryzyka 4%, a rynkowa premia za ryzyko 7%. Wyznacz koszt kapitału własnego re przy nowej strukturze kapitału.

βU = 0,7D/E = 0,4T = 30%rf = 4%rm − rf = 7%
re = %
9.Statystyka opisowaŚredni
202530354045505560

Wyznacz odchylenie standardowe z próby s dla danych: 23, 21, 36, 60, 20.

n = 5
s =
10.Statystyka opisowaTrudny
z −2−1012

Wyniki egzaminu mają rozkład normalny ze średnią 70 i odchyleniem standardowym 10. Wyznacz wynik z z dla wyniku 58.

μ = 70σ = 10x = 58
z =
11.PrawdopodobieństwoŚredni
P(co najmniej jedna szóstka) = ??1?2?3?4?5P(szóstka) = 1/6 w każdym rzucie

Uczciwą kostką rzucamy 5 razy. Jakie jest prawdopodobieństwo P wyrzucenia co najmniej jednej szóstki?

n = 5
P =
12.PrawdopodobieństwoTrudny
n = 8, p = 0,6: P(X ≤ 1) = ?k012345678

Testuje się 8 elementów, a każdy psuje się niezależnie z prawdopodobieństwem 0,6. Jakie jest prawdopodobieństwo P, że zepsuje się co najwyżej jeden?

n = 8p = 0,6
P =
13.Rozkład normalnyŚredni
32 min35,1 minX + Y?

X ma rozkład normalny ze średnią 12 min i odchyleniem standardowym 1,5 min; zmienna Y jest niezależna i ma rozkład normalny ze średnią 20 min i odchyleniem standardowym 2 min. Wyznacz prawdopodobieństwo P, że X + Y jest większe niż 35,1 min. Zaokrąglij z do dwóch miejsc po przecinku.

μX = 12, σX = 1,5μY = 20, σY = 2X + Y > 35,1 min
P =
14.Rozkład normalnyTrudny
35455565758595pktdół 95%

Rozkład wyników egzaminu jest normalny ze średnią 65 pkt i odchyleniem standardowym 10 pkt. Przeciągnij wartość graniczną tak, aby zacieniowane dolne 95% leżało na lewo od niej. Znajdź wartość graniczną x.

μ = 65 pktσ = 10 pkt95%
x = pkt
15.Przedziały ufnościŚredni
n = 13, sd​ = 3,50LU = ?d̄ = −5,1E99%

U 13 pacjentów mierzy się ciśnienie krwi przed leczeniem i po nim. Różnice d = przed − po (mmHg) mają średnią −5,1 i odchylenie standardowe 3,5. Wyznacz górną granicę przedziału ufności 99 % dla średniej różnicy.

n = 13d̄ = −5,1sd = 3,599%t(12) = 3,055
górna granica = mmHg
16.Przedziały ufnościTrudny
σ = 34, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 0,599%

Odchylenie standardowe populacji wynosi 34. Jak liczna musi być próba n, aby przedział ufności 99% dla średniej miał margines błędu co najwyżej 0,5?

σ = 34E = 0,599%
n =
17.Testy hipotez i przedziały ufnościŚredni
−2,2282,228t = ?df = 10

Porównuje się dwie metody nauczania. Grupa 1: 7 uczniów, średni wynik 32,5, odchylenie standardowe 3. Grupa 2: 5 uczniów, średni wynik 28,8, odchylenie standardowe 3. Załóż równe wariancje populacji i użyj testu t dla dwóch prób z łączną wariancją. Wyznacz statystykę testową t dla H₀: μ₁ = μ₂, przyjmując różnicę jako x̄₁ − x̄₂ (grupa 1 minus grupa 2).

n₁ = 7x̄₁ = 32,5s₁ = 3n₂ = 5x̄₂ = 28,8s₂ = 3
t =
18.Testy hipotez i przedziały ufnościTrudny
z −1,64501,645

Próba 25 pomiarów ma średnią 43,4. Odchylenie standardowe populacji wynosi 15. Wyznacz dolną granicę L przedziału ufności 90 % dla średniej.

x̄ = 43,4σ = 15n = 2590%
L =
19.Regresja liniowa i korelacjaŚredni
xy3465557709821187xy5106080

Tabela podaje 5 par obserwacji x = liczba godzin nauki i y = wynik egzaminu. Wyznacz współczynnik determinacji r² prostej najmniejszych kwadratów.

n = 5
r² =
20.Regresja liniowa i korelacjaTrudny
xy149356566768972xy5506070x = 8

Tabela podaje 5 par obserwacji x = liczba godzin nauki i y = wynik egzaminu. Użyj prostej najmniejszych kwadratów ŷ = a + b·x. Wyznacz prognozę ŷ dla x = 8.

n = 5x = 8
ŷ =

3Roztwory

1.Wartość pieniądza w czasie

Odpowiedź: FV = 1173 €

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 = 0,04/12 = 0,003333
N = m·n = 12·4 = 48

Wartość przyszła

FV = 1 000·(1 + 0,003333)48 = 1 000·1,173 = €1 173,20

Odpowiedź

FV = €1 173,20
2.Wartość pieniądza w czasie

Odpowiedź: B = 196910 €

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.

Rata miesięczna

i = 0,002, N = 240
A = 300 000·0,002/(1 − (1 + 0,002)−240) = €1 575,13

Wartość bieżąca pozostałych rat

To, co pozostaje do spłaty, musi zostać dokładnie spłacone pozostałymi ratami.

N − k = 240 − 96 = 144
B = 1575·(1 − (1 + 0,002)−144)/0,002 = €196 909,68

Odpowiedź

B = €196 909,68
3.NPV i IRR

Odpowiedź: NPV = −16784 €

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 = −45 000
CF1/(1 + 0,08)1 = 10 000/1,08 = 9 259,26
CF2/(1 + 0,08)2 = 11 000/1,166 = 9 430,73
CF3/(1 + 0,08)3 = 12 000/1,26 = 9 525,99

Zsumuj

NPV = €−16 784,03

Odpowiedź

NPV = €−16 784,03

NPV jest ujemna, więc projekt zarabia mniej niż wymagana stopa zwrotu.

4.NPV i IRR

Odpowiedź: IRR = 12,55 %

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%) = 2 332,83
NPV(15%) = −2 076,11

Zawężaj

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

IRR ≈ 10 + 5·2 332,83/(2 332,83 − (−2 076,11)) = 12,65%
dokładnie: NPV(12,55%) = 0 → IRR = 12,55%

Odpowiedź

IRR = 12,55%
5.Cena i rentowność obligacji

Odpowiedź: P = 933,4 €

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.

Na okres

C = €22,50, i = 0,035, N = 6

Wartość bieżąca kuponów

€22,50·(1 − 0,8135)/0,035 = €119,89

Wartość bieżąca wartości nominalnej

€1 000·0,8135 = €813,50

Cena

P = €933,39

Odpowiedź

P = €933,39

Rentowność jest wyższa od oprocentowania kuponu, więc obligacja jest sprzedawana z dyskontem.

6.Cena i rentowność obligacji

Odpowiedź: YTM = 5,993 %

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.

Na okres

C = €20,00, N = 10

Rozwiąż numerycznie

i = 2,996% na półrocze

YTM

YTM = 2·2,996% = 5,993%

Odpowiedź

YTM = 5,993%
7.CAPM i WACC

Odpowiedź: re = 10,01 %

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 = €7 000 000, E/V = 0,8571, D/V = 0,1429

Część dłużna WACC

0,1429·4,5%·(1 − 0,2) = 0,5143%

Koszt kapitału własnego

re = (9,09% − 0,5143%)/0,8571 = 10,01%

Odpowiedź

re = 10,01%
8.CAPM i WACC

Odpowiedź: re = 10,27 %

Beta lewarowana (Hamada): dług zwiększa ryzyko kapitału własnego. βL = βU·(1 + (1 − T)·D/E), gdzie βU to beta działalności bez długu. Aby przenieść betę na inną strukturę kapitału, najpierw usuń z niej wpływ dźwigni, a potem ponownie ją zlewaruj przy nowym D/E.

Beta lewarowana

βL = 0,7·(1 + 0,7·0,4) = 0,896

Koszt kapitału własnego (CAPM)

re = 4% + 0,896·7% = 10,27%

Odpowiedź

re = 10,27%
9.Statystyka opisowa

Odpowiedź: s = 16,93

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 = 160/5 = 32

Kwadraty odchyleń

Σ(x − x̄)² = (−9)² + (−11)² + 4² + 28² + (−12)² = 1146

Odchylenie standardowe

s = √(1146/4) = 16,93

Odpowiedź

s = 16,93
10.Statystyka opisowa

Odpowiedź: z = −1,2

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 = (58 − 70)/10 = −1,2

Odpowiedź

z = −1,2
11.Prawdopodobieństwo

Odpowiedź: P = 0,5981

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.

Zdarzenie przeciwne

P(brak szóstki) = (5/6)5 = 0,4019
P = 1 − 0,4019 = 0,5981

Odpowiedź

P = 0,5981
12.Prawdopodobieństwo

Odpowiedź: P = 0,00852

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.

Zero i jedna awaria

P(X = 0) = 0,48 = 0,0006554
P(X = 1) = 8·0,6·0,47 = 0,007864

Dodaj

P = 0,0006554 + 0,007864 = 0,00852

Odpowiedź

P = 0,00852
13.Rozkład normalny

Odpowiedź: P = 0,1075

Sumy i różnice zmiennych normalnych: jeśli X i Y są niezależne i mają rozkład normalny, to X + Y i X − Y również mają rozkład normalny. Średnie dodają się lub odejmują: E(X ± Y) = μX ± μY. Wariancje zawsze się dodają, także dla różnicy: Var(X ± Y) = σX² + σY², więc σ = √(σX² + σY²). Odchylenia standardowe nigdy nie dodają się bezpośrednio. Suma n niezależnych elementów o tym samym rozkładzie ma średnią n·μ i odchylenie standardowe σ·√n. Potem standaryzuj jak zwykle: z = (x − średnia)/σ i odczytaj Φ(z).

Rozkład sumy

μ = 32 min, σ = √(1,5² + 2²) = 2,5 min

Standaryzuj

z = (35,1 − 32)/2,5 = 1,24

Górny ogon

P = 1 − Φ(1,24) = 1 − 0,8925 = 0,1075

Odpowiedź

P = 0,1075
14.Rozkład normalny

Odpowiedź: x = 81,4 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) = 0,95

z z tablicy

z ≈ 1,64

Z powrotem do pierwotnych jednostek

x = 65 + 1,64·10 = 81,4 pkt

Odpowiedź

x = 81,4 pkt
15.Przedziały ufności

Odpowiedź: górna granica = −2,134 mmHg

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.

Wartość krytyczna

df = 12, t = 3,055

Margines błędu

E = 3,055·3,5/√13 = 2,966

Przedział

−5,1 ± 2,966 → [−8,066, −2,134]

Odpowiedź

górna granica = −2,134 mmHg
16.Przedziały ufności

Odpowiedź: n = 30684

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.

Wyznacz n

n = (2,576·34/0,5)² = 30684

Zaokrąglij w górę

Liczebność próby jest liczbą całkowitą, a zaokrąglenie w dół dałoby za duży margines.

n = 30684

Odpowiedź

n = 30684
17.Testy hipotez i przedziały ufności

Odpowiedź: t = 2,106

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.

Wariancja łączna

sp² = (6·3² + 4·3²)/10 = 9
sp = 3

Błąd standardowy

SE = 3·√(1/7 + 1/5) = 1,757

Statystyka testowa

t = (32,5 − 28,8)/1,757 = 2,106

Odpowiedź

t = 2,106

Przy df = 10 dwustronna wartość krytyczna dla 5 % wynosi 2,228; |t| jest mniejsze, więc nie ma podstaw do odrzucenia H₀.

18.Testy hipotez i przedziały ufności

Odpowiedź: L = 38,46

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).

Margines błędu

E = 1,645·15/√25 = 4,935

Granica przedziału

L = 43,4 − 4,935 = 38,46

Odpowiedź

L = 38,46
19.Regresja liniowa i korelacja

Odpowiedź: r² = 0,9787

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 = 35/5 = 7
ȳ = 340/5 = 68

Sumy kwadratów i iloczynów

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 218
Syy = Σ(y − ȳ)² = 1214

Współczynnik determinacji

r² = 218²/(40·1214) = 0,9787

Odpowiedź

r² = 0,9787

Około 97,87% zmienności y jest wyjaśnione przez prostą.

20.Regresja liniowa i korelacja

Odpowiedź: ŷ = 70,9

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 = 25/5 = 5
ȳ = 311/5 = 62,2

Sumy kwadratów i iloczynów

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 116

Prosta regresji

b = 116/40 = 2,9
a = 62,2 − 2,9·5 = 47,7
ŷ = 47,7 + 2,9·x

Prognoza

ŷ = 47,7 + 2,9·8 = 70,9

Odpowiedź

ŷ = 70,9

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