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
okresy0123…36511 + EAR = ?21% / 365

Karta kredytowa ma nominalną stopę procentową 21 % rocznie z kapitalizacją dziennie. Wyznacz efektywną stopę roczną EAR w procentach.

r = 21%m = 365
EAR = %
2.Wartość pieniądza w czasieTrudny
lata0123…30€2 500€2 500€2 500FV = ?

Na początku każdego roku przez 30 lat wpłacasz €2 500, pierwszą wpłatę dziś. Konto jest oprocentowane 6 % rocznie. Ile jest na koncie na koniec roku 30? Wyznacz FV.

A = €2 500i = 6%n = 30
FV = €
3.NPV i IRRŚredni
lata01234−30 00010 50012 50013 0006 500

Projekt kosztuje dziś €30 000 i przynosi €10 500, €12 500, €13 000, €6 500 na koniec lat od 1 do 4. Koszt kapitału wynosi 5 %. Załóż, że przepływy napływają równomiernie w ciągu każdego roku. Wyznacz zdyskontowany okres zwrotu DPB w latach.

r = 5%CF0 = −30 000CF1 = 10 500CF2 = 12 500CF3 = 13 000CF4 = 6 500
DPB = lata
4.NPV i IRRTrudny
lata0123−20 0009 00014 0008 500

Projekt kosztuje €20 000 i przynosi €9 000, €14 000, €8 500 na koniec lat od 1 do 3. Wyznacz jego wewnętrzną stopę zwrotu IRR w procentach.

CF0 = −20 000CF1 = 9 000CF2 = 14 000CF3 = 8 500
IRR = %
5.Cena i rentowność obligacjiŚredni

Kupujesz obligację z 6 latami do wykupu (wartość nominalna €1 000, roczny kupon 4,5%), gdy jej rentowność do wykupu wynosi 6%. Rok później, tuż po otrzymaniu pierwszego kuponu, sprzedajesz ją, gdy rentowność do wykupu wynosi 7,5%. Wyznacz swoją stopę zwrotu z okresu posiadania HPR w procentach.

F = €1 000kupon = 4,5%n = 6y0 = 6%y1 = 7,5%
HPR = %
6.Cena i rentowność obligacjiTrudny
lata0123456€1 055€30€30 + €1 000

Obligacja o wartości nominalnej €1 000 i rocznym kuponie 3% zostanie wykupiona po 6 latach, a jej cena wynosi €1 055. Wyznacz jej rentowność do wykupu YTM w procentach.

F = €1 000kupon = 3%n = 6P = €1 055
YTM = %
7.CAPM i WACCŚredni
WACC = ?kapitał własny€6 000 000re​ = 10%dług€2 000 000rd​ = 6%T = 21%

Spółka ma kapitał własny o wartości €6 000 000 i dług o wartości €2 000 000. Jej koszt kapitału własnego wynosi 10%, koszt długu przed opodatkowaniem 6%, a stopa podatkowa 21%. Wyznacz WACC.

E = €6 000 000D = €2 000 000re = 10%rd = 6%T = 21%
WACC = %
8.CAPM i WACCTrudny
rf​ = 1,5%, rm​ − rf​ = 6,5%D/E = 0,2kapitał własnyβL​ = 1,4długD/E = 0,75kapitał własnyre​ = ?długT = 25,8%

Akcje firmy mają betę 1,4 przy obecnym wskaźniku dług/kapitał własny 0,2. Firma planuje podnieść ten wskaźnik do 0,75. Stawka podatku wynosi 25,8%, stopa wolna od ryzyka 1,5%, a rynkowa premia za ryzyko 6,5%. Wyznacz koszt kapitału własnego re po zmianie.

βL = 1,4D/E1 = 0,2D/E2 = 0,75T = 25,8%rf = 1,5%rm − rf = 6,5%
re = %
9.Statystyka opisowaŚredni
152025303540455055

Wyznacz odchylenie standardowe z próby s dla danych: 27, 13, 58, 20, 16, 15.

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

Wyniki egzaminu mają rozkład normalny ze średnią 70 i odchyleniem standardowym 12. Wyznacz wynik z z dla wyniku 94.

μ = 70σ = 12x = 94
z =
11.PrawdopodobieństwoŚredni
P(co najmniej jedna szóstka) = ??1?2?3?4?5?6P(szóstka) = 1/6 w każdym rzucie

Uczciwą kostką rzucamy 6 razy. Jakie jest prawdopodobieństwo P wyrzucenia co najmniej jednej szóstki?

n = 6
P =
12.PrawdopodobieństwoTrudny
xp(x)00,310,220,2530,25μ

X ma pokazany rozkład, a Y = 5X − 3. Wyznacz odchylenie standardowe σY zmiennej Y.

x: 0, 1, 2, 3p(x): 0,3, 0,2, 0,25, 0,25Y = 5X − 3
σY =
13.Rozkład normalnyŚredni
144 kg148,2 kgT = X₁ + … + X₁₂?

Masy pudeł są niezależne i mają rozkład normalny ze średnią 12 kg i odchyleniem standardowym 0,8 kg. Wyznacz prawdopodobieństwo P, że łączna masa 12 z nich będzie mniejsza niż 148,2 kg. Zaokrąglij z do dwóch miejsc po przecinku.

μ = 12 kgσ = 0,8 kgn = 12< 148.2 kg
P =
14.Rozkład normalnyTrudny
0,03 mm0D − d?

Średnice otworów D mają rozkład normalny ze średnią 25,03 mm i odchyleniem standardowym 0,02 mm. Średnice wałów d są niezależne i mają rozkład normalny ze średnią 25 mm i odchyleniem standardowym 0,01 mm. Losowo wybrany wał pasuje, gdy D − d > 0. Wyznacz prawdopodobieństwo P, że pasuje. Zaokrąglij z do dwóch miejsc po przecinku.

otwór: μ = 25,03 mm, σ = 0,02 mmwał: μ = 25 mm, σ = 0,01 mm
P =
15.Przedziały ufnościŚredni
n = 21, s = 9LU = ?x̄ = 45E99%

Próba 21 elementów ma średnią 45 i odchylenie standardowe s = 9. Populacja ma w przybliżeniu rozkład normalny. Wyznacz górną granicę przedziału ufności 99% dla średniej.

n = 21x̄ = 45s = 999%t(20) = 2,845
górna granica =
16.Przedziały ufnościTrudny
σ = 21, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 595%

Odchylenie standardowe populacji wynosi 21. Jak liczna musi być próba n, aby przedział ufności 95% dla średniej miał margines błędu co najwyżej 5?

σ = 21E = 595%
n =
17.Testy hipotez i przedziały ufnościŚredni
t −1,99801,998

Próba 64 studentów ma średni wynik 125,4 i odchylenie standardowe z próby 15. Wyznacz statystykę testową t dla H₀: μ = 120.

μ₀ = 120x̄ = 125,4s = 15n = 64
t =
18.Testy hipotez i przedziały ufnościTrudny
−1,961,96z = ?

W badaniu klinicznym wyzdrowiało 120 z 200 pacjentów leczonych metodą A i 128 z 250 pacjentów leczonych metodą B. Korzystając z frakcji łącznej, wyznacz statystykę testową z dla H₀: p₁ = p₂.

x₁ = 120n₁ = 200x₂ = 128n₂ = 250
z =
19.Regresja liniowa i korelacjaŚredni
xy36157779091071112013127xy510100

Tabela podaje 6 par obserwacji x = liczba godzin nauki i y = wynik egzaminu. Wyznacz współczynnik korelacji Pearsona r.

n = 6
r =
20.Regresja liniowa i korelacjaTrudny
xy335445548651752860xy468405060x = 6,5

Tabela podaje 6 par obserwacji x = wydatki na reklamę w tys. € i y = sprzedaż w tys. €. Użyj prostej najmniejszych kwadratów ŷ = a + b·x. Wykonano nową obserwację (6,5, 55). Wyznacz jej resztę e = y − ŷ.

n = 6(6,5, 55)
e =

3Roztwory

1.Wartość pieniądza w czasie

Odpowiedź: EAR = 23,36 %

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 na okres

r/m = 0,21/365 = 0,0005753

Kapitalizacja w ciągu roku

EAR = (1 + 0,0005753)365 − 1 = 1,234 − 1 = 23,36%

Odpowiedź

EAR = 23,36%

Efektywna stopa roczna jest zawsze wyższa od nominalnej, gdy odsetki kapitalizuje się częściej niż raz w roku.

2.Wartość pieniądza w czasie

Odpowiedź: FV = 209504 €

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.

Współczynnik renty zwykłej

((1 + 0,06)30 − 1)/0,06 = 79,06

Renta płatna z góry

Każda wpłata jest inwestowana o rok dłużej.

FV = 2 500·79,06·1,06 = €209 504,19

Odpowiedź

FV = €209 504,19
3.NPV i IRR

Odpowiedź: DPB = 2,771 lata

Okres zwrotu: czas, po którym skumulowane przepływy pieniężne zwracają nakład początkowy. Zakłada się, że gotówka wpływa równomiernie w ciągu każdego roku, więc ostatnia część to ułamek roku. Prosty okres zwrotu pomija wartość pieniądza w czasie; zdyskontowany okres zwrotu wykorzystuje zamiast tego zdyskontowane przepływy.

Przepływy zdyskontowane i skumulowane

rok 1: 10 500/1,05 = 10 000,00 → Σ = 10 000,00
rok 2: 12 500/1,103 = 11 337,87 → Σ = 21 337,87
rok 3: 13 000/1,158 = 11 229,89 → Σ = 32 567,76

Ułamek ostatniego roku

DPB = 2 + 8 662,13/11 229,89 = 2,771

Odpowiedź

DPB = 2,771 lata

Zdyskontowany okres zwrotu jest zawsze dłuższy niż prosty okres zwrotu (2,538 lat).

4.NPV i IRR

Odpowiedź: IRR = 26,71 %

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(25%) = 512,00
NPV(30%) = −923,99

Zawężaj

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

IRR ≈ 25 + 5·512,00/(512,00 − (−923,99)) = 26,78%
dokładnie: NPV(26,71%) = 0 → IRR = 26,71%

Odpowiedź

IRR = 26,71%
5.Cena i rentowność obligacji

Odpowiedź: HPR = −0,2825 %

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 = €45,00, i = 0,06, N = 6
€45,00·(1 − 0,705)/0,06 + €1 000·0,705 = €221,28 + €704,96 = €926,24

Cena sprzedaży

C = €45,00, i = 0,075, N = 5
€45,00·(1 − 0,6966)/0,075 + €1 000·0,6966 = €182,06 + €696,56 = €878,62

Stopa zwrotu z okresu posiadania

HPR = (45 + 878,62 − 926,24)/926,24 = −0,2825%

Odpowiedź

HPR = −0,2825%
6.Cena i rentowność obligacji

Odpowiedź: YTM = 2,018 %

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

€1 055 = €30·(1 − (1 + y)⁻⁶)/y + €1 000/(1 + y)⁶

Rozwiąż numerycznie

P(2%) = €1 056,01, P(3%) = €1 000,00
YTM = 2,018%

Odpowiedź

YTM = 2,018%
7.CAPM i WACC

Odpowiedź: WACC = 8,685 %

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 = €8 000 000, E/V = 0,75, D/V = 0,25

WACC

WACC = 0,75·10% + 0,25·6%·(1 − 0,21) = 8,685%

Odpowiedź

WACC = 8,685%
8.CAPM i WACC

Odpowiedź: re = 13,83 %

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.

Usuń dźwignię z bety

βU = 1,4/(1 + 0,742·0,2) = 1,219

Zlewaruj ponownie przy nowym D/E

βL = 1,219·(1 + 0,742·0,75) = 1,898

Koszt kapitału własnego (CAPM)

re = 1,5% + 1,898·6,5% = 13,83%

Odpowiedź

re = 13,83%
9.Statystyka opisowa

Odpowiedź: s = 16,99

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 = 149/6 = 24,83

Kwadraty odchyleń

Σ(x − x̄)² = 2,167² + (−11,83)² + 33,17² + (−4,833)² + (−8,833)² + (−9,833)² = 1443

Odchylenie standardowe

s = √(1443/5) = 16,99

Odpowiedź

s = 16,99
10.Statystyka opisowa

Odpowiedź: z = 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 = (94 − 70)/12 = 2

Odpowiedź

z = 2
11.Prawdopodobieństwo

Odpowiedź: P = 0,6651

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)6 = 0,3349
P = 1 − 0,3349 = 0,6651

Odpowiedź

P = 0,6651
12.Prawdopodobieństwo

Odpowiedź: σY = 5,804

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 = 1,45, Var(X) = 1,348, σX = 1,161

Zmiana liniowa

σY = |5|·1,161 = 5,804

Odpowiedź

σY = 5,804

Średnia się przesuwa: E(Y) = 5·1,45 − 3 = 4,25.

13.Rozkład normalny

Odpowiedź: P = 0,9357

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 całkowitej

μT = 144 kg, σT = 0,8·√12 = 2,771 kg

Standaryzuj

z = (148,2 − 144)/2,771 = 1,52

Prawdopodobieństwo

P = Φ(1,52) = 0,9357

Odpowiedź

P = 0,9357
14.Rozkład normalny

Odpowiedź: P = 0,9099

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 różnicy

μ = 25,03 − 25 = 0,03 mm, σ = 0,02236 mm

Standaryzuj

z = (0 − 0,03)/0,02236 = −1,34

Prawdopodobieństwo

P = 1 − Φ(−1,34) = 0,9099

Odpowiedź

P = 0,9099
15.Przedziały ufności

Odpowiedź: górna granica = 50,59

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 = 20, t = 2,845

Margines błędu

E = 2,845·9/√21 = 5,587

Przedział

45 ± 5,587 → [39,41, 50,59]

Odpowiedź

górna granica = 50,59
16.Przedziały ufności

Odpowiedź: n = 68

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 = (1,96·21/5)² = 67,77

Zaokrąglij w górę

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

n = 68

Odpowiedź

n = 68
17.Testy hipotez i przedziały ufności

Odpowiedź: t = 2,88

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 = 15/√64 = 15/8 = 1,875

Statystyka testowa

t = (125,4 − 120)/1,875 = 2,88

Odpowiedź

t = 2,88
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 = 1,865

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 = 120/200 = 0,6
p̂₂ = 128/250 = 0,512
p̂ = 248/450 = 0,5511

Błąd standardowy przy H₀

SE = √(0,5511·0,4489·(1/200 + 1/250)) = 0,04719

Statystyka testowa

z = (0,6 − 0,512)/0,04719 = 1,865

Odpowiedź

z = 1,865

|z| < 1.96, więc nie ma podstaw do odrzucenia H₀ na poziomie 5 % (test dwustronny).

19.Regresja liniowa i korelacja

Odpowiedź: r = 0,9943

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 = 48/6 = 8
ȳ = 582/6 = 97

Sumy kwadratów i iloczynów

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 476
Syy = Σ(y − ȳ)² = 3274

Współczynnik korelacji

r = 476/√(70·3274) = 0,9943

Odpowiedź

r = 0,9943
20.Regresja liniowa i korelacja

Odpowiedź: e = 2,243

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 = 33/6 = 5,5
ȳ = 291/6 = 48,5

Sumy kwadratów i iloczynów

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 74,5

Prosta regresji

b = 74,5/17,5 = 4,257
a = 48,5 − 4,257·5,5 = 25,09
ŷ = 25,09 + 4,257·x

Wartość przewidywana

ŷ = 25,09 + 4,257·6,5 = 52,76

Reszta

e = 55 − 52,76 = 2,243

Odpowiedź

e = 2,243

Punkt leży nad prostą.

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