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
lata0123…8€2 000FV = ?

Inwestujesz €2 000 przy nominalnej stopie 2 % rocznie z kapitalizacją miesięczną. Wyznacz wartość FV inwestycji po 8 latach.

PV = €2 0002% / 12n = 8
FV = €
2.Wartość pieniądza w czasieTrudny
miesiące0123…60€12 000A?AAA

Kredyt €12 000 spłaca się równymi ratami miesięcznymi przez 5 lat. Oprocentowanie wynosi 3,6 % rocznie z miesięczną kapitalizacją. Wyznacz ratę miesięczną A.

P = €12 0003,6% / 12N = 60
A = €
3.NPV i IRRŚredni
lata0123−60 00028 00016 00020 000

Inwestycja €60 000 daje na koniec lat od 1 do 3 takie przepływy: €28 000, €16 000, €20 000. Koszt kapitału wynosi 12 %. Wyznacz wartość bieżącą netto NPV.

r = 12%CF0 = −60 000CF1 = 28 000CF2 = 16 000CF3 = 20 000
NPV = €
4.NPV i IRRTrudny
lata0123…9−80 0009 000+2%+2%+2%r = 10%, NPV = ?

Projekt kosztuje dziś €80 000. Jego przepływ wynosi €9 000 na koniec roku 1 i rośnie o 2 % rocznie aż do ostatniego przepływu na koniec roku 9. Koszt kapitału wynosi 10 %. Wyznacz wartość bieżącą netto NPV.

C0 = €80 000CF1 = €9 000g = 2%n = 9r = 10%
NPV = €
5.Cena i rentowność obligacjiŚredni
półrocza0123…10€30€30€30 + €1 000P = ?

Obligacja o wartości nominalnej €1 000 wypłaca roczny kupon 6% w dwóch ratach półrocznych, a jej wykup nastąpi po 5 latach. Rentowność do wykupu wynosi 7% rocznie. Wyznacz cenę P obligacji.

F = €1 000kupon = 6%YTM = 7%n = 5
P = €
6.Cena i rentowność obligacjiTrudny
lata0123€1 235€90€90€90 + €1 090

Obligacja z 15 latami do wykupu (wartość nominalna €1 000, roczny kupon 9%) kosztuje €1 235. Emitent może ją wykupić przed terminem za 3 lat po cenie wykupu €1 090. Wyznacz rentowność do wcześniejszego wykupu YTC w procentach.

F = €1 000kupon = 9%P = €1 235cena wcześniejszego wykupu = €1 090wcześniejszy wykup za 3 lata
YTC = %
7.CAPM i WACCŚredni
WACC = ?akcje zwykłe€6 000 000re​ = 9%akcje uprzywilejowane€1 500 000rp​ = 6%dług€3 000 000rd​ = 5%T = 20%

Firma jest finansowana akcjami zwykłymi o wartości €6 000 000, akcjami uprzywilejowanymi o wartości €1 500 000 i długiem o wartości €3 000 000. Koszt kapitału własnego wynosi 9%, koszt akcji uprzywilejowanych 6%, a koszt długu przed opodatkowaniem 5%. Stawka podatku wynosi 20%. Wyznacz WACC.

E = €6 000 000Ps = €1 500 000D = €3 000 000re = 9%rp = 6%rd = 5%T = 20%
WACC = %
8.CAPM i WACCTrudny
WACC = ?kapitał własny5 000 000 × €43,00β = 1,2rf​ = 3,5%, rm​ = 7,5%dług10 000 × €1 000rd​ = 6%T = 25%

Spółka ma 5 000 000 akcji po €43,00 za sztukę i 10 000 obligacji notowanych po €1 000 za sztukę. Koszt długu przed opodatkowaniem wynosi 6%, a stopa podatkowa 25%. Współczynnik beta akcji to 1,2, stopa wolna od ryzyka 3,5%, a stopa zwrotu z rynku 7,5%. Wyznacz WACC.

β = 1,2rf = 3,5%rm = 7,5%rd = 6%T = 25%
WACC = %
9.Statystyka opisowaŚredni
152025303540455055

Wyznacz odchylenie standardowe z próby s dla danych: 29, 38, 13, 15, 36, 57.

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

Wielkość ma rozkład normalny ze średnią 100 i odchyleniem standardowym 5. Jaka część P wartości leży powyżej 92,5?

μ = 100σ = 5x = 92,5
P =
11.PrawdopodobieństwoŚredni
n = 8k = 2N = ?

Na ile sposobów N można wybrać komisję 2 osób z grupy 8 osób? Kolejność nie ma znaczenia.

n = 8k = 2
N =
12.PrawdopodobieństwoTrudny
€p(x)−30,7960,2570,01

Gra kosztuje €3. Wygrywasz €9 z prawdopodobieństwem 0,2 i €60 z prawdopodobieństwem 0,01; w pozostałych przypadkach nic nie wygrywasz. Stawka nie jest zwracana. Wyznacz oczekiwany zysk netto E(G) na jedną grę.

stawka = €3€9: p = 0,2€60: p = 0,01
E(G) = €
13.Rozkład normalnyŚredni
144 kg145,4 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 145,4 kg. Zaokrąglij z do dwóch miejsc po przecinku.

μ = 12 kgσ = 0,8 kgn = 12< 145.4 kg
P =
14.Rozkład normalnyTrudny
380420460500540580620hdół 30%

Rozkład czasów pracy baterii jest normalny ze średnią 500 h i odchyleniem standardowym 40 h. Przeciągnij wartość graniczną tak, aby zacieniowane dolne 30% leżało na lewo od niej. Znajdź wartość graniczną x.

μ = 500 hσ = 40 h30%
x = h
15.Przedziały ufnościŚredni
n = 13, sd​ = 4,30LUd̄ = 2E = ?90%

U 13 pacjentów mierzy się ciśnienie krwi przed leczeniem i po nim. Różnice d = przed − po (mmHg) mają średnią 2 i odchylenie standardowe 4,3. Wyznacz margines błędu E przedziału ufności 90 % dla średniej różnicy.

n = 13d̄ = 2sd = 4,390%t(12) = 1,782
E = mmHg
16.Przedziały ufnościTrudny
μ₁ − μ₂, t(29) = 1,6990LU = ?x̄₁ − x̄₂E90%

Testuje się dwa nawozy. Grupa poletek 1: 26 poletek, średni plon 27 kg, odchylenie standardowe 6 kg. Grupa poletek 2: 5 poletek, średnia 21,5 kg, odchylenie standardowe 6 kg. Załóż równe wariancje (łączne t, df = n₁ + n₂ − 2). Wyznacz górną granicę przedziału ufności 90 % dla μ₁ − μ₂.

n₁ = 26x̄₁ = 27s₁ = 6n₂ = 5x̄₂ = 21,5s₂ = 690%t(29) = 1,699
górna granica = kg
17.Testy hipotez i przedziały ufnościŚredni
−2,0932,093t = ?df = 19

20 pracowników wykonuje test pisania na klawiaturze przed kursem i po nim. Dla każdej osoby zapisuje się różnicę d = po − przed (słowa na minutę). Średnia różnica wynosi 1,45, a odchylenie standardowe różnic 2,5. Wyznacz statystykę testu dla prób zależnych t dla H₀: μd = 0.

n = 20d̄ = 1,45sd = 2,5
t =
18.Testy hipotez i przedziały ufnościTrudny
z −1,64501,645

Próba 16 pomiarów ma średnią 122. Odchylenie standardowe populacji wynosi 8. Wyznacz dolną granicę L przedziału ufności 90 % dla średniej.

x̄ = 122σ = 8n = 1690%
L =
19.Regresja liniowa i korelacjaŚredni
xy18882111424119271493015533182xy202530100150

Tabela podaje 6 par obserwacji x = temperatura w °C i y = liczba sprzedanych lodów. Podane są ich sumy. Wyznacz z tych sum współczynnik korelacji Pearsona r.

n = 6Σx = 153Σy = 807Σx² = 4059Σy² = 114251Σxy = 21513
r =
20.Regresja liniowa i korelacjaTrudny
xy131229327426521xy242530x = 1,5

Tabela podaje 5 par obserwacji x = wiek samochodu w latach i y = cena w tys. €. Użyj prostej najmniejszych kwadratów ŷ = a + b·x. Wyznacz prognozę ŷ dla x = 1,5.

n = 5x = 1,5
ŷ =

3Roztwory

1.Wartość pieniądza w czasie

Odpowiedź: FV = 2347 €

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 = 0,02/12 = 0,001667
N = m·n = 12·8 = 96

Wartość przyszła

FV = 2 000·(1 + 0,001667)96 = 2 000·1,173 = €2 346,71

Odpowiedź

FV = €2 346,71
2.Wartość pieniądza w czasie

Odpowiedź: A = 218,8 €

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 miesięczna i liczba rat

i = 0,036000000000000004/12 = 0,003
N = 12·5 = 60

Rata

Wartość bieżąca N równych płatności A wynosi A·(1 − (1 + i)⁻ᴺ)/i. Przyrównaj ją do kredytu i wyznacz A.

(1 + i)−N = 0,8355
A = 12 000·0,003/(1 − 0,8355) = €218,84

Odpowiedź

A = €218,84
3.NPV i IRR

Odpowiedź: NPV = −8009 €

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 + 0,12)1 = 28 000/1,12 = 25 000,00
CF2/(1 + 0,12)2 = 16 000/1,254 = 12 755,10
CF3/(1 + 0,12)3 = 20 000/1,405 = 14 235,60

Zsumuj

NPV = €−8 009,29

Odpowiedź

NPV = €−8 009,29

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

4.NPV i IRR

Odpowiedź: NPV = −24519 €

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 renty rosnącej

((1,02)/(1,1))9 = 0,5068
PV = 9 000/(0,1 − 0,02)·(1 − 0,5068) = 55 480,96

NPV

NPV = 55 480,96 − 80 000 = −€24 519,04

Odpowiedź

NPV = −€24 519,04

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

5.Cena i rentowność obligacji

Odpowiedź: P = 958,4 €

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 = €30,00, i = 0,035, N = 10

Wartość bieżąca kuponów

€30,00·(1 − 0,7089)/0,035 = €249,50

Wartość bieżąca wartości nominalnej

€1 000·0,7089 = €708,92

Cena

P = €958,42

Odpowiedź

P = €958,42

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

6.Cena i rentowność obligacji

Odpowiedź: YTC = 3,508 %

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

1235 = 90·(1 − (1 + y)−3)/y + 1090/(1 + y)3

Rozwiąż numerycznie

y = 3%: €1 252,08
y = 4%: €1 218,76
YTC = 3,508%

Odpowiedź

YTC = 3,508%

Rentowność do wykupu wynosi 6,501%. Inwestorzy w obligację notowaną z premią oczekują jej wcześniejszego wykupu, więc niższa rentowność do wcześniejszego wykupu jest bardziej realistyczna.

7.CAPM i WACC

Odpowiedź: WACC = 7,143 %

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 = 6 000 000 + 1 500 000 + 3 000 000 = €10 500 000
E/V = 0,5714, Ps/V = 0,1429, D/V = 0,2857

WACC

WACC = 0,5714·9% + 0,1429·6% + 0,2857·5%·(1 − 0,2) = 7,143%

Odpowiedź

WACC = 7,143%
8.CAPM i WACC

Odpowiedź: WACC = 8,131 %

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 = 5 000 000·€43,00 = €215 000 000
D = 10 000·€1 000 = €10 000 000

Koszt kapitału własnego (CAPM)

re = 3,5% + 1,2·4% = 8,3%

Wagi

V = €225 000 000, E/V = 0,9556, D/V = 0,04444

WACC

WACC = 0,9556·8,3% + 0,04444·6%·(1 − 0,25) = 8,131%

Odpowiedź

WACC = 8,131%
9.Statystyka opisowa

Odpowiedź: s = 16,33

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 = 188/6 = 31,33

Kwadraty odchyleń

Σ(x − x̄)² = (−2,333)² + 6,667² + (−18,33)² + (−16,33)² + 4,667² + 25,67² = 1333

Odchylenie standardowe

s = √(1333/5) = 16,33

Odpowiedź

s = 16,33
10.Statystyka opisowa

Odpowiedź: P = 0,9332

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 = −1,5

Tablica rozkładu normalnego

Φ(−1,5) = 0,06681
P = 1 − 0,06681 = 0,9332

Odpowiedź

P = 0,9332
11.Prawdopodobieństwo

Odpowiedź: N = 28

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.

Kombinacje

C(8, 2) = (8·7)/(2·1) = 28

Odpowiedź

N = 28
12.Prawdopodobieństwo

Odpowiedź: E(G) = −0,6 €

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.

Wyniki netto

G: 6 (p = 0,2), 57 (p = 0,01), −3 (p = 0,79)

Wartość oczekiwana

E(G) = 6·0,2 + 57·0,01 − 3·0,79 = −0,6 €

Odpowiedź

E(G) = −0,6 €

Wartość ujemna oznacza, że średnio tracisz pieniądze.

13.Rozkład normalny

Odpowiedź: P = 0,695

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 = (145,4 − 144)/2,771 = 0,51

Prawdopodobieństwo

P = Φ(0,51) = 0,695

Odpowiedź

P = 0,695
14.Rozkład normalny

Odpowiedź: x = 479 h

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 = 500 − 0,52·40 = 479 h

Odpowiedź

x = 479 h
15.Przedziały ufności

Odpowiedź: E = 2,125 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 = 1,782

Margines błędu

E = 1,782·4,3/√13 = 2,125

Odpowiedź

E = 2,125 mmHg
16.Przedziały ufności

Odpowiedź: górna granica = 10,48 kg

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.

Łączne odchylenie standardowe

sp² = (25·6² + 4·6²)/29 = 36
sp = 6

Margines błędu

E = 1,699·6·√(1/26 + 1/5) = 4,978

Przedział

5,5 ± 4,978 → [0,522, 10,48]

Odpowiedź

górna granica = 10,48 kg
17.Testy hipotez i przedziały ufności

Odpowiedź: t = 2,594

Testing a mean: the test statistic measures how many standard errors the sample mean lies from the value claimed in H₀: z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n) when σ is known, t = (x̄ − μ₀)/(s/√n) when it is estimated from the sample. A confidence interval is x̄ ± (critical value)·(standard error).

Błąd standardowy średniej różnicy

SE = 2,5/√20 = 0,559

Statystyka testowa

t = 1,45/0,559 = 2,594

Odpowiedź

t = 2,594

Przy df = 19 dwustronna wartość krytyczna dla 5 % wynosi 2,093; |t| jest większe, więc H₀ odrzuca się.

18.Testy hipotez i przedziały ufności

Odpowiedź: L = 118,7

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 = 1,645·8/√16 = 3,29

Granica przedziału

L = 122 − 3,29 = 118,7

Odpowiedź

L = 118,7
19.Regresja liniowa i korelacja

Odpowiedź: r = 0,9855

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 = 21513 − 153·807/6 = 934,5
Sxx = 4059 − 153²/6 = 157,5
Syy = 114251 − 807²/6 = 5710

Współczynnik korelacji

r = 934,5/√(157,5·5710) = 0,9855

Odpowiedź

r = 0,9855
20.Regresja liniowa i korelacja

Odpowiedź: ŷ = 30,25

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 = 15/5 = 3
ȳ = 134/5 = 26,8

Sumy kwadratów i iloczynów

Sxx = Σ(x − x̄)² = 10
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −23

Prosta regresji

b = −23/10 = −2,3
a = 26,8 − (−2,3)·3 = 33,7
ŷ = 33,7 − 2,3·x

Prognoza

ŷ = 33,7 + (−2,3)·1,5 = 30,25

Odpowiedź

ŷ = 30,25

To niezależne materiały do ćwiczeń. ExamProblems nie jest powiązane z organizacją przeprowadzającą ten egzamin ani przez nią rekomendowane, a nazwa egzaminu służy wyłącznie do opisu treści. CFA® and Chartered Financial Analyst® są znakami towarowymi CFA Institute, organizacji niezwiązanej z ExamProblems, która go nie popiera i nie odpowiada za jego poprawność.

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