Prática de métodos quantitativos e renda fixa do CFA Level I: pacote de revisão

Formulários, as principais etapas dos métodos de cada tópico e 20 exercícios, com soluções completas no final.

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1Fórmulas e métodos

Valor temporal do dinheiro

Valor futuro
FV = PV·(1 + i)n
Valor atual
PV = FV/(1 + i)n
Vários períodos por ano
i = r/m, N = m·n
Anuidade, valor atual
PV = PMT·[1 − (1 + i)−n]/i
Anuidade, valor futuro
FV = PMT·[(1 + i)n − 1]/i

Método

  1. Desenhe uma linha do tempo com cada fluxo de caixa e o momento em que ocorre.
  2. Ajuste a taxa ao período: uma taxa mensal para pagamentos mensais.
  3. Use FV = PV·(1 + i)ⁿ para valores únicos e as fórmulas de anuidade para pagamentos iguais.
  4. Verifique o sinal e a ordem de grandeza da resposta.

VAL e TIR

Valor atual líquido
NPV = −C0 + Σ CFt/(1 + r)t
Fluxos iguais
NPV = −C0 + CF·[1 − (1 + r)−n]/r
Taxa interna de retorno
o r em que NPV = 0
Decisão
aceitar se NPV > 0 (ou IRR > retorno exigido)

Método

  1. Liste todos os fluxos de caixa com o seu ano; o investimento no ano 0 é negativo.
  2. Desconte cada fluxo de caixa: CFt/(1 + r)t.
  3. Some-os para obter o VPL. Positivo significa que o projeto rende mais que r.
  4. Para a TIR, encontre a taxa que zera o VPL por tentativa ou interpolação.

Preço e rendimento de títulos

Preço do título
P = C·(1 − (1 + y)−n)/y + F/(1 + y)n
Semestral
C/2, y/2 e 2n períodos
Rendimento corrente
C/P
Preço e rendimento
rendimento sobe → preço cai

Método

  1. Encontre o cupom por período e o rendimento por período.
  2. Preço = valor presente dos cupons (uma anuidade) + valor presente do valor de face.
  3. Para cupons semestrais use metade do cupom, metade do rendimento e o dobro de períodos.
  4. Verificação: se o rendimento está acima da taxa de cupom, o preço fica abaixo do valor de face.

CAPM e WACC

CAPM
re = rf + β·(rm − rf)
WACC
E/V·re + D/V·rd·(1 − T)
Valor da empresa
V = E + D

Estatística descritiva

Média
x̄ = Σx/n
Desvio-padrão amostral
s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
Mediana
valor do meio dos dados ordenados
Pontuação z
z = (x − μ)/σ
Distribuição normal
68% dentro de ±1σ, 95% dentro de ±2σ

Probabilidades

Complementar
P(not A) = 1 − P(A)
Regra da adição
P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B)
Eventos independentes
P(A ∩ B) = P(A)·P(B)
Probabilidade condicional
P(A|B) = P(A ∩ B)/P(B)
Binomial
P(X = k) = C(n,k)·pk(1 − p)n−k

Distribuição normal

Pontuação z
z = (x − μ)/σ
Abaixo de x
P(X < x) = Φ(z)
Acima de x
P(X > x) = 1 − Φ(z)
Entre
Φ(z2) − Φ(z1)
Percentil
x = μ + z·σ

Método

  1. Converta o valor em um escore z: z = (x − μ)/σ.
  2. Procure Φ(z), a área à esquerda de z.
  3. Para a área à direita use 1 − Φ(z); para um intervalo subtraia as duas áreas à esquerda.
  4. Para um percentil, faça o caminho inverso: encontre z para a área e depois x = μ + z·σ.

Intervalos de confiança

σ conhecido
x̄ ± z·σ/√n
σ desconhecido
x̄ ± t·s/√n, df = n − 1
z crítico
90%: 1,645, 95%: 1,96, 99%: 2,576
Tamanho da amostra
n = (z·σ/E)², rounded up

Método

  1. Escolha entre z (σ populacional conhecido) e t (só o s amostral, com n − 1 graus de liberdade).
  2. Encontre o valor crítico para o nível de confiança.
  3. Margem de erro: E = valor crítico × desvio-padrão/√n.
  4. Intervalo: x̄ ± E.

Testes de hipóteses e intervalos de confiança

Teste z para uma média
z = (x̄ − μ0)/(σ/√n)
Teste t para uma média
t = (x̄ − μ0)/(s/√n), df = n − 1
Bilateral a 5%
rejeite H0 se |z| > 1,96
Intervalo de confiança
x̄ ± z·σ/√n

Método

  1. Enuncie H₀ e H₁ e decida se o teste é unilateral ou bilateral.
  2. Calcule a estatística de teste: (x̄ − μ₀)/(σ/√n), ou com s e t.
  3. Compare com o valor crítico, ou encontre o valor-p.
  4. Rejeite H₀ se a estatística estiver além do valor crítico (p abaixo de α) e enuncie a conclusão em palavras.

Regressão linear e correlação

Somas de quadrados
Sxx = Σ(x − x̄)² = Σx² − (Σx)²/n, Sxy = Σxy − ΣxΣy/n
Inclinação
b = Sxy/Sxx
Intercepto
a = ȳ − b·x̄
Correlação
r = Sxy/√(SxxSyy)
Resíduo
e = y − ŷ

2Exercícios

1.Valor temporal do dinheiroMédia
anos0123…9PV = ?€8 000+1%+1%…r = 3%

Espera-se que um imóvel renda um aluguel líquido de €8 000 no próximo ano. Espera-se que o aluguel cresça 1% ao ano para sempre. O retorno exigido é 3% ao ano. Encontre o valor PV do imóvel hoje.

C1 = €8 000g = 1%r = 3%
PV = €
2.Valor temporal do dinheiroDifícil
meses0123…120A?AA€50 000

Você quer €50 000 daqui a 10 anos. Você poupa o mesmo valor no final de cada mês em uma conta que rende 4,2% ao ano, capitalizados mensalmente. Encontre o depósito mensal A.

FV = €50 0004,2% / 12N = 120
A = €
3.VAL e TIRMédia
anos01234−45 00011 00016 00010 00013 000

Um investimento de €45 000 gera estes fluxos no fim dos anos 1 a 4: €11 000, €16 000, €10 000, €13 000. O custo do capital é de 5 %. Calcule o valor atual líquido NPV.

r = 5%CF0 = −45 000CF1 = 11 000CF2 = 16 000CF3 = 10 000CF4 = 13 000
NPV = €
4.VAL e TIRDifícil
anos0123−10 0005 0006 0006 000

Um projeto custa €10 000 e devolve €5 000, €6 000, €6 000 no fim dos anos 1 a 3. Calcule a sua taxa interna de rendibilidade IRR em percentagem.

CF0 = −10 000CF1 = 5 000CF2 = 6 000CF3 = 6 000
IRR = %
5.Preço e rendimento de títulosMédia
anos0123…10P€60€60€60 + €1 000

Um título com valor de face de €1 000 paga um cupom anual de 6% e vence em 10 anos. Seu rendimento até o vencimento muda de 2,5% para 3,5%. Quanto ΔP varia o preço do título?

F = €1 000cupom = 6%n = 10y1 = 2,5%y2 = 3,5%
ΔP = €
6.Preço e rendimento de títulosDifícil
anos0123€960€80€80 + €1 000

Um título com valor de face de €1 000 e cupom anual de 8% vence em 3 anos e é vendido por €960. Calcule seu rendimento até o vencimento YTM em porcentagem.

F = €1 000cupom = 8%n = 3P = €960
YTM = %
7.CAPM e WACCMédia
WACC = ?capital próprio€3 000 000re​ = 8%dívida€5 000 000rd​ = 4%T = 21%

Uma empresa tem capital próprio de €3 000 000 e dívida de €5 000 000. Seu custo do capital próprio é 8%, seu custo da dívida antes dos impostos é 4% e a alíquota de imposto é 21%. Calcule o WACC.

E = €3 000 000D = €5 000 000re = 8%rd = 4%T = 21%
WACC = %
8.CAPM e WACCDifícil
WACC = ?capital próprio5 000 000 × €16,00D0​ = €1,00g = 3%dívida€80 000 000rd​ = 4%T = 21%

Uma empresa tem 5 000 000 ações negociadas a €16,00; o valor contábil do seu patrimônio líquido é €48 000 000. Ela acaba de pagar um dividendo de €1,00 por ação, e os dividendos crescem 3% ao ano. Sua dívida tem valor de mercado de €80 000 000 e custo antes dos impostos de 4%. A alíquota de imposto é 21%. Encontre o WACC, usando o modelo de crescimento de dividendos para o custo do capital próprio.

N = 5 000 000P0 = €16,00patrimônio contábil = €48 000 000D0 = €1,00g = 3%D = €80 000 000rd = 4%T = 21%
WACC = %
9.Estatística descritivaMédia
2530354045505560

Calcule o desvio-padrão amostral s dos dados: 25, 40, 36, 35, 24, 54, 60.

n = 7
s =
10.Estatística descritivaDifícil
z −2−1012

Uma grandeza segue uma distribuição normal com média 70 e desvio-padrão 20. Que proporção P dos valores está acima de 40?

μ = 70σ = 20x = 40
P =
11.ProbabilidadesMédia
xp(x)00,310,320,3530,05μ = 1,15

Para a distribuição mostrada, encontre o desvio padrão σ de X.

x: 0, 1, 2, 3p(x): 0,3, 0,3, 0,35, 0,05
σ =
12.ProbabilidadesDifícil
xp(x)00,0510,220,3530,3540,05μ

X tem a distribuição mostrada e Y = 5X + 1. Encontre o desvio padrão σY de Y.

x: 0, 1, 2, 3, 4p(x): 0,05, 0,2, 0,35, 0,35, 0,05Y = 5X + 1
σY =
13.Distribuição normalMédia
−3−2−10123zárea sombreada à direita de z = 0,0166

Arraste z para que a área sombreada sob a curva normal padrão, à direita de z, seja 0,0166. Encontre z com duas casas decimais.

A = 0,0166
z =
14.Distribuição normalDifícil
35455565758595pontosbase 20%

Os notas de prova têm distribuição normal com média 65 pontos e desvio padrão 10 pontos. Arraste o ponto de corte para que os 20% inferiores sombreados fiquem à esquerda dele. Encontre o ponto de corte x.

μ = 65 pontosσ = 10 pontos20%
x = pontos
15.Intervalos de confiançaMédia
n = 20, s = 6,5L = ?Ux̄ = 115,5E99%

Uma amostra de 20 itens tem média 115,5 e desvio-padrão s = 6,5. A população é aproximadamente normal. Calcule o limite inferior do intervalo de confiança de 99% para a média.

n = 20x̄ = 115,5s = 6,599%t(19) = 2,861
limite inferior =
16.Intervalos de confiançaDifícil
μ₁ − μ₂, t(10) = 1,8120L = ?Ux̄₁ − x̄₂E90%

Dois fertilizantes são testados. Grupo de parcelas 1: 5 parcelas, produção média 75 kg, desvio-padrão 3,5 kg. Grupo de parcelas 2: 7 parcelas, média 67,5 kg, desvio-padrão 7,5 kg. Suponha variâncias iguais (t combinado, gl = n₁ + n₂ − 2). Encontre o limite inferior do intervalo de confiança de 90% para μ₁ − μ₂.

n₁ = 5x̄₁ = 75s₁ = 3,5n₂ = 7x̄₂ = 67,5s₂ = 7,590%t(10) = 1,812
limite inferior = kg
17.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaMédia
−2,0452,045t = ?df = 29

Dois métodos de ensino são comparados. Grupo 1: 11 alunos, nota média 118,5, desvio-padrão 8,5. Grupo 2: 20 alunos, nota média 125,2, desvio-padrão 11,5. Suponha variâncias populacionais iguais e use o teste t de duas amostras com variância combinada. Encontre a estatística de teste t para H₀: μ₁ = μ₂, tomando a diferença como x̄₁ − x̄₂ (grupo 1 menos grupo 2).

n₁ = 11x̄₁ = 118,5s₁ = 8,5n₂ = 20x̄₂ = 125,2s₂ = 11,5
t =
18.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaDifícil
σ = 20, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 195%

Que tamanho deve ter uma amostra para que o intervalo de confiança a 95 % para uma média tenha uma margem de erro de no máximo 1? O desvio-padrão é 20. Calcule o menor tamanho de amostra n.

σ = 20E = 195%
n =
19.Regressão linear e correlaçãoMédia
xy125222319417516611xy24610152025

A tabela dá 6 observações pareadas de x = idade do carro em anos e y = preço em k€. Encontre o coeficiente de correlação de Pearson r.

n = 6
r =
20.Regressão linear e correlaçãoDifícil
xy177119772194231002511427116xy202580100120x = 18

A tabela dá 6 observações pareadas de x = temperatura em °C e y = sorvetes vendidos. Use a reta de mínimos quadrados ŷ = a + b·x. É feita uma nova observação (18, 73). Encontre o seu resíduo e = y − ŷ.

n = 6(18, 73)
e =

3Soluções

1.Valor temporal do dinheiro

Resposta: PV = 400000 €

Valor temporal do dinheiro: o dinheiro hoje vale mais do que a mesma quantia no futuro, porque pode render juros. Com uma taxa i por período, um montante cresce para FV = PV·(1 + i)n. Uma série de pagamentos iguais (uma renda) avalia-se somando cada pagamento, o que dá as fórmulas das rendas.

Perpetuidade crescente

PV = C1/(r − g) = 8 000/(0,03 − 0,01) = 8 000/0,02 = €400 000,00

Resposta

PV = €400 000,00
2.Valor temporal do dinheiro

Resposta: A = 336 €

Valor temporal do dinheiro: o dinheiro hoje vale mais do que a mesma quantia no futuro, porque pode render juros. Com uma taxa i por período, um montante cresce para FV = PV·(1 + i)n. Uma série de pagamentos iguais (uma renda) avalia-se somando cada pagamento, o que dá as fórmulas das rendas.

Taxa mensal e número de depósitos

i = 0,042/12 = 0,0035
N = 12·10 = 120

Depósito

A = FV·i/((1 + i)N − 1) = 50 000·0,0035/(1,521 − 1) = €335,99

Resposta

A = €335,99
3.VAL e TIR

Resposta: NPV = −677,8 €

Valor atual líquido: desconte cada fluxo de caixa até hoje com a rendibilidade exigida r e some-os: NPV = Σ CFₜ/(1 + r)ᵗ. Um projeto com NPV > 0 rende mais do que r e cria valor. A taxa interna de rendibilidade (TIR) é a taxa para a qual NPV = 0.

Valor atual de cada fluxo

CF0 = −45 000
CF1/(1 + 0,05)1 = 11 000/1,05 = 10 476,19
CF2/(1 + 0,05)2 = 16 000/1,103 = 14 512,47
CF3/(1 + 0,05)3 = 10 000/1,158 = 8 638,38
CF4/(1 + 0,05)4 = 13 000/1,216 = 10 695,13

Somar

NPV = €−677,83

Resposta

NPV = €−677,83

O VAL é negativo, logo o projeto rende menos do que a rendibilidade exigida.

4.VAL e TIR

Resposta: IRR = 30,88 %

Valor atual líquido: desconte cada fluxo de caixa até hoje com a rendibilidade exigida r e some-os: NPV = Σ CFₜ/(1 + r)ᵗ. Um projeto com NPV > 0 rende mais do que r e cria valor. A taxa interna de rendibilidade (TIR) é a taxa para a qual NPV = 0.

Enquadrar a TIR

O VAL desce quando a taxa sobe, por isso a TIR está entre uma taxa com VAL positivo e outra com VAL negativo.

NPV(30%) = 127,45
NPV(35%) = −565,46

Aproximar

A interpolação linear dá uma primeira estimativa; repeti-la (ou usar a função TIR de uma calculadora) dá a taxa exata.

IRR ≈ 30 + 5·127,45/(127,45 − (−565,46)) = 30,92%
exato: NPV(30,88%) = 0 → IRR = 30,88%

Resposta

IRR = 30,88%
5.Preço e rendimento de títulos

Resposta: ΔP = −98,41 €

Precificação de títulos: o preço de um título é o valor presente dos seus fluxos de caixa, descontados ao rendimento até o vencimento (YTM): os cupons formam uma anuidade e o valor de face é devolvido no vencimento. P = C·(1 − (1 + y)⁻ⁿ)/y + F/(1 + y)ⁿ. Quando o rendimento está acima da taxa de cupom, o título é negociado abaixo do valor de face, e vice-versa.

Preço no rendimento antigo

C = €60,00, i = 0,025, N = 10
€60,00·(1 − 0,7812)/0,025 + €1 000·0,7812 = €525,12 + €781,20 = €1 306,32

Preço no rendimento novo

C = €60,00, i = 0,035, N = 10
€60,00·(1 − 0,7089)/0,035 + €1 000·0,7089 = €499,00 + €708,92 = €1 207,92

Variação

ΔP = 1 207,92 − 1 306,32 = −€98,41

Resposta

ΔP = −€98,41
6.Preço e rendimento de títulos

Resposta: YTM = 9,597 %

Precificação de títulos: o preço de um título é o valor presente dos seus fluxos de caixa, descontados ao rendimento até o vencimento (YTM): os cupons formam uma anuidade e o valor de face é devolvido no vencimento. P = C·(1 − (1 + y)⁻ⁿ)/y + F/(1 + y)ⁿ. Quando o rendimento está acima da taxa de cupom, o título é negociado abaixo do valor de face, e vice-versa.

Equação do rendimento

€960 = €80·(1 − (1 + y)⁻³)/y + €1 000/(1 + y)³

Resolva numericamente

P(9%) = €974,69, P(10%) = €950,26
YTM = 9,597%

Resposta

YTM = 9,597%
7.CAPM e WACC

Resposta: WACC = 4,975 %

Custo de capital: o CAPM dá o retorno exigido pelos acionistas: re = rf + β·(rm − rf). O custo médio ponderado de capital combina capital próprio e dívida pelos seus valores de mercado: WACC = E/V·re + D/V·rd·(1 − T), com V = E + D. Os juros são dedutíveis do imposto, daí o (1 − T).

Pesos

V = €8 000 000, E/V = 0,375, D/V = 0,625

WACC

WACC = 0,375·8% + 0,625·4%·(1 − 0,21) = 4,975%

Resposta

WACC = 4,975%
8.CAPM e WACC

Resposta: WACC = 6,299 %

Custo de capital: o CAPM dá o retorno exigido pelos acionistas: re = rf + β·(rm − rf). O custo médio ponderado de capital combina capital próprio e dívida pelos seus valores de mercado: WACC = E/V·re + D/V·rd·(1 − T), com V = E + D. Os juros são dedutíveis do imposto, daí o (1 − T).

Custo do capital próprio

D1 = 1·1,03 = €1,03
re = 1,03/16 + 0,03 = 9,438%

Valores de mercado

E = 5 000 000·€16,00 = €80 000 000
V = €160 000 000, E/V = 0,5, D/V = 0,5

WACC

WACC = 0,5·9,438% + 0,5·4%·(1 − 0,21) = 6,299%

Resposta

WACC = 6,299%
9.Estatística descritiva

Resposta: s = 13,62

Estatística descritiva: a média é a soma a dividir por n; a mediana é o valor central dos dados ordenados (a média dos dois centrais se n for par). O desvio-padrão amostral é s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Uma pontuação z = (x − μ)/σ diz a quantos desvios-padrão da média está um valor.

Média

x̄ = 274/7 = 39,14

Desvios ao quadrado

Σ(x − x̄)² = (−14,14)² + 0,8571² + (−3,143)² + (−4,143)² + (−15,14)² + 14,86² + 20,86² = 1113

Desvio-padrão

s = √(1113/6) = 13,62

Resposta

s = 13,62
10.Estatística descritiva

Resposta: P = 0,9332

Estatística descritiva: a média é a soma a dividir por n; a mediana é o valor central dos dados ordenados (a média dos dois centrais se n for par). O desvio-padrão amostral é s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Uma pontuação z = (x − μ)/σ diz a quantos desvios-padrão da média está um valor.

Padronizar

z = −1,5

Tabela da normal padrão

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

Resposta

P = 0,9332
11.Probabilidades

Resposta: σ = 0,9097

Variáveis aleatórias discretas: uma distribuição de probabilidade lista cada valor x que uma variável pode assumir com sua probabilidade p(x); as probabilidades ficam entre 0 e 1 e somam 1. O valor esperado (média) é E(X) = Σx·p(x), a média de longo prazo. A variância é Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ², e o desvio padrão é σ = √Var(X). Para uma mudança linear Y = aX + b: E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X) e σY = |a|·σX; somar uma constante não muda a dispersão.

Média

μ = 0·0,3 + 1·0,3 + 2·0,35 + 3·0,05 = 1,15

Média dos quadrados

E(X²) = 0·0,3 + 1·0,3 + 4·0,35 + 9·0,05 = 2,15

Variância

Var(X) = 2,15 − 1,15² = 0,8275
σ = √0,8275 = 0,9097

Resposta

σ = 0,9097
12.Probabilidades

Resposta: σY = 4,815

Variáveis aleatórias discretas: uma distribuição de probabilidade lista cada valor x que uma variável pode assumir com sua probabilidade p(x); as probabilidades ficam entre 0 e 1 e somam 1. O valor esperado (média) é E(X) = Σx·p(x), a média de longo prazo. A variância é Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ², e o desvio padrão é σ = √Var(X). Para uma mudança linear Y = aX + b: E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X) e σY = |a|·σX; somar uma constante não muda a dispersão.

Dispersão de X

μ = 2,15, Var(X) = 0,9275, σX = 0,9631

Mudança linear

σY = |5|·0,9631 = 4,815

Resposta

σY = 4,815

A média de fato se desloca: E(Y) = 5·2,15 + 1 = 11,75.

13.Distribuição normal

Resposta: z = 2,13

De uma área de volta a z: Φ(z) é a área à esquerda de z. Para uma área de cauda esquerda A, encontre na tabela o z com Φ(z) = A. Uma área de cauda direita A significa Φ(z) = 1 − A. Uma área central A entre −z e z deixa (1 − A)/2 em cada cauda, então Φ(z) = (1 + A)/2. Para um valor x, use x = μ + zσ.

Área à esquerda de z

Φ(z) = 1 − 0,0166 = 0,9834

Leia a tabela de z ao contrário

Encontre 0,9834 dentro da tabela e leia z.

z = 2,13

Resposta

z = 2,13
14.Distribuição normal

Resposta: x = 56,6 pontos

De uma área de volta a z: Φ(z) é a área à esquerda de z. Para uma área de cauda esquerda A, encontre na tabela o z com Φ(z) = A. Uma área de cauda direita A significa Φ(z) = 1 − A. Uma área central A entre −z e z deixa (1 − A)/2 em cada cauda, então Φ(z) = (1 + A)/2. Para um valor x, use x = μ + zσ.

Área à esquerda

Φ(z) = 0,2

z da tabela

z ≈ −0,84

De volta às unidades originais

x = 65 − 0,84·10 = 56,6 pontos

Resposta

x = 56,6 pontos
15.Intervalos de confiança

Resposta: limite inferior = 111,3

Intervalo de confiança para uma média: x̄ ± margem de erro. Com σ populacional conhecido, a margem é z·σ/√n; tendo apenas o desvio-padrão amostral s, use t com n − 1 graus de liberdade: t·s/√n. Valores críticos: z = 1,645 (90%), 1,96 (95%), 2,576 (99%). Para obter uma margem E ou menor, você precisa de n ≥ (z·σ/E)², arredondado para cima.

Valor crítico

df = n − 1 = 19, t = 2,861

Margem de erro

E = 2,861·6,5/√20 = 4,158

Intervalo

115,5 ± 4,158 → [111,3, 119,7]

Resposta

limite inferior = 111,3
16.Intervalos de confiança

Resposta: limite inferior = 0,9039 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.

Desvio-padrão combinado

sp² = (4·3,5² + 6·7,5²)/10 = 38,65
sp = 6,217

Margem de erro

E = 1,812·6,217·√(1/5 + 1/7) = 6,596

Intervalo

7,5 ± 6,596 → [0,9039, 14,1]

Resposta

limite inferior = 0,9039 kg
17.Testes de hipóteses e intervalos de confiança

Resposta: t = −1,69

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.

Variância combinada

sp² = (10·8,5² + 19·11,5²)/29 = 111,6
sp = 10,56

Erro-padrão

SE = 10,56·√(1/11 + 1/20) = 3,965

Estatística de teste

t = (118,5 − 125,2)/3,965 = −1,69

Resposta

t = −1,69

Com gl = 29, o valor crítico bilateral a 5% é 2,045; |t| é menor, então H₀ não é rejeitada.

18.Testes de hipóteses e intervalos de confiança

Resposta: n = 1537

Teste a uma média: a estatística de teste mede a quantos erros-padrão a média amostral está do valor afirmado em H₀: z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n) quando σ é conhecido, t = (x̄ − μ₀)/(s/√n) quando é estimado pela amostra. Um intervalo de confiança é x̄ ± (valor crítico)·(erro-padrão).

Resolver em ordem a n

n = (1,96·20/1)² = 1537

Arredondar para cima

n = 1537

Resposta

n = 1537
19.Regressão linear e correlação

Resposta: r = −0,9847

Regressão por mínimos quadrados: com x̄ e ȳ as médias, Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)² e Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ), a reta ŷ = a + b·x tem inclinação b = Sxy/Sxx e intercepto a = ȳ − b·x̄, então ela sempre passa por (x̄, ȳ). O coeficiente de correlação de Pearson r = Sxy/√(Sxx·Syy) fica entre −1 e 1; r² é a fração da variação de y explicada pela reta.

Médias

x̄ = 21/6 = 3,5
ȳ = 110/6 = 18,33

Somas de quadrados e de produtos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −45
Syy = Σ(y − ȳ)² = 119,3

Coeficiente de correlação

r = −45/√(17,5·119,3) = −0,9847

Resposta

r = −0,9847
20.Regressão linear e correlação

Resposta: e = −2,79

Regressão por mínimos quadrados: com x̄ e ȳ as médias, Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)² e Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ), a reta ŷ = a + b·x tem inclinação b = Sxy/Sxx e intercepto a = ȳ − b·x̄, então ela sempre passa por (x̄, ȳ). O coeficiente de correlação de Pearson r = Sxy/√(Sxx·Syy) fica entre −1 e 1; r² é a fração da variação de y explicada pela reta.

Médias

x̄ = 132/6 = 22
ȳ = 572/6 = 95,33

Somas de quadrados e de produtos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 342

Reta de regressão

b = 342/70 = 4,886
a = 95,33 − 4,886·22 = −12,15
ŷ = −12,15 + 4,886·x

Valor previsto

ŷ = −12,15 + 4,886·18 = 75,79

Resíduo

e = 73 − 75,79 = −2,79

Resposta

e = −2,79

O ponto está abaixo da reta.

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