Eine Rente zahlt am Ende jedes Jahres €2 000, 16 Jahre lang. Der Zinssatz beträgt 4 % pro Jahr. Bestimme den Barwert PV der Rente.
A = €2 000i = 4%n = 16
PV = €
2.Zeitwert des GeldesSchwer
Du zahlst 30 Jahre lang am Anfang jedes Jahres €2 500 ein, die erste Einzahlung heute. Das Konto bringt 6 % pro Jahr. Wie viel ist am Ende von Jahr 30 auf dem Konto? Bestimme FV.
A = €2 500i = 6%n = 30
FV = €
3.Kapitalwert & interner ZinsfußMittel
Ein Projekt kostet heute €200 000. Es erwirtschaftet am Ende des ersten Jahres €22 000, danach wächst der Zahlungsüberschuss für immer um 3 % pro Jahr. Die Kapitalkosten betragen 12 %. Bestimme den Kapitalwert NPV.
C0 = €200 000CF1 = €22 000g = 3%r = 12%
NPV = €
4.Kapitalwert & interner ZinsfußSchwer
Ein Projekt kostet €10 000 und bringt am Ende der Jahre 1 bis 3 jeweils €4 500, €5 000, €5 000. Die Zahlungen können zu den Kapitalkosten von 8 % wieder angelegt werden. Bestimme den modifizierten internen Zinsfuß MIRR in Prozent.
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 zahlt einen jährlichen Kupon von 3% in zwei halbjährlichen Raten und wird in 6 Jahren fällig. Die Rendite bis zur Fälligkeit beträgt 4% pro Jahr. Bestimme den Kurs P der Anleihe.
F = €1 000Kuponsatz = 3%YTM = 4%n = 6
P = €
6.Anleihekurs & RenditeSchwer
Eine Anleihe notiert bei €1 065 mit einer Rendite bis zur Fälligkeit von 6% (jährliche Verzinsung) und einer Macaulay-Duration von 5,1 Jahren. Schätze mit der modifizierten Duration den neuen Kurs P, wenn die Rendite um 100 Basispunkte sinkt.
P0 = €1 065y = 6%D = 5,1Δy = −100 bp
P = €
7.CAPM & WACCMittel
Ein Unternehmen hat Eigenkapital im Wert von €3 000 000 und Fremdkapital im Wert von €5 000 000. Seine Eigenkapitalkosten betragen 10%, seine Fremdkapitalkosten vor Steuern 3,5% und der Steuersatz 20%. Bestimme den WACC.
Ein Unternehmen hat 2 500 000 Aktien zu je €31,50 und 20 000 Anleihen mit einem Kurs von je €1 000. Die Fremdkapitalkosten vor Steuern betragen 4% und der Steuersatz 25%. Das Beta der Aktie ist 1,2, der risikofreie Zinssatz 4% und die Marktrendite 9%. Bestimme den WACC.
β = 1,2rf = 4%rm = 9%rd = 4%T = 25%
WACC = %
9.Beschreibende StatistikMittel
Bestimme die Stichproben-Standardabweichung s der Daten: 33, 34, 44, 54, 52.
n = 5
s =
10.Beschreibende StatistikSchwer
Eine Größe ist normalverteilt mit Mittelwert 50 und Standardabweichung 10. Welcher Anteil P der Werte liegt unter 65?
μ = 50σ = 10x = 65
P =
11.WahrscheinlichkeitMittel
Ein Beutel enthält 3 rote und 8 blaue Kugeln. Du ziehst zwei Kugeln, ohne die erste zurückzulegen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit P, dass beide rot sind?
3 / 8
P =
12.WahrscheinlichkeitSchwer
Ein Test hat 5 Multiple-Choice-Fragen. Eine Studentin, die rät, beantwortet jede unabhängig mit Wahrscheinlichkeit 0,3 richtig. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit P für genau 4 richtige Antworten?
n = 5p = 0,3k = 4
P =
13.NormalverteilungMittel
X ist normalverteilt mit dem Mittelwert 250 g und der Standardabweichung 4 g; Y ist unabhängig und normalverteilt mit dem Mittelwert 500 g und der Standardabweichung 9 g. Bestimme die Wahrscheinlichkeit P, dass X + Y größer als 759,8 g ist. Runde z auf zwei Dezimalstellen.
μX = 250, σX = 4μY = 500, σY = 9X + Y > 759,8 g
P =
14.NormalverteilungSchwer
Die Prüfungsergebnisse sind normalverteilt mit dem Mittelwert 65 Punkte und der Standardabweichung 10 Punkte. Bestimme den Wert x, unter dem 25 % von ihnen liegen (das 25. Perzentil).
μ = 65σ = 10P = 25%
x = Punkte
15.KonfidenzintervalleMittel
Die Akkulaufzeit zweier Handymodelle wird verglichen. Modell 1: 80 Handys, Mittelwert 71,5 h, bekannte Standardabweichung 15 h. Modell 2: 60 Handys, Mittelwert 57,5 h, bekannte Standardabweichung 3 h. Bestimme die obere Grenze des 90-%-Konfidenzintervalls für μ₁ − μ₂.
Eine Stichprobe von 16 Studierenden hat einen mittleren Punktwert von 70,5 und eine Stichproben-Standardabweichung von 20. Bestimme die Teststatistik t für H₀: μ = 75.
μ₀ = 75x̄ = 70,5s = 20n = 16
t =
18.Hypothesentests & KonfidenzintervalleSchwer
Eine Stichprobe von 49 Messungen hat den Mittelwert 118,9. Die Standardabweichung der Grundgesamtheit ist 4. Bestimme die obere Grenze U des 95-%-Konfidenzintervalls für den Mittelwert.
x̄ = 118,9σ = 4n = 4995%
U =
19.Lineare Regression und KorrelationMittel
Die Tabelle enthält 6 Wertepaare von x = Fahrzeugalter in Jahren und y = Preis in k€. Bestimme den Korrelationskoeffizienten nach Pearson r.
n = 6
r =
20.Lineare Regression und KorrelationSchwer
Die Tabelle enthält 5 Wertepaare von x = Temperatur in °C und y = verkaufte Eiskugeln. Verwende die Regressionsgerade ŷ = a + b·x nach der Methode der kleinsten Quadrate. Für welchen Wert x sagt die Gerade ŷ = 92 voraus?
n = 5ŷ = 92
x =
3Lösungen
1.Zeitwert des Geldes
Antwort: PV = 23305 €
Zeitwert des Geldes: Geld heute ist mehr wert als derselbe Betrag später, weil es Zinsen bringen kann. Bei einem Zinssatz i pro Periode wächst ein Betrag auf FV = PV·(1 + i)n. Eine Reihe gleicher Zahlungen (eine Annuität) wird bewertet, indem man alle Zahlungen aufsummiert; daraus ergeben sich die Rentenformeln.
Rentenbarwertfaktor
(1 − (1 + i)−n)/i = (1 − 0,5339)/0,04 = 11,65
Barwert
PV = 2 000·11,65 = €23 304,59
Antwort
PV = €23 304,59
2.Zeitwert des Geldes
Antwort: FV = 209504 €
Zeitwert des Geldes: Geld heute ist mehr wert als derselbe Betrag später, weil es Zinsen bringen kann. Bei einem Zinssatz i pro Periode wächst ein Betrag auf FV = PV·(1 + i)n. Eine Reihe gleicher Zahlungen (eine Annuität) wird bewertet, indem man alle Zahlungen aufsummiert; daraus ergeben sich die Rentenformeln.
Endwertfaktor der nachschüssigen Rente
((1 + 0,06)30 − 1)/0,06 = 79,06
Vorschüssige Rente
Jede Einzahlung ist ein Jahr länger angelegt.
FV = 2 500·79,06·1,06 = €209 504,19
Antwort
FV = €209 504,19
3.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: NPV = 44444 €
Kapitalwert: Zinse jeden Zahlungsstrom mit der geforderten Rendite r auf heute ab und addiere alle: NPV = Σ CFₜ/(1 + r)ᵗ. Ein Projekt mit NPV > 0 verdient mehr als r und schafft Wert. Der interne Zinsfuß (IRR) ist der Zinssatz, bei dem NPV = 0 ist.
Wert der Zahlungen
PV = 22 000/(0,12 − 0,03) = 244 444,44
NPV
NPV = 244 444,44 − 200 000 = €44 444,44
Antwort
NPV = €44 444,44
Der Kapitalwert ist positiv, das Projekt verdient also mehr als die geforderte Rendite.
4.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: MIRR = 16,1 %
Modifizierter interner Zinsfuß: Zinse jede Einzahlung mit dem Wiederanlagezins (meist den Kapitalkosten) bis zum Projektende auf, um den Endwert TV zu erhalten. Der MIRR ist der Zinssatz, der die Anfangsinvestition in TV überführt: MIRR = (TV/C₀)^(1/n) − 1.
Endwert der Einzahlungen
4 500·1,082 = 5 248,80
5 000·1,081 = 5 400,00
5 000·1,080 = 5 000,00
TV = 15 648,80
MIRR
MIRR = (15 648,80/10 000)1/3 − 1 = 16,1%
Antwort
MIRR = 16,1%
5.Anleihekurs & Rendite
Antwort: P = 947,1 €
Anleihebewertung: Der Kurs einer Anleihe ist der Barwert ihrer Zahlungen, abgezinst mit der Rendite bis zur Fälligkeit (YTM): Die Kupons bilden eine Annuität, und der Nennwert wird bei Fälligkeit zurückgezahlt. P = C·(1 − (1 + y)⁻ⁿ)/y + F/(1 + y)ⁿ. Liegt die Rendite über dem Kuponsatz, notiert die Anleihe unter dem Nennwert, und umgekehrt.
Pro Periode
C = €15,00, i = 0,02, N = 12
Barwert der Kupons
€15,00·(1 − 0,7885)/0,02 = €158,63
Barwert des Nennwerts
€1 000·0,7885 = €788,49
Kurs
P = €947,12
Antwort
P = €947,12
Die Rendite liegt über dem Kuponsatz, also notiert die Anleihe unter pari.
6.Anleihekurs & Rendite
Antwort: P = 1116 €
Duration: Die Macaulay-Duration ist der gewichtete mittlere Zeitpunkt, zu dem eine Anleihe ihre Zahlungen leistet, mit den Barwerten der Zahlungen als Gewichten: D = Σ t·PVₜ/P. Die modifizierte Duration D/(1 + y) schätzt die prozentuale Kursänderung bei einer kleinen Renditeänderung: %ΔP ≈ −Dmod·Δy.
Modifizierte Duration
Dmod = 5,1/1,06 = 4,811
Geschätzte Kursänderung
%ΔP ≈ −4,811·(−0,01) = 4,811%
P ≈ 1065·(1 + 0,04811) = €1 116,24
Antwort
P = €1 116,24
Die Duration ist eine lineare Schätzung; bei großen Renditeänderungen macht die Konvexität den tatsächlichen Kurs etwas höher.
7.CAPM & WACC
Antwort: WACC = 5,5 %
Kapitalkosten: Das CAPM liefert die Rendite, die Aktionäre fordern: re = rf + β·(rm − rf). Die gewichteten durchschnittlichen Kapitalkosten mischen Eigen- und Fremdkapital nach ihren Marktwerten: WACC = E/V·re + D/V·rd·(1 − T), mit V = E + D. Zinsen sind steuerlich abzugsfähig, daher der Faktor (1 − T).
Gewichte
V = €8 000 000, E/V = 0,375, D/V = 0,625
WACC
WACC = 0,375·10% + 0,625·3,5%·(1 − 0,2) = 5,5%
Antwort
WACC = 5,5%
8.CAPM & WACC
Antwort: WACC = 8,582 %
Kapitalkosten: Das CAPM liefert die Rendite, die Aktionäre fordern: re = rf + β·(rm − rf). Die gewichteten durchschnittlichen Kapitalkosten mischen Eigen- und Fremdkapital nach ihren Marktwerten: WACC = E/V·re + D/V·rd·(1 − T), mit V = E + D. Zinsen sind steuerlich abzugsfähig, daher der Faktor (1 − T).
Marktwerte
E = 2 500 000·€31,50 = €78 750 000
D = 20 000·€1 000 = €20 000 000
Eigenkapitalkosten (CAPM)
re = 4% + 1,2·5% = 10%
Gewichte
V = €98 750 000, E/V = 0,7975, D/V = 0,2025
WACC
WACC = 0,7975·10% + 0,2025·4%·(1 − 0,25) = 8,582%
Antwort
WACC = 8,582%
9.Beschreibende Statistik
Antwort: s = 9,788
Beschreibende Statistik: Der Mittelwert ist die Summe geteilt durch n; der Median ist der mittlere Wert der sortierten Daten (bei geradem n der Mittelwert der beiden mittleren Werte). Die Stichproben-Standardabweichung ist s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Ein z-Wert z = (x − μ)/σ gibt an, wie viele Standardabweichungen ein Wert vom Mittelwert entfernt liegt.
Beschreibende Statistik: Der Mittelwert ist die Summe geteilt durch n; der Median ist der mittlere Wert der sortierten Daten (bei geradem n der Mittelwert der beiden mittleren Werte). Die Stichproben-Standardabweichung ist s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Ein z-Wert z = (x − μ)/σ gibt an, wie viele Standardabweichungen ein Wert vom Mittelwert entfernt liegt.
Standardisieren
z = 1,5
Standardnormalverteilungstabelle
Φ(1,5) = 0,9332
P = 0,9332
Antwort
P = 0,9332
11.Wahrscheinlichkeit
Antwort: P = 0,05455
Wahrscheinlichkeit: Bei gleich wahrscheinlichen Ergebnissen gilt P(A) = günstige/mögliche. Bei unabhängigen Ereignissen wird multipliziert: P(A und B) = P(A)·P(B). Das Gegenereignis hilft oft: P(mindestens eins) = 1 − P(keins). Binomial: Bei n unabhängigen Versuchen mit Erfolgswahrscheinlichkeit p gilt P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.
Erster und zweiter Zug
P = 3/11 · 2/10 = 6/110 = 0,05455
Antwort
P = 0,05455
12.Wahrscheinlichkeit
Antwort: P = 0,02835
Wahrscheinlichkeit: Bei gleich wahrscheinlichen Ergebnissen gilt P(A) = günstige/mögliche. Bei unabhängigen Ereignissen wird multipliziert: P(A und B) = P(A)·P(B). Das Gegenereignis hilft oft: P(mindestens eins) = 1 − P(keins). Binomial: Bei n unabhängigen Versuchen mit Erfolgswahrscheinlichkeit p gilt P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.
Binomialformel
P(X = 4) = 5·0,34·0,71 = 5·0,0081·0,7 = 0,02835
Antwort
P = 0,02835
13.Normalverteilung
Antwort: P = 0,1587
Summen und Differenzen normalverteilter Variablen: Sind X und Y unabhängig und normalverteilt, sind auch X + Y und X − Y normalverteilt. Die Mittelwerte werden addiert oder subtrahiert: E(X ± Y) = μX ± μY. Die Varianzen addieren sich immer, auch bei einer Differenz: Var(X ± Y) = σX² + σY², also σ = √(σX² + σY²). Standardabweichungen werden nie direkt addiert. Die Summe von n unabhängigen Objekten mit derselben Verteilung hat den Mittelwert n·μ und die Standardabweichung σ·√n. Standardisiere dann wie gewohnt: z = (x − Mittelwert)/σ und lies Φ(z) ab.
Verteilung der Summe
μ = 750 g, σ = √(4² + 9²) = 9,849 g
Standardisieren
z = (759,8 − 750)/9,849 = 1
Oberer Rand
P = 1 − Φ(1) = 1 − 0,8413 = 0,1587
Antwort
P = 0,1587
14.Normalverteilung
Antwort: x = 58,26 Punkte
Normalverteilung: Rechne einen Wert x in einen z-Wert um, z = (x − μ)/σ; er gibt an, wie viele Standardabweichungen x vom Mittelwert entfernt liegt. Eine z-Tabelle (oder Φ(z)) liefert die Fläche links von z, also P(X < x). Die Fläche rechts ist 1 − Φ(z), und die Fläche zwischen zwei Werten ist die Differenz ihrer beiden Flächen.
z für das Perzentil
Φ(z) = 0,25 → z = −0,6745
Zurück zu x
x = 65 + −0,6745·10 = 58,26 Punkte
Antwort
x = 58,26 Punkte
15.Konfidenzintervalle
Antwort: obere Grenze = 16,83 h
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.
Punktschätzer
x̄₁ − x̄₂ = 71,5 − 57,5 = 14
Standardfehler
SE = √(15²/80 + 3²/60) = 1,721
Fehlermarge
E = 1,645·1,721 = 2,831
Intervall
14 ± 2,831 → [11,17, 16,83]
Antwort
obere Grenze = 16,83 h
Das Intervall enthält die 0 nicht, die Mittelwerte unterscheiden sich also signifikant.
16.Konfidenzintervalle
Antwort: untere Grenze = 0,6707 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.
Gepoolte Standardabweichung
sp² = (5·2² + 5·5,5²)/10 = 17,13
sp = 4,138
Fehlermarge
E = 1,812·4,138·√(1/6 + 1/6) = 4,329
Intervall
5 ± 4,329 → [0,6707, 9,329]
Antwort
untere Grenze = 0,6707 kg
17.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: t = −0,9
Test eines Mittelwerts: Die Teststatistik misst, wie viele Standardfehler der Stichprobenmittelwert vom in H₀ behaupteten Wert entfernt liegt: z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n), wenn σ bekannt ist, t = (x̄ − μ₀)/(s/√n), wenn es aus der Stichprobe geschätzt wird. Ein Konfidenzintervall ist x̄ ± (kritischer Wert)·(Standardfehler).
Standardfehler
SE = 20/√16 = 20/4 = 5
Teststatistik
t = (70,5 − 75)/5 = −0,9
Antwort
t = −0,9
t0,025; df = 15 = 2,131
|t| < 2.131, also wird H₀ auf dem 5-%-Niveau (zweiseitig) nicht verworfen.
18.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: U = 120
Test eines Mittelwerts: Die Teststatistik misst, wie viele Standardfehler der Stichprobenmittelwert vom in H₀ behaupteten Wert entfernt liegt: z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n), wenn σ bekannt ist, t = (x̄ − μ₀)/(s/√n), wenn es aus der Stichprobe geschätzt wird. Ein Konfidenzintervall ist x̄ ± (kritischer Wert)·(Standardfehler).
Fehlermarge
E = 1,96·4/√49 = 1,12
Intervallgrenze
U = 118,9 + 1,12 = 120
Antwort
U = 120
19.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: r = −0,9823
Regression nach der Methode der kleinsten Quadrate: Mit den Mittelwerten x̄ und ȳ, Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)² und Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) hat die Gerade ŷ = a + b·x die Steigung b = Sxy/Sxx und den Achsenabschnitt a = ȳ − b·x̄; sie geht also immer durch (x̄, ȳ). Der Korrelationskoeffizient nach Pearson r = Sxy/√(Sxx·Syy) liegt zwischen −1 und 1; r² ist der Anteil der Streuung von y, der durch die Gerade erklärt wird.
Mittelwerte
x̄ = 21/6 = 3,5
ȳ = 99/6 = 16,5
Quadrat- und Produktsummen
Sxx = Σ(x − x̄)² = 17,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −53,5
Syy = Σ(y − ȳ)² = 169,5
Korrelationskoeffizient
r = −53,5/√(17,5·169,5) = −0,9823
Antwort
r = −0,9823
20.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: x = 23,01
Regression nach der Methode der kleinsten Quadrate: Mit den Mittelwerten x̄ und ȳ, Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)² und Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) hat die Gerade ŷ = a + b·x die Steigung b = Sxy/Sxx und den Achsenabschnitt a = ȳ − b·x̄; sie geht also immer durch (x̄, ȳ). Der Korrelationskoeffizient nach Pearson r = Sxy/√(Sxx·Syy) liegt zwischen −1 und 1; r² ist der Anteil der Streuung von y, der durch die Gerade erklärt wird.
Mittelwerte
x̄ = 110/5 = 22
ȳ = 435/5 = 87
Quadrat- und Produktsummen
Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 198
Regressionsgerade
b = 198/40 = 4,95
a = 87 − 4,95·22 = −21,9
ŷ = −21,9 + 4,95·x
Nach x auflösen
x = (92 − (−21,9))/4,95 = 23,01
Antwort
x = 23,01
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