Du legst €3 000 zu einem Nominalzins von 2 % pro Jahr mit monatlicher Verzinsung an. Bestimme den Wert FV der Anlage nach 7 Jahren.
PV = €3 0002% / 12n = 7
FV = €
2.Zeitwert des GeldesSchwer
Ein Darlehen von €15 000 wird über 3 Jahre mit gleichen Monatsraten bei 3,6 % pro Jahr und monatlicher Verzinsung getilgt. Wie viel Zinsen I werden über die gesamte Laufzeit gezahlt?
P = €15 0003,6% / 12N = 36
I = €
3.Kapitalwert & interner ZinsfußMittel
Eine Maschine kostet heute €50 000. Sie erwirtschaftet 7 Jahre lang am Ende jedes Jahres €7 000 und kann danach für €12 500 verkauft werden. Die Kapitalkosten betragen 6 %. Bestimme den Kapitalwert NPV.
C0 = €50 000CF = €7 000S = €12 500n = 7r = 6%
NPV = €
4.Kapitalwert & interner ZinsfußSchwer
Ein Projekt kostet €10 000 und bringt am Ende der Jahre 1 bis 4 jeweils €6 000, €5 500, €4 000, €3 000. Die Zahlungen können zu den Kapitalkosten von 12 % wieder angelegt werden. Bestimme den modifizierten internen Zinsfuß MIRR in Prozent.
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 zahlt einen jährlichen Kupon von 4,5% in zwei halbjährlichen Raten und wird in 11 Jahren fällig. Die Rendite bis zur Fälligkeit beträgt 8% pro Jahr. Bestimme den Kurs P der Anleihe.
F = €1 000Kuponsatz = 4,5%YTM = 8%n = 11
P = €
6.Anleihekurs & RenditeSchwer
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 und einem jährlichen Kupon von 5% wird in 3 Jahren fällig und kostet €1 040. Bestimme ihre Rendite bis zur Fälligkeit YTM in Prozent.
F = €1 000Kuponsatz = 5%n = 3P = €1 040
YTM = %
7.CAPM & WACCMittel
Ein Unternehmen hat Eigenkapital im Wert von €3 000 000 und Fremdkapital im Wert von €1 000 000. Seine Eigenkapitalkosten betragen 13%, seine Fremdkapitalkosten vor Steuern 6% und der Steuersatz 21%. Bestimme den WACC.
Ein Unternehmen hat 5 000 000 Aktien zu je €17,00 und 5 000 Anleihen mit einem Kurs von je €980. Die Fremdkapitalkosten vor Steuern betragen 6% und der Steuersatz 20%. Das Beta der Aktie ist 0,8, der risikofreie Zinssatz 4% und die Marktrendite 8,5%. Bestimme den WACC.
β = 0,8rf = 4%rm = 8,5%rd = 6%T = 20%
WACC = %
9.Beschreibende StatistikMittel
Bestimme die Stichproben-Standardabweichung s der Daten: 40, 20, 49, 16, 58, 53.
n = 6
s =
10.Beschreibende StatistikSchwer
Prüfungsergebnisse sind normalverteilt mit Mittelwert 70 und Standardabweichung 20. Bestimme den z-Wert z eines Ergebnisses von 60.
μ = 70σ = 20x = 60
z =
11.WahrscheinlichkeitMittel
Ein fairer Würfel wird 5-mal geworfen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit P, mindestens eine Sechs zu würfeln?
n = 5
P =
12.WahrscheinlichkeitSchwer
Ein Test hat 7 Multiple-Choice-Fragen. Eine Studentin, die rät, beantwortet jede unabhängig mit Wahrscheinlichkeit 0,25 richtig. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit P für genau 5 richtige Antworten?
n = 7p = 0,25k = 5
P =
13.NormalverteilungMittel
Gegeben sind Kartons; ihre Massen sind unabhängig und normalverteilt mit dem Mittelwert 12 kg und der Standardabweichung 0,8 kg. Bestimme die Wahrscheinlichkeit P, dass die Gesamtmasse von 9 davon 106,8 kg übersteigt. Runde z auf zwei Dezimalstellen.
μ = 12 kgσ = 0,8 kgn = 9> 106,8 kg
P =
14.NormalverteilungSchwer
Die Körpergrößen erwachsener Männer sind normalverteilt mit dem Mittelwert 178 cm und der Standardabweichung 7 cm. Ziehe die Grenze so, dass die schattierten oberen 75 % rechts davon liegen. Bestimme die Grenze x.
μ = 178 cmσ = 7 cm75%
x = cm
15.KonfidenzintervalleMittel
Eine Stichprobe von 30 Elementen hat den Mittelwert 80,5 und die Standardabweichung s = 8. Die Grundgesamtheit ist annähernd normalverteilt. Bestimme die untere Grenze des 95-%-Konfidenzintervalls für den Mittelwert.
n = 30x̄ = 80,5s = 895%t(29) = 2,045
untere Grenze =
16.KonfidenzintervalleSchwer
Die Standardabweichung der Grundgesamtheit ist 25. Wie groß muss die Stichprobe n sein, damit ein 95-%-Konfidenzintervall für den Mittelwert eine Fehlermarge von höchstens 2 hat?
σ = 25E = 295%
n =
17.Hypothesentests & KonfidenzintervalleMittel
Zwei Fertigungslinien stellen dasselbe Teil her. Linie 1: Eine Stichprobe von 60 Teilen hat die mittlere Länge 45 mm, und die bekannte Standardabweichung der Linie ist 18 mm. Linie 2: Eine Stichprobe von 60 Teilen hat den Mittelwert 53 mm, bekannte Standardabweichung 20 mm. Bestimme die Teststatistik z für H₀: μ₁ = μ₂, mit der Differenz x̄₁ − x̄₂ (Linie 1 minus Linie 2).
Eine Stichprobe von 25 Messungen hat den Mittelwert 51. Die Standardabweichung der Grundgesamtheit ist 5. Bestimme die untere Grenze L des 90-%-Konfidenzintervalls für den Mittelwert.
x̄ = 51σ = 5n = 2590%
L =
19.Lineare Regression und KorrelationMittel
Die Tabelle enthält 6 Wertepaare von x = Temperatur in °C und y = verkaufte Eiskugeln. Bestimme den Korrelationskoeffizienten nach Pearson r.
n = 6
r =
20.Lineare Regression und KorrelationSchwer
Die Tabelle enthält 5 Wertepaare von x = Fahrzeugalter in Jahren und y = Preis in k€. Verwende die Regressionsgerade ŷ = a + b·x nach der Methode der kleinsten Quadrate. Sage ŷ für x = 1,5 voraus.
n = 5x = 1,5
ŷ =
3Lösungen
1.Zeitwert des Geldes
Antwort: FV = 3450 €
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.
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.
Monatliche Rate
i = 0,003, N = 36
A = 15 000·0,003/(1 − (1 + 0,003)−36) = €440,20
Gesamtzinsen
I = N·A − P = 36·440,2 − 15 000 = €847,04
Antwort
I = €847,04
3.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: NPV = −2610 €
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.
Barwert der jährlichen Zahlungen
7 000·5,582 = 39 076,67
Barwert des Restwerts
12 500/1,504 = 8 313,21
NPV
NPV = −50 000 + 39 076,67 + 8 313,21 = −€2 610,12
Antwort
NPV = −€2 610,12
4.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: MIRR = 22,89 %
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
6 000·1,123 = 8 429,57
5 500·1,122 = 6 899,20
4 000·1,121 = 4 480,00
3 000·1,120 = 3 000,00
TV = 22 808,77
MIRR
MIRR = (22 808,77/10 000)1/4 − 1 = 22,89%
Antwort
MIRR = 22,89%
5.Anleihekurs & Rendite
Antwort: P = 747,1 €
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 = €22,50, i = 0,04, N = 22
Barwert der Kupons
€22,50·(1 − 0,422)/0,04 = €325,15
Barwert des Nennwerts
€1 000·0,422 = €421,96
Kurs
P = €747,11
Antwort
P = €747,11
Die Rendite liegt über dem Kuponsatz, also notiert die Anleihe unter pari.
6.Anleihekurs & Rendite
Antwort: YTM = 3,57 %
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.
Gleichung für die Rendite
€1 040 = €50·(1 − (1 + y)⁻³)/y + €1 000/(1 + y)³
Numerisch lösen
P(3%) = €1 056,57, P(4%) = €1 027,75
YTM = 3,57%
Antwort
YTM = 3,57%
7.CAPM & WACC
Antwort: WACC = 10,94 %
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 = €4 000 000, E/V = 0,75, D/V = 0,25
WACC
WACC = 0,75·13% + 0,25·6%·(1 − 0,21) = 10,94%
Antwort
WACC = 10,94%
8.CAPM & WACC
Antwort: WACC = 7,447 %
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).
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 = (60 − 70)/20 = −0,5
Antwort
z = −0,5
11.Wahrscheinlichkeit
Antwort: P = 0,5981
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.
Gegenereignis
P(keine Sechs) = (5/6)5 = 0,4019
P = 1 − 0,4019 = 0,5981
Antwort
P = 0,5981
12.Wahrscheinlichkeit
Antwort: P = 0,01154
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.
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
μT = 108 kg, σT = 0,8·√9 = 2,4 kg
Standardisieren
z = (106,8 − 108)/2,4 = −0,5
Wahrscheinlichkeit
P = 1 − Φ(−0,5) = 0,6915
Antwort
P = 0,6915
14.Normalverteilung
Antwort: x = 173,3 cm
Von einer Fläche zurück zu z: Φ(z) ist die Fläche links von z. Für eine linke Randfläche A suche in der Tabelle z mit Φ(z) = A. Eine rechte Randfläche A bedeutet Φ(z) = 1 − A. Eine zentrale Fläche A zwischen −z und z lässt (1 − A)/2 auf jedem Rand übrig, also Φ(z) = (1 + A)/2. Für einen Wert x verwende x = μ + zσ.
Fläche links
Φ(z) = 0,25
z aus der Tabelle
z ≈ −0,67
Zurück zu den ursprünglichen Einheiten
x = 178 − 0,67·7 = 173,3 cm
Antwort
x = 173,3 cm
15.Konfidenzintervalle
Antwort: untere Grenze = 77,51
Konfidenzintervall für einen Mittelwert: x̄ ± Fehlermarge. Bei bekanntem σ der Grundgesamtheit ist die Fehlermarge z·σ/√n; ist nur die Stichproben-Standardabweichung s bekannt, nimm t mit n − 1 Freiheitsgraden: t·s/√n. Kritische Werte: z = 1,645 (90 %), 1,96 (95 %), 2,576 (99 %). Für eine Fehlermarge von höchstens E brauchst du n ≥ (z·σ/E)², aufgerundet.
Kritischer Wert
df = n − 1 = 29, t = 2,045
Fehlermarge
E = 2,045·8/√30 = 2,987
Intervall
80,5 ± 2,987 → [77,51, 83,49]
Antwort
untere Grenze = 77,51
16.Konfidenzintervalle
Antwort: n = 601
Konfidenzintervall für einen Mittelwert: x̄ ± Fehlermarge. Bei bekanntem σ der Grundgesamtheit ist die Fehlermarge z·σ/√n; ist nur die Stichproben-Standardabweichung s bekannt, nimm t mit n − 1 Freiheitsgraden: t·s/√n. Kritische Werte: z = 1,645 (90 %), 1,96 (95 %), 2,576 (99 %). Für eine Fehlermarge von höchstens E brauchst du n ≥ (z·σ/E)², aufgerundet.
Nach n auflösen
n = (1,96·25/2)² = 600,3
Aufrunden
Ein Stichprobenumfang ist eine ganze Zahl, und Abrunden würde die Fehlermarge zu groß machen.
n = 601
Antwort
n = 601
17.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: z = −2,303
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.
Standardfehler der Differenz
SE = √(18²/60 + 20²/60) = √12,07 = 3,474
Teststatistik
z = (45 − 53)/3,474 = −2,303
Antwort
z = −2,303
|z| > 1,96, also wird H₀ auf dem 5-%-Niveau (zweiseitig) verworfen.
18.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: L = 49,35
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 = 1,645·5/√25 = 1,645
Intervallgrenze
L = 51 − 1,645 = 49,35
Antwort
L = 49,35
19.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: r = 0,9826
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 = 141/6 = 23,5
ȳ = 389/6 = 64,83
Quadrat- und Produktsummen
Sxx = Σ(x − x̄)² = 157,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 553,5
Syy = Σ(y − ȳ)² = 2015
Korrelationskoeffizient
r = 553,5/√(157,5·2015) = 0,9826
Antwort
r = 0,9826
20.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: ŷ = 23,2
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.