Du brauchst €10 000 in 9 Jahren. Ein Konto bringt 4 % pro Jahr bei monatlicher Verzinsung. Wie viel musst du heute einzahlen? Bestimme den Barwert PV.
FV = €10 0004% / 12n = 9
PV = €
2.Zeitwert des GeldesSchwer
Du zahlst 16 Jahre lang am Anfang jedes Jahres €3 000 ein, die erste Einzahlung heute. Das Konto bringt 3 % pro Jahr. Wie viel ist am Ende von Jahr 16 auf dem Konto? Bestimme FV.
A = €3 000i = 3%n = 16
FV = €
3.Kapitalwert & interner ZinsfußMittel
Eine Investition von €30 000 bringt am Ende der Jahre 1 bis 3 diese Zahlungen: €12 000, €12 000, €7 000. Die Kapitalkosten betragen 12 %. Bestimme den Kapitalwert NPV.
Ein Projekt kostet €25 000 und bringt am Ende der Jahre 1 bis 3 €13 500, €9 000, €16 000. Bestimme seinen internen Zinsfuß IRR in Prozent.
CF0 = −25 000CF1 = 13 500CF2 = 9 000CF3 = 16 000
IRR = %
5.Anleihekurs & RenditeMittel
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 wird in 7 Jahren fällig und zahlt jährliche Kupons. Sie wird bei einer Rendite bis zur Fälligkeit von 8% für €792 verkauft. Bestimme den Kuponsatz c in Prozent.
F = €1 000n = 7P = €792YTM = 8%
c = %
6.Anleihekurs & RenditeSchwer
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 und einem jährlichen Kupon von 4% wird in 10 Jahren fällig und kostet €1 180. Bestimme ihre Rendite bis zur Fälligkeit YTM in Prozent.
F = €1 000Kuponsatz = 4%n = 10P = €1 180
YTM = %
7.CAPM & WACCMittel
Ein Unternehmen hat Eigenkapital im Wert von €2 000 000 und Fremdkapital im Wert von €2 000 000. Seine Eigenkapitalkosten betragen 11%, seine Fremdkapitalkosten vor Steuern 4% und der Steuersatz 20%. Bestimme den WACC.
Ein Unternehmen hat 1 000 000 Aktien zu je €28,50 und 20 000 Anleihen mit einem Kurs von je €1 050. Die Fremdkapitalkosten vor Steuern betragen 5% und der Steuersatz 25,8%. Das Beta der Aktie ist 0,6, der risikofreie Zinssatz 3% und die Marktrendite 7,5%. Bestimme den WACC.
β = 0,6rf = 3%rm = 7,5%rd = 5%T = 25,8%
WACC = %
9.Beschreibende StatistikMittel
Bestimme die Stichproben-Standardabweichung s der Daten: 37, 53, 29, 39, 25.
n = 5
s =
10.Beschreibende StatistikSchwer
Prüfungsergebnisse sind normalverteilt mit Mittelwert 50 und Standardabweichung 10. Bestimme den z-Wert z eines Ergebnisses von 60.
μ = 50σ = 10x = 60
z =
11.WahrscheinlichkeitMittel
Auf wie viele Arten N kann ein Ausschuss von 4 Personen aus einer Gruppe von 11 gewählt werden? Die Reihenfolge spielt keine Rolle.
n = 11k = 4
N =
12.WahrscheinlichkeitSchwer
Ein Test hat 6 Multiple-Choice-Fragen. Eine Studentin, die rät, beantwortet jede unabhängig mit Wahrscheinlichkeit 0,7 richtig. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit P für genau 2 richtige Antworten?
n = 6p = 0,7k = 2
P =
13.NormalverteilungMittel
Ziehe z so, dass die schattierte Fläche zwischen −z und z unter der Standardnormalverteilung gleich 0,3401 ist. Bestimme z auf zwei Nachkommastellen.
A = 0,3401
z =
14.NormalverteilungSchwer
Die Prüfungsergebnisse sind normalverteilt mit dem Mittelwert 65 Punkte und der Standardabweichung 10 Punkte. Bestimme den Wert x, unter dem 10 % von ihnen liegen (das 10. Perzentil).
μ = 65σ = 10P = 10%
x = Punkte
15.KonfidenzintervalleMittel
Ein 90-%-Konfidenzintervall für einen Mittelwert, basierend auf 100 Beobachtungen und bekanntem σ, hat eine Fehlermarge von 9,4. Wie groß ist die Fehlermarge E₂ eines 99-%-Intervalls aus denselben Daten?
90%n₁ = 100E₁ = 9,499%
E₂ =
16.KonfidenzintervalleSchwer
Zwei Dünger werden getestet. Parzellengruppe 1: 10 Parzellen, mittlerer Ertrag 62,5 kg, Standardabweichung 3,5 kg. Parzellengruppe 2: 11 Parzellen, Mittelwert 52,5 kg, Standardabweichung 1,5 kg. Nimm gleiche Varianzen an (gepoolter t-Test, df = n₁ + n₂ − 2). Bestimme die untere Grenze des 95-%-Konfidenzintervalls für μ₁ − μ₂.
Der Mittelwert einer Grundgesamtheit soll 100 betragen; die Standardabweichung der Grundgesamtheit ist bekanntermaßen 7,5. Eine Zufallsstichprobe von 25 Beobachtungen hat den Mittelwert 103,36. Teste H₀: μ = 100 gegen H₁: μ > 100. Bestimme den p-Wert p.
μ₀ = 100σ = 7,5n = 25x̄ = 103,36H₁: μ > μ₀
p =
18.Hypothesentests & KonfidenzintervalleSchwer
Ein einseitiger z-Test von H₀: μ = 500 gegen H₁: μ > 500 wird bei α = 0,10 mit einer Stichprobe von 100 durchgeführt; die Standardabweichung ist bekanntermaßen 5. In Wirklichkeit beträgt der Mittelwert 501,5. Bestimme die Wahrscheinlichkeit eines Fehlers 2. Art β in Prozent.
μ₀ = 500μ = 501,5σ = 5n = 100α = 0,10
β = %
19.Lineare Regression und KorrelationMittel
Die Tabelle enthält 6 Wertepaare von x = Last in kN und y = Verlängerung in mm. Ihre Summen sind gegeben. Bestimme daraus den Korrelationskoeffizienten nach Pearson r.
n = 6Σx = 42Σy = 121Σx² = 364Σy² = 3131Σxy = 1066
r =
20.Lineare Regression und KorrelationSchwer
Die Tabelle enthält 5 Wertepaare von x = Lernstunden und y = Prüfungspunkte. Verwende die Regressionsgerade ŷ = a + b·x nach der Methode der kleinsten Quadrate. Eine neue Beobachtung (2, 55) wird gemacht. Bestimme ihr Residuum e = y − ŷ.
n = 5(2, 55)
e =
3Lösungen
1.Zeitwert des Geldes
Antwort: PV = 6981 €
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.
Zinssatz und Anzahl der Perioden
i = 0,04/12 = 0,003333
N = 12·9 = 108
Barwert
PV = FV/(1 + i)N = 10 000/1,432 = €6 980,94
Antwort
PV = €6 980,94
2.Zeitwert des Geldes
Antwort: FV = 62285 €
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 + 0,03)16 − 1)/0,03 = 20,16
Vorschüssige Rente
Jede Einzahlung ist ein Jahr länger angelegt.
FV = 3 000·20,16·1,03 = €62 284,76
Antwort
FV = €62 284,76
3.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: NPV = −4737 €
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 jeder Zahlung
CF0 = −30 000
CF1/(1 + 0,12)1 = 12 000/1,12 = 10 714,29
CF2/(1 + 0,12)2 = 12 000/1,254 = 9 566,33
CF3/(1 + 0,12)3 = 7 000/1,405 = 4 982,46
Addieren
NPV = €−4 736,93
Antwort
NPV = €−4 736,93
Der Kapitalwert ist negativ, das Projekt verdient also weniger als die geforderte Rendite.
4.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: IRR = 24,34 %
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.
Den IRR eingrenzen
Der Kapitalwert sinkt mit steigendem Zins, also liegt der IRR zwischen einem Zinssatz mit positivem und einem mit negativem Kapitalwert.
NPV(20%) = 1 759,26
NPV(25%) = −248,00
Eingrenzen
Lineare Interpolation liefert eine erste Schätzung; Wiederholen (oder die IRR-Funktion eines Rechners) liefert den genauen Zinssatz.
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.
Barwert des Nennwerts
1000·(1 + 0,08)−7 = €583,49
Kupon
C = (792 − 583,49)/5,206 = €40,05
Kuponsatz
c = 40,05/1000 = 4,005%
Antwort
c = 4,005%
6.Anleihekurs & Rendite
Antwort: YTM = 1,996 %
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.
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 = 0,5, D/V = 0,5
WACC
WACC = 0,5·11% + 0,5·4%·(1 − 0,2) = 7,1%
Antwort
WACC = 7,1%
8.CAPM & WACC
Antwort: WACC = 4,856 %
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 − 50)/10 = 1
Antwort
z = 1
11.Wahrscheinlichkeit
Antwort: N = 330
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.
Kombinationen
C(11, 4) = (11·10·9·8)/(4·3·2·1) = 330
Antwort
N = 330
12.Wahrscheinlichkeit
Antwort: P = 0,05954
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.
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 von z
Φ(z) = (1 + 0,3401)/2 = 0,6700
Die z-Tabelle rückwärts lesen
Finde 0,6700 in der Tabelle und lies z ab.
z = 0,44
Antwort
z = 0,44
14.Normalverteilung
Antwort: x = 52,18 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) = 0,1 → z = −1,282
Zurück zu x
x = 65 + −1,282·10 = 52,18 Punkte
Antwort
x = 52,18 Punkte
15.Konfidenzintervalle
Antwort: E₂ = 14,72
Confidence interval for a mean: x̄ ± margin of error. With a known population σ the margin is z·σ/√n; with only the sample standard deviation s, use t with n − 1 degrees of freedom: t·s/√n. Critical values: z = 1,645 (90%), 1,96 (95%), 2,576 (99%). To get a margin E or smaller, you need n ≥ (z·σ/E)², rounded up.
Verhältnis der Fehlermargen
E₂/E₁ = (2,576/1,645)·√(100/100) = 1,566
Neue Fehlermarge
E₂ = 9,4·1,566 = 14,72
Antwort
E₂ = 14,72
16.Konfidenzintervalle
Antwort: untere Grenze = 7,583 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 = (9·3,5² + 10·1,5²)/19 = 6,987
sp = 2,643
Fehlermarge
E = 2,093·2,643·√(1/10 + 1/11) = 2,417
Intervall
10 ± 2,417 → [7,583, 12,42]
Antwort
untere Grenze = 7,583 kg
17.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: p = 0,01255
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.
Teststatistik
SE = σ/√n = 7,5/√25 = 1,5
z = (103,36 − 100)/1,5 = 2,24
Endfläche
Φ(2,24) = 0,9875
1 − Φ(2,24) = 0,0125
p-Wert
p = 0,01255
Antwort
p = 0,01255
p ≤ 0,05, also wird H₀ auf dem 5-%-Niveau verworfen.
18.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: β = 4,29 %
Teststärke: Die Teststärke 1 − β ist die Wahrscheinlichkeit, H₀ zu verwerfen, wenn sie falsch ist. Bestimme die Grenze x̄c aus μ₀ und z_α und berechne dann mit dem wahren Mittelwert die Wahrscheinlichkeit, jenseits von x̄c zu landen: z = (x̄c − μ)/(σ/√n).
Kritischer Stichprobenmittelwert
SE = 5/√100 = 0,5
x̄c = 500 + 1,282·0,5 = 500,6
z unter dem wahren Mittelwert
z = (500,6 − 501,5)/0,5 = −1,718
Fehler 2. Art
Teststärke = P(Z > −1,718) = 95,71%
β = 100% − 95,71% = 4,29%
Antwort
β = 4,29%
19.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: r = 0,9959
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.
Zentrierte Summen
Sxy = 1066 − 42·121/6 = 219
Sxx = 364 − 42²/6 = 70
Syy = 3131 − 121²/6 = 690,8
Korrelationskoeffizient
r = 219/√(70·690,8) = 0,9959
Antwort
r = 0,9959
20.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: e = −5,15
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 = 25/5 = 5
ȳ = 369/5 = 73,8
Quadrat- und Produktsummen
Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 182
Regressionsgerade
b = 182/40 = 4,55
a = 73,8 − 4,55·5 = 51,05
ŷ = 51,05 + 4,55·x
Vorhergesagter Wert
ŷ = 51,05 + 4,55·2 = 60,15
Residuum
e = 55 − 60,15 = −5,15
Antwort
e = −5,15
Der Punkt liegt unter der Geraden.
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