Du brauchst €40 000 in 6 Jahren. Ein Konto bringt 3,6 % pro Jahr bei monatlicher Verzinsung. Wie viel musst du heute einzahlen? Bestimme den Barwert PV.
FV = €40 0003,6% / 12n = 6
PV = €
2.Zeitwert des GeldesSchwer
Du sparst 10 Jahre lang am Ende jedes Monats €500. Das Konto bringt 3 % pro Jahr bei monatlicher Verzinsung. Wie viel hast du am Ende gespart? Bestimme FV.
A = €5003% / 12N = 120
FV = €
3.Kapitalwert & interner ZinsfußMittel
Ein Projekt kostet heute €60 000 und bringt 5 Jahre lang am Ende jedes Jahres €19 500. Die Kapitalkosten betragen 6 %. Nimm an, dass die Zahlungen gleichmäßig über jedes Jahr eingehen. Bestimme die dynamische Amortisationsdauer DPB in Jahren.
Ein Projekt kostet €10 000 und bringt am Ende der Jahre 1 bis 3 €3 500, €4 000, €7 000. Bestimme seinen internen Zinsfuß IRR in Prozent.
CF0 = −10 000CF1 = 3 500CF2 = 4 000CF3 = 7 000
IRR = %
5.Anleihekurs & RenditeMittel
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 zahlt einen jährlichen Kupon von 5% in zwei halbjährlichen Raten und wird in 6 Jahren fällig. Die Rendite bis zur Fälligkeit beträgt 2,5% pro Jahr. Bestimme den Kurs P der Anleihe.
F = €1 000Kuponsatz = 5%YTM = 2,5%n = 6
P = €
6.Anleihekurs & RenditeSchwer
Eine Anleihe mit 10 Jahren Restlaufzeit (Nennwert €1 000, jährlicher Kupon 9%) wird für €1 103 verkauft. Der Emittent kann sie in 3 Jahren zu einem Kündigungskurs von €1 090 kündigen. Bestimme die Rendite bis zur Kündigung YTC in Prozent.
F = €1 000Kuponsatz = 9%P = €1 103Kündigungskurs = €1 090Kündigung in 3 Jahre
YTC = %
7.CAPM & WACCMittel
Ein Unternehmen hat Eigenkapital im Wert von €2 000 000 und Fremdkapital im Wert von €3 000 000. Seine Eigenkapitalkosten betragen 8%, seine Fremdkapitalkosten vor Steuern 7% und der Steuersatz 28%. Bestimme den WACC.
E = €2 000 000D = €3 000 000re = 8%rd = 7%T = 28%
WACC = %
8.CAPM & WACCSchwer
Ein Unternehmen hat 2 000 000 Aktien zu je €47,50 und 5 000 Anleihen mit einem Kurs von je €1 050. Die Fremdkapitalkosten vor Steuern betragen 4% und der Steuersatz 20%. Das Beta der Aktie ist 1,2, der risikofreie Zinssatz 2,5% und die Marktrendite 9%. Bestimme den WACC.
β = 1,2rf = 2,5%rm = 9%rd = 4%T = 20%
WACC = %
9.Beschreibende StatistikMittel
Bestimme die Stichproben-Standardabweichung s der Daten: 22, 41, 19, 57, 34.
n = 5
s =
10.Beschreibende StatistikSchwer
Prüfungsergebnisse sind normalverteilt mit Mittelwert 70 und Standardabweichung 15. Bestimme den z-Wert z eines Ergebnisses von 58.
μ = 70σ = 15x = 58
z =
11.WahrscheinlichkeitMittel
Auf wie viele Arten N kann ein Ausschuss von 5 Personen aus einer Gruppe von 13 gewählt werden? Die Reihenfolge spielt keine Rolle.
n = 13k = 5
N =
12.WahrscheinlichkeitSchwer
Ein Test hat 7 Multiple-Choice-Fragen. Eine Studentin, die rät, beantwortet jede unabhängig mit Wahrscheinlichkeit 0,5 richtig. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit P für genau 2 richtige Antworten?
n = 7p = 0,5k = 2
P =
13.NormalverteilungMittel
Ziehe z so, dass die schattierte Fläche unter der Standardnormalverteilung rechts von z gleich 0,9162 ist. Bestimme z auf zwei Nachkommastellen.
A = 0,9162
z =
14.NormalverteilungSchwer
Die Gewichte von Beuteln sind normalverteilt mit dem Mittelwert 250 g und der Standardabweichung 5 g. Ziehe die Grenze so, dass die schattierten unteren 85 % links davon liegen. Bestimme die Grenze x.
μ = 250 gσ = 5 g85%
x = g
15.KonfidenzintervalleMittel
Die Akkulaufzeit zweier Handymodelle wird verglichen. Modell 1: 100 Handys, Mittelwert 110 h, bekannte Standardabweichung 14 h. Modell 2: 80 Handys, Mittelwert 97 h, bekannte Standardabweichung 12 h. Bestimme die untere Grenze des 99-%-Konfidenzintervalls für μ₁ − μ₂.
Über den Anteil fehlerhafter Produkte ist vorab nichts bekannt. Wie viele Produkte n müssen geprüft werden, damit ein 90-%-Konfidenzintervall für den Anteil eine Fehlermarge von höchstens 0,02 hat?
p = 0,5E = 0,0290%
n =
17.Hypothesentests & KonfidenzintervalleMittel
Eine Stichprobe von 25 Studierenden hat einen mittleren Punktwert von 105,1 und eine Stichproben-Standardabweichung von 15. Bestimme die Teststatistik t für H₀: μ = 100.
μ₀ = 100x̄ = 105,1s = 15n = 25
t =
18.Hypothesentests & KonfidenzintervalleSchwer
In einer Studie erholen sich 90 von 300 Patienten unter Behandlung A und 28 von 80 Patienten unter Behandlung B. Bestimme mit dem gepoolten Anteil die Teststatistik z für H₀: p₁ = p₂.
x₁ = 90n₁ = 300x₂ = 28n₂ = 80
z =
19.Lineare Regression und KorrelationMittel
Die Tabelle enthält 6 Wertepaare von x = Lernstunden und y = Prüfungspunkte. Ihre Summen sind gegeben. Bestimme daraus den Korrelationskoeffizienten nach Pearson r.
Die Tabelle enthält 5 Wertepaare von x = Lernstunden und y = Prüfungspunkte. Verwende die Regressionsgerade ŷ = a + b·x nach der Methode der kleinsten Quadrate. Sage ŷ für x = 3,5 voraus.
n = 5x = 3,5
ŷ =
3Lösungen
1.Zeitwert des Geldes
Antwort: PV = 32240 €
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 = 0,036000000000000004/12 = 0,003
N = 12·6 = 72
Barwert
PV = FV/(1 + i)N = 40 000/1,241 = €32 239,84
Antwort
PV = €32 239,84
2.Zeitwert des Geldes
Antwort: FV = 69871 €
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.
Du hast selbst €60 000 eingezahlt; der Rest sind Zinsen.
3.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: DPB = 3,51 Jahre
Amortisationsdauer: die Zeit, bis die kumulierten Zahlungsüberschüsse die Anfangsinvestition zurückgezahlt haben. Man nimmt an, dass das Geld gleichmäßig über jedes Jahr eingeht, der letzte Teil ist also ein Bruchteil eines Jahres. Die statische Amortisationsdauer vernachlässigt den Zeitwert des Geldes; die dynamische Amortisationsdauer verwendet stattdessen die abgezinsten Zahlungen.
Abgezinste und kumulierte Zahlungen
Jahr 1: 19 500/1,06 = 18 396,23 → Σ = 18 396,23
Jahr 2: 19 500/1,124 = 17 354,93 → Σ = 35 751,16
Jahr 3: 19 500/1,191 = 16 372,58 → Σ = 52 123,73
Jahr 4: 19 500/1,262 = 15 445,83 → Σ = 67 569,56
Bruchteil des letzten Jahres
DPB = 3 + 7 876,27/15 445,83 = 3,51
Antwort
DPB = 3,51 Jahre
Die dynamische Amortisationsdauer ist immer länger als die statische (3,077 Jahre).
4.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: IRR = 18,55 %
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(15%) = 670,67
NPV(20%) = −254,63
Eingrenzen
Lineare Interpolation liefert eine erste Schätzung; Wiederholen (oder die IRR-Funktion eines Rechners) liefert den genauen Zinssatz.
IRR ≈ 15 + 5·670,67/(670,67 − (−254,63)) = 18,62%
exakt: NPV(18,55%) = 0 → IRR = 18,55%
Antwort
IRR = 18,55%
5.Anleihekurs & Rendite
Antwort: P = 1138 €
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 = €25,00, i = 0,0125, N = 12
Barwert der Kupons
€25,00·(1 − 0,8615)/0,0125 = €276,98
Barwert des Nennwerts
€1 000·0,8615 = €861,51
Kurs
P = €1 138,49
Antwort
P = €1 138,49
Die Rendite liegt unter dem Kuponsatz, also notiert die Anleihe über pari.
6.Anleihekurs & Rendite
Antwort: YTC = 7,796 %
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
1103 = 90·(1 − (1 + y)−3)/y + 1090/(1 + y)3
Numerisch lösen
y = 7%: €1 125,95
y = 8%: €1 097,22
YTC = 7,796%
Antwort
YTC = 7,796%
Die Rendite bis zur Fälligkeit beträgt 7,499%. Anleger in einer Anleihe über pari rechnen mit einer Kündigung, daher ist die niedrigere Rendite bis zur Kündigung die realistischere.
7.CAPM & WACC
Antwort: WACC = 6,224 %
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 = €5 000 000, E/V = 0,4, D/V = 0,6
WACC
WACC = 0,4·8% + 0,6·7%·(1 − 0,28) = 6,224%
Antwort
WACC = 6,224%
8.CAPM & WACC
Antwort: WACC = 9,928 %
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 = (58 − 70)/15 = −0,8
Antwort
z = −0,8
11.Wahrscheinlichkeit
Antwort: N = 1287
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(13, 5) = (13·12·11·10·9)/(5·4·3·2·1) = 1287
Antwort
N = 1287
12.Wahrscheinlichkeit
Antwort: P = 0,1641
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 − 0,9162 = 0,0838
Die z-Tabelle rückwärts lesen
Finde 0,0838 in der Tabelle und lies z ab.
z = −1,38
Antwort
z = −1,38
14.Normalverteilung
Antwort: x = 255,2 g
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) = 0,85
z aus der Tabelle
z ≈ 1,04
Zurück zu den ursprünglichen Einheiten
x = 250 + 1,04·5 = 255,2 g
Antwort
x = 255,2 g
15.Konfidenzintervalle
Antwort: untere Grenze = 8,005 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 = 110 − 97 = 13
Standardfehler
SE = √(14²/100 + 12²/80) = 1,939
Fehlermarge
E = 2,576·1,939 = 4,995
Intervall
13 ± 4,995 → [8,005, 18]
Antwort
untere Grenze = 8,005 h
Das Intervall enthält die 0 nicht, die Mittelwerte unterscheiden sich also signifikant.
16.Konfidenzintervalle
Antwort: n = 1692
Confidence interval for a proportion: p̂ ± z·√(p̂(1 − p̂)/n), where p̂ = x/n. To reach a margin E you need n ≥ z²·p(1 − p)/E², rounded up; without a prior estimate use p = 0,5, which gives the largest n.
Nach n auflösen
n = 1,645²·0,5·0,5/0,02² = 1691
Aufrunden
n = 1692
Antwort
n = 1692
17.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: t = 1,7
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 = 15/√25 = 15/5 = 3
Teststatistik
t = (105,1 − 100)/3 = 1,7
Antwort
t = 1,7
t0,025; df = 24 = 2,064
|t| < 2.064, also wird H₀ auf dem 5-%-Niveau (zweiseitig) nicht verworfen.
18.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: z = −0,8588
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.
Stichprobenanteile
p̂₁ = 90/300 = 0,3
p̂₂ = 28/80 = 0,35
p̂ = 118/380 = 0,3105
Standardfehler unter H₀
SE = √(0,3105·0,6895·(1/300 + 1/80)) = 0,05822
Teststatistik
z = (0,3 − 0,35)/0,05822 = −0,8588
Antwort
z = −0,8588
|z| < 1.96, also wird H₀ auf dem 5-%-Niveau (zweiseitig) nicht verworfen.
19.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: r = 0,9898
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 = 3764 − 42·484/6 = 376
Sxx = 364 − 42²/6 = 70
Syy = 41104 − 484²/6 = 2061
Korrelationskoeffizient
r = 376/√(70·2061) = 0,9898
Antwort
r = 0,9898
20.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: ŷ = 62,65
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 = 368/5 = 73,6
Quadrat- und Produktsummen
Sxx = Σ(x − x̄)² = 10
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 73
Regressionsgerade
b = 73/10 = 7,3
a = 73,6 − 7,3·5 = 37,1
ŷ = 37,1 + 7,3·x
Vorhersage
ŷ = 37,1 + 7,3·3,5 = 62,65
Antwort
ŷ = 62,65
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