Eine Kreditkarte berechnet einen nominalen Zinssatz von 21 % pro Jahr bei monatlicher Verzinsung. Bestimme den effektiven Jahreszins EAR in Prozent.
r = 21%m = 12
EAR = %
2.Zeitwert des GeldesSchwer
Eine Hypothek von €250 000 wird über 30 Jahre mit gleichen Monatsraten bei 4,8 % pro Jahr und monatlicher Verzinsung getilgt. Wie viel ist direkt nach der Rate am Ende von Jahr 9 noch geschuldet? Bestimme die Restschuld B.
P = €250 0004,8% / 12N = 360k = 108
B = €
3.Kapitalwert & interner ZinsfußMittel
Ein Projekt kostet heute €40 000 und bringt am Ende der Jahre 1 bis 6 jeweils €11 000, €13 500, €10 000, €9 500, €11 000, €12 000. Die Kapitalkosten betragen 6 %. Nimm an, dass die Zahlungen gleichmäßig über jedes Jahr eingehen. Bestimme die dynamische Amortisationsdauer DPB in Jahren.
Eine Investition von €20 000 bringt 7 Jahre lang am Ende jedes Jahres €5 500. Bestimme ihren internen Zinsfuß IRR in Prozent.
C0 = €20 000CF = €5 500n = 7
IRR = %
5.Anleihekurs & RenditeMittel
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 zahlt einen jährlichen Kupon von 3% in zwei halbjährlichen Raten und wird in 10 Jahren fällig. Die Rendite bis zur Fälligkeit beträgt 6% pro Jahr. Bestimme den Kurs P der Anleihe.
F = €1 000Kuponsatz = 3%YTM = 6%n = 10
P = €
6.Anleihekurs & RenditeSchwer
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 und einem jährlichen Kupon von 5% wird in 4 Jahren fällig und kostet €1 075. Bestimme ihre Rendite bis zur Fälligkeit YTM in Prozent.
F = €1 000Kuponsatz = 5%n = 4P = €1 075
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 11%, seine Fremdkapitalkosten vor Steuern 4% und der Steuersatz 28%. Bestimme den WACC.
Ein Unternehmen hat 5 000 000 Aktien mit einem Kurs von €26,00; der Buchwert seines Eigenkapitals beträgt €39 000 000. Es hat gerade eine Dividende von €1,40 pro Aktie gezahlt, und die Dividenden wachsen um 4% pro Jahr. Sein Fremdkapital hat einen Marktwert von €130 000 000 und Kosten vor Steuern von 4%. Der Steuersatz beträgt 30%. Bestimme den WACC, mit dem Dividendenwachstumsmodell für die Eigenkapitalkosten.
Bestimme die Stichproben-Standardabweichung s der Daten: 21, 60, 26, 15, 36.
n = 5
s =
10.Beschreibende StatistikSchwer
Eine Größe ist normalverteilt mit Mittelwert 70 und Standardabweichung 8. Welcher Anteil P der Werte liegt über 74,8?
μ = 70σ = 8x = 74,8
P =
11.WahrscheinlichkeitMittel
Ein fairer Würfel wird 3-mal geworfen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit P, mindestens eine Sechs zu würfeln?
n = 3
P =
12.WahrscheinlichkeitSchwer
5 Bauteile werden geprüft, und jedes fällt unabhängig mit Wahrscheinlichkeit 0,25 aus. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit P, dass höchstens eines ausfällt?
n = 5p = 0,25
P =
13.NormalverteilungMittel
Die Lieferzeiten sind normalverteilt mit dem Mittelwert 32 min und der Standardabweichung 6 min. Welcher Anteil liegt zwischen 20 und 43,1 min? Gib P als Dezimalzahl an.
μ = 32σ = 6x1 = 20x2 = 43,1
P =
14.NormalverteilungSchwer
Die Lieferzeiten sind normalverteilt mit dem Mittelwert 32 min und der Standardabweichung 6 min. Bestimme den Wert x, unter dem 20 % von ihnen liegen (das 20. Perzentil).
μ = 32σ = 6P = 20%
x = min
15.KonfidenzintervalleMittel
Eine Stichprobe von 30 Elementen hat den Mittelwert 21,5 und die Standardabweichung s = 7. Die Grundgesamtheit ist annähernd normalverteilt. Bestimme die obere Grenze des 95-%-Konfidenzintervalls für den Mittelwert.
n = 30x̄ = 21,5s = 795%t(29) = 2,045
obere Grenze =
16.KonfidenzintervalleSchwer
Die Standardabweichung der Grundgesamtheit ist 34. Wie groß muss die Stichprobe n sein, damit ein 90-%-Konfidenzintervall für den Mittelwert eine Fehlermarge von höchstens 5 hat?
σ = 34E = 590%
n =
17.Hypothesentests & KonfidenzintervalleMittel
Eine Stichprobe von 16 Studierenden hat einen mittleren Punktwert von 127,9 und eine Stichproben-Standardabweichung von 15. Bestimme die Teststatistik t für H₀: μ = 120.
μ₀ = 120x̄ = 127,9s = 15n = 16
t =
18.Hypothesentests & KonfidenzintervalleSchwer
Ein einseitiger z-Test bei α = 0,05 soll eine Verschiebung des Mittelwerts um 5 Einheiten mit einer Teststärke von 80 % erkennen. Die Standardabweichung beträgt 17. Bestimme den Mindeststichprobenumfang n.
Die Tabelle enthält 5 Wertepaare von x = Werbeausgaben in k€ und y = Umsatz in k€. Ihre Summen sind gegeben. Bestimme daraus den Korrelationskoeffizienten nach Pearson r.
n = 5Σx = 15Σy = 241Σx² = 55Σy² = 11759Σxy = 756
r =
20.Lineare Regression und KorrelationSchwer
Die Tabelle enthält 5 Wertepaare von x = Last in kN und y = Verlängerung in mm. Verwende die Regressionsgerade ŷ = a + b·x nach der Methode der kleinsten Quadrate. Sage ŷ für x = 3 voraus.
n = 5x = 3
ŷ =
3Lösungen
1.Zeitwert des Geldes
Antwort: EAR = 23,14 %
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 pro Periode
r/m = 0,21/12 = 0,0175
Über ein Jahr aufzinsen
EAR = (1 + 0,0175)12 − 1 = 1,231 − 1 = 23,14%
Antwort
EAR = 23,14%
Der effektive Jahreszins liegt immer über dem Nominalzins, wenn die Zinsen mehr als einmal im Jahr gutgeschrieben werden.
2.Zeitwert des Geldes
Antwort: B = 208003 €
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.
Was noch geschuldet wird, muss genau durch die verbleibenden Raten getilgt werden.
N − k = 360 − 108 = 252
B = 1312·(1 − (1 + 0,004)−252)/0,004 = €208 002,71
Antwort
B = €208 002,71
3.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: DPB = 4,205 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: 11 000/1,06 = 10 377,36 → Σ = 10 377,36
Jahr 2: 13 500/1,124 = 12 014,95 → Σ = 22 392,31
Jahr 3: 10 000/1,191 = 8 396,19 → Σ = 30 788,50
Jahr 4: 9 500/1,262 = 7 524,89 → Σ = 38 313,39
Jahr 5: 11 000/1,338 = 8 219,84 → Σ = 46 533,23
Bruchteil des letzten Jahres
DPB = 4 + 1 686,61/8 219,84 = 4,205
Antwort
DPB = 4,205 Jahre
Die dynamische Amortisationsdauer ist immer länger als die statische (3,579 Jahre).
4.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: IRR = 19,68 %
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.
Erforderlicher Rentenbarwertfaktor
(1 − (1 + i)−7)/i = 20 000/5 500 = 3,636
Nach dem Zinssatz auflösen
Der Rentenbarwertfaktor sinkt, wenn der Zinssatz steigt; schließe den Zinssatz ein und grenze ihn ein.
i = 19%: 3,706
i = 20%: 3,605
IRR = 19,68%
Antwort
IRR = 19,68%
5.Anleihekurs & Rendite
Antwort: P = 776,8 €
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 = 0,03, N = 20
Barwert der Kupons
€15,00·(1 − 0,5537)/0,03 = €223,16
Barwert des Nennwerts
€1 000·0,5537 = €553,68
Kurs
P = €776,84
Antwort
P = €776,84
Die Rendite liegt über dem Kuponsatz, also notiert die Anleihe unter pari.
6.Anleihekurs & Rendite
Antwort: YTM = 2,983 %
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
€1 075 = €50·(1 − (1 + y)⁻⁴)/y + €1 000/(1 + y)⁴
Numerisch lösen
P(2%) = €1 114,23, P(3%) = €1 074,34
YTM = 2,983%
Antwort
YTM = 2,983%
7.CAPM & WACC
Antwort: WACC = 8,97 %
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 = 0,75·11% + 0,25·4%·(1 − 0,28) = 8,97%
Antwort
WACC = 8,97%
8.CAPM & WACC
Antwort: WACC = 6,2 %
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).
Eigenkapitalkosten
D1 = 1,4·1,04 = €1,46
re = 1,456/26 + 0,04 = 9,6%
Marktwerte
E = 5 000 000·€26,00 = €130 000 000
V = €260 000 000, E/V = 0,5, D/V = 0,5
WACC
WACC = 0,5·9,6% + 0,5·4%·(1 − 0,3) = 6,2%
Antwort
WACC = 6,2%
9.Beschreibende Statistik
Antwort: s = 17,64
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 = 0,6
Standardnormalverteilungstabelle
Φ(0,6) = 0,7257
P = 1 − 0,7257 = 0,2743
Antwort
P = 0,2743
11.Wahrscheinlichkeit
Antwort: P = 0,4213
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)3 = 0,5787
P = 1 − 0,5787 = 0,4213
Antwort
P = 0,4213
12.Wahrscheinlichkeit
Antwort: P = 0,6328
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.
Null und ein Ausfall
P(X = 0) = 0,755 = 0,2373
P(X = 1) = 5·0,25·0,754 = 0,3955
Addieren
P = 0,2373 + 0,3955 = 0,6328
Antwort
P = 0,6328
13.Normalverteilung
Antwort: P = 0,9451
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-Werte
z₁ = (20 − 32)/6 = −2
z₂ = (43,1 − 32)/6 = 1,85
Fläche dazwischen
P = Φ(1,85) − Φ(−2) = 0,9678 − 0,02275 = 0,9451
Antwort
P = 0,9451
14.Normalverteilung
Antwort: x = 26,95 min
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) = 0,2 → z = −0,8416
Zurück zu x
x = 32 + −0,8416·6 = 26,95 min
Antwort
x = 26,95 min
15.Konfidenzintervalle
Antwort: obere Grenze = 24,11
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 = 2,045·7/√30 = 2,614
Intervall
21,5 ± 2,614 → [18,89, 24,11]
Antwort
obere Grenze = 24,11
16.Konfidenzintervalle
Antwort: n = 126
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 = (1,645·34/5)² = 125,1
Aufrunden
Ein Stichprobenumfang ist eine ganze Zahl, und Abrunden würde die Fehlermarge zu groß machen.
n = 126
Antwort
n = 126
17.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: t = 2,107
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/√16 = 15/4 = 3,75
Teststatistik
t = (127,9 − 120)/3,75 = 2,107
Antwort
t = 2,107
t0,025; df = 15 = 2,131
|t| < 2.131, also wird H₀ auf dem 5-%-Niveau (zweiseitig) nicht verworfen.
18.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: n = 72
Stichprobenumfang für einen Test: Um eine wahre Verschiebung δ mit der Teststärke 1 − β in einem einseitigen z-Test zum Niveau α zu erkennen, muss der Standardfehler δ = (z_α + z_β)·σ/√n erfüllen, also n = ((z_α + z_β)·σ/δ)², aufgerundet.
Nach n auflösen
n = ((1,645 + 0,842)·17/5)² = 71,5
Aufrunden
n = 72
Antwort
n = 72
19.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: r = 0,8733
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 = 756 − 15·241/5 = 33
Sxx = 55 − 15²/5 = 10
Syy = 11759 − 241²/5 = 142,8
Korrelationskoeffizient
r = 33/√(10·142,8) = 0,8733
Antwort
r = 0,8733
20.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: ŷ = 11,55
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 = 30/5 = 6
ȳ = 108/5 = 21,6
Quadrat- und Produktsummen
Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 134
Regressionsgerade
b = 134/40 = 3,35
a = 21,6 − 3,35·6 = 1,5
ŷ = 1,5 + 3,35·x
Vorhersage
ŷ = 1,5 + 3,35·3 = 11,55
Antwort
ŷ = 11,55
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