Du brauchst €15 000 in 8 Jahren. Ein Konto bringt 6 % pro Jahr bei vierteljährlicher Verzinsung. Wie viel musst du heute einzahlen? Bestimme den Barwert PV.
FV = €15 0006% / 4n = 8
PV = €
2.Zeitwert des GeldesSchwer
Ein Darlehen von €250 000 wird über 20 Jahre in gleichen Monatsraten zurückgezahlt. Der Zinssatz beträgt 2,4 % pro Jahr bei monatlicher Verzinsung. Bestimme die Monatsrate A.
P = €250 0002,4% / 12N = 240
A = €
3.Kapitalwert & interner ZinsfußMittel
Ein Projekt kostet heute €60 000 und bringt am Ende der Jahre 1 bis 4 jeweils €16 000, €17 500, €25 000, €20 000. Die Kapitalkosten betragen 8 %. 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 2 €6 500, €6 500. Bestimme seinen internen Zinsfuß IRR in Prozent.
CF0 = −10 000CF1 = 6 500CF2 = 6 500
IRR = %
5.Anleihekurs & RenditeMittel
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 zahlt einen jährlichen Kupon von 4% in zwei halbjährlichen Raten und wird in 12 Jahren fällig. Die Rendite bis zur Fälligkeit beträgt 9% pro Jahr. Bestimme den Kurs P der Anleihe.
F = €1 000Kuponsatz = 4%YTM = 9%n = 12
P = €
6.Anleihekurs & RenditeSchwer
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 zahlt einen jährlichen Kupon von 4,5% in zwei Halbjahresraten und wird in 6 Jahren fällig. Sie wird für €795 verkauft. Bestimme ihre Rendite bis zur Fälligkeit YTM als Jahreszins (das Doppelte der Halbjahresrendite) in Prozent.
F = €1 000Kuponsatz = 4,5% (2×)n = 6P = €795
YTM = %
7.CAPM & WACCMittel
Ein Unternehmen hat einen Verschuldungsgrad (zu Marktwerten) von D/E = 0,4. Seine Eigenkapitalkosten betragen 8%, seine Fremdkapitalkosten vor Steuern 6% und der Steuersatz 25,8%. Bestimme den WACC.
D/E = 0,4re = 8%rd = 6%T = 25,8%
WACC = %
8.CAPM & WACCSchwer
Ein Unternehmen hat 4 000 000 Aktien mit einem Kurs von €12,50; der Buchwert seines Eigenkapitals beträgt €30 000 000. Es hat gerade eine Dividende von €0,70 pro Aktie gezahlt, und die Dividenden wachsen um 4% pro Jahr. Sein Fremdkapital hat einen Marktwert von €15 000 000 und Kosten vor Steuern von 6%. Der Steuersatz beträgt 28%. Bestimme den WACC, mit dem Dividendenwachstumsmodell für die Eigenkapitalkosten.
Bestimme die Stichproben-Standardabweichung s der Daten: 43, 28, 44, 24, 20, 44.
n = 6
s =
10.Beschreibende StatistikSchwer
Prüfungsergebnisse sind normalverteilt mit Mittelwert 70 und Standardabweichung 12. Bestimme den z-Wert z eines Ergebnisses von 52.
μ = 70σ = 12x = 52
z =
11.WahrscheinlichkeitMittel
Bestimme für die gezeigte Verteilung die Standardabweichung σ von X.
x: 0, 1, 2, 3p(x): 0,3, 0,15, 0,2, 0,35
σ =
12.WahrscheinlichkeitSchwer
Ein Test hat 7 Multiple-Choice-Fragen. Eine Studentin, die rät, beantwortet jede unabhängig mit Wahrscheinlichkeit 0,6 richtig. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit P für genau 5 richtige Antworten?
n = 7p = 0,6k = 5
P =
13.NormalverteilungMittel
Ziehe z so, dass die schattierte Fläche zwischen −z und z unter der Standardnormalverteilung gleich 0,7699 ist. Bestimme z auf zwei Nachkommastellen.
A = 0,7699
z =
14.NormalverteilungSchwer
Die IQ-Werte sind normalverteilt mit dem Mittelwert 100 Punkte und der Standardabweichung 15 Punkte. Ziehe die Grenze so, dass die schattierten oberen 30 % rechts davon liegen. Bestimme die Grenze x.
μ = 100 Punkteσ = 15 Punkte30%
x = Punkte
15.KonfidenzintervalleMittel
Der Blutdruck von 13 Patienten wird vor und nach einer Behandlung gemessen. Die Differenzen d = vorher − nachher (mmHg) haben den Mittelwert 7,9 und die Standardabweichung 5,2. Bestimme die obere Grenze des 99-%-Konfidenzintervalls für die mittlere Differenz.
n = 13d̄ = 7,9sd = 5,299%t(12) = 3,055
obere Grenze = mmHg
16.KonfidenzintervalleSchwer
Zwei Dünger werden getestet. Parzellengruppe 1: 13 Parzellen, mittlerer Ertrag 17,5 kg, Standardabweichung 8,5 kg. Parzellengruppe 2: 8 Parzellen, Mittelwert 14,5 kg, Standardabweichung 6 kg. Nimm gleiche Varianzen an (gepoolter t-Test, df = n₁ + n₂ − 2). Bestimme die untere Grenze des 99-%-Konfidenzintervalls für μ₁ − μ₂.
Eine Stichprobe von 64 Studierenden hat einen mittleren Punktwert von 99,13 und eine Stichproben-Standardabweichung von 5. Bestimme die Teststatistik t für H₀: μ = 100.
μ₀ = 100x̄ = 99,13s = 5n = 64
t =
18.Hypothesentests & KonfidenzintervalleSchwer
Ein einseitiger z-Test bei α = 0,01 soll eine Verschiebung des Mittelwerts um 5 Einheiten mit einer Teststärke von 95 % erkennen. Die Standardabweichung beträgt 26. Bestimme den Mindeststichprobenumfang n.
Die Tabelle enthält 6 Wertepaare von x = Temperatur in °C und y = verkaufte Eiskugeln. Ihre Summen sind gegeben. Bestimme daraus den Korrelationskoeffizienten nach Pearson r.
Die Tabelle enthält 5 Wertepaare von x = Werbeausgaben in k€ und y = Umsatz in k€. Verwende die Regressionsgerade ŷ = a + b·x nach der Methode der kleinsten Quadrate. Für welchen Wert x sagt die Gerade ŷ = 47 voraus?
n = 5ŷ = 47
x =
3Lösungen
1.Zeitwert des Geldes
Antwort: PV = 9315 €
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 = 0,06/4 = 0,015
N = 4·8 = 32
Barwert
PV = FV/(1 + i)N = 15 000/1,61 = €9 314,89
Antwort
PV = €9 314,89
2.Zeitwert des Geldes
Antwort: A = 1313 €
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.
Monatszins und Anzahl der Raten
i = 0,024/12 = 0,002
N = 12·20 = 240
Rate
Der Barwert von N gleichen Raten A ist A·(1 − (1 + i)⁻ᴺ)/i. Setze ihn gleich dem Darlehen und löse nach A auf.
(1 + i)−N = 0,6191
A = 250 000·0,002/(1 − 0,6191) = €1 312,61
Antwort
A = €1 312,61
3.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: DPB = 3,703 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: 16 000/1,08 = 14 814,81 → Σ = 14 814,81
Jahr 2: 17 500/1,166 = 15 003,43 → Σ = 29 818,24
Jahr 3: 25 000/1,26 = 19 845,81 → Σ = 49 664,05
Jahr 4: 20 000/1,36 = 14 700,60 → Σ = 64 364,65
Bruchteil des letzten Jahres
DPB = 3 + 10 335,95/14 700,60 = 3,703
Antwort
DPB = 3,703 Jahre
Die dynamische Amortisationsdauer ist immer länger als die statische (3,075 Jahre).
4.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: IRR = 19,43 %
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%) = 567,11
NPV(20%) = −69,44
Eingrenzen
Lineare Interpolation liefert eine erste Schätzung; Wiederholen (oder die IRR-Funktion eines Rechners) liefert den genauen Zinssatz.
IRR ≈ 15 + 5·567,11/(567,11 − (−69,44)) = 19,45%
exakt: NPV(19,43%) = 0 → IRR = 19,43%
Antwort
IRR = 19,43%
5.Anleihekurs & Rendite
Antwort: P = 637,6 €
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 = €20,00, i = 0,045, N = 24
Barwert der Kupons
€20,00·(1 − 0,3477)/0,045 = €289,91
Barwert des Nennwerts
€1 000·0,3477 = €347,70
Kurs
P = €637,61
Antwort
P = €637,61
Die Rendite liegt über dem Kuponsatz, also notiert die Anleihe unter pari.
6.Anleihekurs & Rendite
Antwort: YTM = 8,996 %
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.
Pro Periode
C = €22,50, N = 12
Numerisch lösen
i = 4,498% pro Halbjahr
YTM
YTM = 2·4,498% = 8,996%
Antwort
YTM = 8,996%
7.CAPM & WACC
Antwort: WACC = 6,986 %
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 aus D/E
E/V = 1/(1 + 0,4) = 0,7143
D/V = 0,4/(1 + 0,4) = 0,2857
WACC
WACC = 0,7143·8% + 0,2857·6%·(1 − 0,258) = 6,986%
Antwort
WACC = 6,986%
8.CAPM & WACC
Antwort: WACC = 8,554 %
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 = (52 − 70)/12 = −1,5
Antwort
z = −1,5
11.Wahrscheinlichkeit
Antwort: σ = 1,241
Diskrete Zufallsvariablen: Eine Wahrscheinlichkeitsverteilung listet jeden Wert x, den eine Variable annehmen kann, mit seiner Wahrscheinlichkeit p(x) auf; die Wahrscheinlichkeiten liegen zwischen 0 und 1 und summieren sich zu 1. Der Erwartungswert (Mittelwert) ist E(X) = Σx·p(x), der Durchschnitt auf lange Sicht. Die Varianz ist Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ², und die Standardabweichung ist σ = √Var(X). Für eine lineare Änderung Y = aX + b gilt: E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X) und σY = |a|·σX; das Addieren einer Konstanten ändert die Streuung nicht.
Mittelwert
μ = 0·0,3 + 1·0,15 + 2·0,2 + 3·0,35 = 1,6
Mittelwert der Quadrate
E(X²) = 0·0,3 + 1·0,15 + 4·0,2 + 9·0,35 = 4,1
Varianz
Var(X) = 4,1 − 1,6² = 1,54
σ = √1,54 = 1,241
Antwort
σ = 1,241
12.Wahrscheinlichkeit
Antwort: P = 0,2613
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 + 0,7699)/2 = 0,8849
Die z-Tabelle rückwärts lesen
Finde 0,8849 in der Tabelle und lies z ab.
z = 1,20
Antwort
z = 1,20
14.Normalverteilung
Antwort: x = 107,8 Punkte
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) = 0,7
z aus der Tabelle
z ≈ 0,52
Zurück zu den ursprünglichen Einheiten
x = 100 + 0,52·15 = 107,8 Punkte
Antwort
x = 107,8 Punkte
15.Konfidenzintervalle
Antwort: obere Grenze = 12,31 mmHg
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.
Kritischer Wert
df = 12, t = 3,055
Fehlermarge
E = 3,055·5,2/√13 = 4,406
Intervall
7,9 ± 4,406 → [3,494, 12,31]
Antwort
obere Grenze = 12,31 mmHg
16.Konfidenzintervalle
Antwort: untere Grenze = −6,866 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 = (12·8,5² + 7·6²)/19 = 58,89
sp = 7,674
Fehlermarge
E = 2,861·7,674·√(1/13 + 1/8) = 9,866
Intervall
3 ± 9,866 → [−6,866, 12,87]
Antwort
untere Grenze = −6,866 kg
17.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: t = −1,392
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 = 5/√64 = 5/8 = 0,625
Teststatistik
t = (99,13 − 100)/0,625 = −1,392
Antwort
t = −1,392
t0,025; df = 63 = 1,998
|t| < 1.998, also wird H₀ auf dem 5-%-Niveau (zweiseitig) nicht verworfen.
18.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: n = 427
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 = ((2,326 + 1,645)·26/5)² = 426,4
Aufrunden
n = 427
Antwort
n = 427
19.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: r = 0,9935
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 = 22387 − 147·872/6 = 1023
Sxx = 3759 − 147²/6 = 157,5
Syy = 133462 − 872²/6 = 6731
Korrelationskoeffizient
r = 1023/√(157,5·6731) = 0,9935
Antwort
r = 0,9935
20.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: x = 4,412
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.