Du legst €20 000 zu 7 % pro Jahr bei stetiger Verzinsung an. Bestimme den Wert FV nach 3 Jahren.
PV = €20 000r = 7%t = 3
FV = €
2.Zeitwert des GeldesSchwer
Ein Darlehen von €15 000 wird über 4 Jahre in gleichen Monatsraten zurückgezahlt. Der Zinssatz beträgt 2,4 % pro Jahr bei monatlicher Verzinsung. Bestimme die Monatsrate A.
P = €15 0002,4% / 12N = 48
A = €
3.Kapitalwert & interner ZinsfußMittel
Ein Projekt kostet heute €60 000 und bringt am Ende der Jahre 1 bis 5 jeweils €13 000, €26 500, €22 500, €15 500, €15 500. Die Kapitalkosten betragen 8 %. Nimm an, dass die Zahlungen gleichmäßig über jedes Jahr eingehen. Bestimme die dynamische Amortisationsdauer DPB in Jahren.
Ein Projekt kostet €25 000 und bringt am Ende der Jahre 1 bis 3 €11 000, €9 500, €16 000. Bestimme seinen internen Zinsfuß IRR in Prozent.
CF0 = −25 000CF1 = 11 000CF2 = 9 500CF3 = 16 000
IRR = %
5.Anleihekurs & RenditeMittel
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 zahlt einen jährlichen Kupon von 8% in zwei halbjährlichen Raten und wird in 8 Jahren fällig. Die Rendite bis zur Fälligkeit beträgt 4% pro Jahr. Bestimme den Kurs P der Anleihe.
F = €1 000Kuponsatz = 8%YTM = 4%n = 8
P = €
6.Anleihekurs & RenditeSchwer
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 und einem jährlichen Kupon von 8% wird in 5 Jahren fällig und kostet €940. Bestimme ihre Rendite bis zur Fälligkeit YTM in Prozent.
F = €1 000Kuponsatz = 8%n = 5P = €940
YTM = %
7.CAPM & WACCMittel
Ein Unternehmen ist finanziert mit Stammaktien im Wert von €8 000 000, Vorzugsaktien im Wert von €1 000 000 und Fremdkapital im Wert von €6 000 000. Die Eigenkapitalkosten betragen 11%, die Kosten der Vorzugsaktien 6% und die Fremdkapitalkosten vor Steuern 5%. Der Steuersatz beträgt 21%. Bestimme den WACC.
Das Geschäft eines Unternehmens hat ein unverschuldetes Beta (Asset-Beta) von 1,1. Es plant einen Verschuldungsgrad D/E von 1. Der Steuersatz beträgt 25%, der risikolose Zinssatz 1,5% und die Marktrisikoprämie 5%. Bestimme die Eigenkapitalkosten re bei der neuen Kapitalstruktur.
βU = 1,1D/E = 1T = 25%rf = 1,5%rm − rf = 5%
re = %
9.Beschreibende StatistikMittel
Bestimme die Stichproben-Standardabweichung s der Daten: 21, 18, 18, 26, 11, 18.
n = 6
s =
10.Beschreibende StatistikSchwer
Eine Größe ist normalverteilt mit Mittelwert 70 und Standardabweichung 10. Welcher Anteil P der Werte liegt unter 80?
μ = 70σ = 10x = 80
P =
11.WahrscheinlichkeitMittel
Bestimme für die gezeigte Verteilung die Varianz Var(X) von X.
x: 1, 2, 3, 4p(x): 0,3, 0,05, 0,3, 0,35
Var(X) =
12.WahrscheinlichkeitSchwer
Ein Test hat 8 Multiple-Choice-Fragen. Eine Studentin, die rät, beantwortet jede unabhängig mit Wahrscheinlichkeit 0,2 richtig. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit P für genau 3 richtige Antworten?
n = 8p = 0,2k = 3
P =
13.NormalverteilungMittel
Ziehe z so, dass die schattierte Fläche unter der Standardnormalverteilung rechts von z gleich 0,0934 ist. Bestimme z auf zwei Nachkommastellen.
A = 0,0934
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 unteren 80 % links davon liegen. Bestimme die Grenze x.
μ = 100 Punkteσ = 15 Punkte80%
x = Punkte
15.KonfidenzintervalleMittel
Ein 99-%-Konfidenzintervall für einen Mittelwert, basierend auf 100 Beobachtungen und bekanntem σ, hat eine Fehlermarge von 2,8. Wie groß ist die Fehlermarge E₂, wenn dieselbe Studie stattdessen 25 Beobachtungen verwendet?
99%n₁ = 100E₁ = 2,8n₂ = 25
E₂ =
16.KonfidenzintervalleSchwer
Die Standardabweichung der Grundgesamtheit ist 31. Wie groß muss die Stichprobe n sein, damit ein 95-%-Konfidenzintervall für den Mittelwert eine Fehlermarge von höchstens 2 hat?
σ = 31E = 295%
n =
17.Hypothesentests & KonfidenzintervalleMittel
Eine Stichprobe von 49 Studierenden hat einen mittleren Punktwert von 76,2 und eine Stichproben-Standardabweichung von 4. Bestimme die Teststatistik t für H₀: μ = 75.
μ₀ = 75x̄ = 76,2s = 4n = 49
t =
18.Hypothesentests & KonfidenzintervalleSchwer
In einer Studie erholen sich 65 von 100 Patienten unter Behandlung A und 207 von 300 Patienten unter Behandlung B. Bestimme mit dem gepoolten Anteil die Teststatistik z für H₀: p₁ = p₂.
x₁ = 65n₁ = 100x₂ = 207n₂ = 300
z =
19.Lineare Regression und KorrelationMittel
Die Tabelle enthält 5 Wertepaare von x = Temperatur in °C und y = verkaufte Eiskugeln. Bestimme das Bestimmtheitsmaß r² der Regressionsgeraden.
n = 5
r² =
20.Lineare Regression und KorrelationSchwer
Die Tabelle enthält 5 Wertepaare von x = Temperatur in °C und y = verkaufte Eiskugeln. Verwende die Regressionsgerade ŷ = a + b·x nach der Methode der kleinsten Quadrate. Eine neue Beobachtung (26,5, 149) wird gemacht. Bestimme ihr Residuum e = y − ŷ.
n = 5(26,5, 149)
e =
3Lösungen
1.Zeitwert des Geldes
Antwort: FV = 24674 €
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.
Exponent
r·t = 0,07·3 = 0,21
e0,21 = 1,234
Endwert
FV = 20 000·1,234 = €24 673,56
Antwort
FV = €24 673,56
2.Zeitwert des Geldes
Antwort: A = 328,1 €
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 = 12·4 = 48
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 = 0,9086
A = 15 000·0,002/(1 − 0,9086) = €328,05
Antwort
A = €328,05
3.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: DPB = 3,648 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: 13 000/1,08 = 12 037,04 → Σ = 12 037,04
Jahr 2: 26 500/1,166 = 22 719,48 → Σ = 34 756,52
Jahr 3: 22 500/1,26 = 17 861,23 → Σ = 52 617,74
Jahr 4: 15 500/1,36 = 11 392,96 → Σ = 64 010,70
Bruchteil des letzten Jahres
DPB = 3 + 7 382,26/11 392,96 = 3,648
Antwort
DPB = 3,648 Jahre
Die dynamische Amortisationsdauer ist immer länger als die statische (2,911 Jahre).
4.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: IRR = 20,06 %
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%) = 23,15
NPV(25%) = −1 928,00
Eingrenzen
Lineare Interpolation liefert eine erste Schätzung; Wiederholen (oder die IRR-Funktion eines Rechners) liefert den genauen Zinssatz.
IRR ≈ 20 + 5·23,15/(23,15 − (−1 928,00)) = 20,06%
exakt: NPV(20,06%) = 0 → IRR = 20,06%
Antwort
IRR = 20,06%
5.Anleihekurs & Rendite
Antwort: P = 1272 €
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 = €40,00, i = 0,02, N = 16
Barwert der Kupons
€40,00·(1 − 0,7284)/0,02 = €543,11
Barwert des Nennwerts
€1 000·0,7284 = €728,45
Kurs
P = €1 271,55
Antwort
P = €1 271,55
Die Rendite liegt unter dem Kuponsatz, also notiert die Anleihe über pari.
6.Anleihekurs & Rendite
Antwort: YTM = 9,565 %
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
€940 = €80·(1 − (1 + y)⁻⁵)/y + €1 000/(1 + y)⁵
Numerisch lösen
P(9%) = €961,10, P(10%) = €924,18
YTM = 9,565%
Antwort
YTM = 9,565%
7.CAPM & WACC
Antwort: WACC = 7,847 %
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).
Levered Beta (Hamada): Fremdkapital macht das Eigenkapital riskanter. βL = βU·(1 + (1 − T)·D/E), wobei βU das Beta des Geschäfts ohne Fremdkapital ist. Um ein Beta auf eine andere Kapitalstruktur zu übertragen, entschulde es zuerst und verschulde es dann beim neuen D/E wieder.
Verschuldetes Beta
βL = 1,1·(1 + 0,75·1) = 1,925
Eigenkapitalkosten (CAPM)
re = 1,5% + 1,925·5% = 11,13%
Antwort
re = 11,13%
9.Beschreibende Statistik
Antwort: s = 4,885
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 = 1
Standardnormalverteilungstabelle
Φ(1) = 0,8413
P = 0,8413
Antwort
P = 0,8413
11.Wahrscheinlichkeit
Antwort: Var(X) = 1,51
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 = 1·0,3 + 2·0,05 + 3·0,3 + 4·0,35 = 2,7
Mittelwert der Quadrate
E(X²) = 1·0,3 + 4·0,05 + 9·0,3 + 16·0,35 = 8,8
Varianz
Var(X) = 8,8 − 2,7² = 1,51
Antwort
Var(X) = 1,51
12.Wahrscheinlichkeit
Antwort: P = 0,1468
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 − 0,0934 = 0,9066
Die z-Tabelle rückwärts lesen
Finde 0,9066 in der Tabelle und lies z ab.
z = 1,32
Antwort
z = 1,32
14.Normalverteilung
Antwort: x = 112,6 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) = 0,8
z aus der Tabelle
z ≈ 0,84
Zurück zu den ursprünglichen Einheiten
x = 100 + 0,84·15 = 112,6 Punkte
Antwort
x = 112,6 Punkte
15.Konfidenzintervalle
Antwort: E₂ = 5,6
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 = (2,576/2,576)·√(100/25) = 2
Neue Fehlermarge
E₂ = 2,8·2 = 5,6
Antwort
E₂ = 5,6
16.Konfidenzintervalle
Antwort: n = 923
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 = (1,96·31/2)² = 922,9
Aufrunden
Ein Stichprobenumfang ist eine ganze Zahl, und Abrunden würde die Fehlermarge zu groß machen.
n = 923
Antwort
n = 923
17.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: t = 2,1
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 = 4/√49 = 4/7 = 0,5714
Teststatistik
t = (76,2 − 75)/0,5714 = 2,1
Antwort
t = 2,1
t0,025; df = 48 = 2,011
|t| > 2,011, also wird H₀ auf dem 5-%-Niveau (zweiseitig) verworfen.
18.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: z = −0,7426
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 = 65/100 = 0,65
p̂₂ = 207/300 = 0,69
p̂ = 272/400 = 0,68
Standardfehler unter H₀
SE = √(0,68·0,32·(1/100 + 1/300)) = 0,05386
Teststatistik
z = (0,65 − 0,69)/0,05386 = −0,7426
Antwort
z = −0,7426
|z| < 1.96, also wird H₀ auf dem 5-%-Niveau (zweiseitig) nicht verworfen.
19.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: r² = 0,8669
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 = 95/5 = 19
ȳ = 296/5 = 59,2
Quadrat- und Produktsummen
Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 114
Syy = Σ(y − ȳ)² = 374,8
Bestimmtheitsmaß
r² = 114²/(40·374,8) = 0,8669
Antwort
r² = 0,8669
Etwa 86,69 % der Streuung von y werden durch die Gerade erklärt.
20.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: e = −3,95
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 = 110/5 = 22
ȳ = 641/5 = 128,2
Quadrat- und Produktsummen
Sxx = Σ(x − x̄)² = 90
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 495
Regressionsgerade
b = 495/90 = 5,5
a = 128,2 − 5,5·22 = 7,2
ŷ = 7,2 + 5,5·x
Vorhergesagter Wert
ŷ = 7,2 + 5,5·26,5 = 152,9
Residuum
e = 149 − 152,9 = −3,95
Antwort
e = −3,95
Der Punkt liegt unter der Geraden.
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