Du legst €1 000 zu 5 % pro Jahr bei stetiger Verzinsung an. Bestimme den Wert FV nach 12 Jahren.
PV = €1 000r = 5%t = 12
FV = €
2.Zeitwert des GeldesSchwer
Du sparst 21 Jahre lang am Ende jedes Monats €250. Das Konto bringt 3 % pro Jahr bei monatlicher Verzinsung. Wie viel hast du am Ende gespart? Bestimme FV.
A = €2503% / 12N = 252
FV = €
3.Kapitalwert & interner ZinsfußMittel
Eine Investition von €30 000 bringt am Ende der Jahre 1 bis 4 diese Zahlungen: €9 000, €13 000, €6 000, €12 000. Die Kapitalkosten betragen 6 %. Bestimme den Kapitalwert NPV.
Ein Projekt kostet €40 000 und bringt am Ende der Jahre 1 bis 3 €14 500, €24 500, €23 500. Bestimme seinen internen Zinsfuß IRR in Prozent.
CF0 = −40 000CF1 = 14 500CF2 = 24 500CF3 = 23 500
IRR = %
5.Anleihekurs & RenditeMittel
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 zahlt einen jährlichen Kupon von 2% in zwei halbjährlichen Raten und wird in 4 Jahren fällig. Die Rendite bis zur Fälligkeit beträgt 4% pro Jahr. Bestimme den Kurs P der Anleihe.
F = €1 000Kuponsatz = 2%YTM = 4%n = 4
P = €
6.Anleihekurs & RenditeSchwer
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 und einem jährlichen Kupon von 6% wird in 8 Jahren fällig und kostet €1 100. Bestimme ihre Rendite bis zur Fälligkeit YTM in Prozent.
F = €1 000Kuponsatz = 6%n = 8P = €1 100
YTM = %
7.CAPM & WACCMittel
Ein Unternehmen hat einen Verschuldungsgrad (zu Marktwerten) von D/E = 0,6. Seine Eigenkapitalkosten betragen 13%, seine Fremdkapitalkosten vor Steuern 4% und der Steuersatz 21%. Bestimme den WACC.
D/E = 0,6re = 13%rd = 4%T = 21%
WACC = %
8.CAPM & WACCSchwer
Ein Unternehmen hat Eigenkapital mit einem Marktwert von €6 000 000 und Eigenkapitalkosten von 10%. Sein Fremdkapital besteht aus 2 000 Anleihen (Nennwert €1 000, jährlicher Kupon 4%, 6 Jahre Restlaufzeit), die jeweils bei €1 054 notieren. Der Steuersatz beträgt 30%. Bestimme den WACC, mit der Rendite bis zur Fälligkeit der Anleihen als Fremdkapitalkosten vor Steuern.
Bestimme die Stichproben-Standardabweichung s der Daten: 34, 54, 44, 32, 22.
n = 5
s =
10.Beschreibende StatistikSchwer
Prüfungsergebnisse sind normalverteilt mit Mittelwert 500 und Standardabweichung 25. Bestimme den z-Wert z eines Ergebnisses von 470.
μ = 500σ = 25x = 470
z =
11.WahrscheinlichkeitMittel
Auf wie viele Arten N kann ein Ausschuss von 2 Personen aus einer Gruppe von 7 gewählt werden? Die Reihenfolge spielt keine Rolle.
n = 7k = 2
N =
12.WahrscheinlichkeitSchwer
Ein Spiel kostet €1 Einsatz. Du gewinnst €4 mit der Wahrscheinlichkeit 0,25 und €50 mit der Wahrscheinlichkeit 0,05; sonst gewinnst du nichts. Der Einsatz wird nicht zurückgegeben. Bestimme den erwarteten Nettogewinn E(G) pro Spiel.
Einsatz = €1€4: p = 0,25€50: p = 0,05
E(G) = €
13.NormalverteilungMittel
Ziehe z so, dass die schattierte Fläche unter der Standardnormalverteilung rechts von z gleich 0,1271 ist. Bestimme z auf zwei Nachkommastellen.
A = 0,1271
z =
14.NormalverteilungSchwer
Die IQ-Werte sind normalverteilt mit dem Mittelwert 100 Punkte und der Standardabweichung 15 Punkte. Bestimme den Wert x, unter dem 90 % von ihnen liegen (das 90. Perzentil).
μ = 100σ = 15P = 90%
x = Punkte
15.KonfidenzintervalleMittel
Eine Stichprobe von 21 Elementen hat den Mittelwert 79 und die Standardabweichung s = 7. Die Grundgesamtheit ist annähernd normalverteilt. Bestimme die Fehlermarge E eines 90-%-Konfidenzintervalls für den Mittelwert.
n = 21x̄ = 79s = 790%t(20) = 1,725
E =
16.KonfidenzintervalleSchwer
Die Standardabweichung der Grundgesamtheit ist 16. Wie groß muss die Stichprobe n sein, damit ein 90-%-Konfidenzintervall für den Mittelwert eine Fehlermarge von höchstens 1,5 hat?
σ = 16E = 1,590%
n =
17.Hypothesentests & KonfidenzintervalleMittel
Eine Stichprobe von 36 Studierenden hat einen mittleren Punktwert von 82,25 und eine Stichproben-Standardabweichung von 15. Bestimme die Teststatistik t für H₀: μ = 75.
μ₀ = 75x̄ = 82,25s = 15n = 36
t =
18.Hypothesentests & KonfidenzintervalleSchwer
Eine Stichprobe von 49 Messungen hat den Mittelwert 197,1. Die Standardabweichung der Grundgesamtheit ist 12. Bestimme die obere Grenze U des 90-%-Konfidenzintervalls für den Mittelwert.
x̄ = 197,1σ = 12n = 4990%
U =
19.Lineare Regression und KorrelationMittel
Die Tabelle enthält 5 Wertepaare von x = Temperatur in °C und y = verkaufte Eiskugeln. Bestimme den Korrelationskoeffizienten nach Pearson r.
n = 5
r =
20.Lineare Regression und KorrelationSchwer
Die Tabelle enthält 6 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 = 5 voraus.
n = 6x = 5
ŷ =
3Lösungen
1.Zeitwert des Geldes
Antwort: FV = 1822 €
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 = 0,05·12 = 0,6
e0,6 = 1,822
Endwert
FV = 1 000·1,822 = €1 822,12
Antwort
FV = €1 822,12
2.Zeitwert des Geldes
Antwort: FV = 87614 €
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 €63 000 eingezahlt; der Rest sind Zinsen.
3.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: NPV = 4603 €
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 + 0,06)1 = 9 000/1,06 = 8 490,57
CF2/(1 + 0,06)2 = 13 000/1,124 = 11 569,95
CF3/(1 + 0,06)3 = 6 000/1,191 = 5 037,72
CF4/(1 + 0,06)4 = 12 000/1,262 = 9 505,12
Addieren
NPV = €4 603,36
Antwort
NPV = €4 603,36
Der Kapitalwert ist positiv, das Projekt verdient also mehr als die geforderte Rendite.
4.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: IRR = 23,93 %
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%) = 2 696,76
NPV(25%) = −688,00
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.
Pro Periode
C = €10,00, i = 0,02, N = 8
Barwert der Kupons
€10,00·(1 − 0,8535)/0,02 = €73,25
Barwert des Nennwerts
€1 000·0,8535 = €853,49
Kurs
P = €926,75
Antwort
P = €926,75
Die Rendite liegt über dem Kuponsatz, also notiert die Anleihe unter pari.
6.Anleihekurs & Rendite
Antwort: YTM = 4,485 %
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
€1 100 = €60·(1 − (1 + y)⁻⁸)/y + €1 000/(1 + y)⁸
Numerisch lösen
P(4%) = €1 134,65, P(5%) = €1 064,63
YTM = 4,485%
Antwort
YTM = 4,485%
7.CAPM & WACC
Antwort: WACC = 9,31 %
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 + 0,6) = 0,625
D/V = 0,6/(1 + 0,6) = 0,375
WACC
WACC = 0,625·13% + 0,375·4%·(1 − 0,21) = 9,31%
Antwort
WACC = 9,31%
8.CAPM & WACC
Antwort: WACC = 7,947 %
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).
Fremdkapitalkosten (YTM)
1054 = 40·(1 − (1 + y)−6)/y + 1000/(1 + y)6
y = 3,003%
Marktwerte
D = 2 000·€1 054 = €2 108 000
V = €8 108 000, E/V = 0,74, D/V = 0,26
WACC
WACC = 0,74·10% + 0,26·3,003%·(1 − 0,3) = 7,947%
Antwort
WACC = 7,947%
9.Beschreibende Statistik
Antwort: s = 12,21
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 = (470 − 500)/25 = −1,2
Antwort
z = −1,2
11.Wahrscheinlichkeit
Antwort: N = 21
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(7, 2) = (7·6)/(2·1) = 21
Antwort
N = 21
12.Wahrscheinlichkeit
Antwort: E(G) = 2,5 €
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.
Nettoergebnisse
G: 3 (p = 0,25), 49 (p = 0,05), −1 (p = 0,7)
Erwartungswert
E(G) = 3·0,25 + 49·0,05 − 1·0,7 = 2,5 €
Antwort
E(G) = 2,5 €
Ein positiver Wert bedeutet, dass du im Durchschnitt Geld gewinnst.
13.Normalverteilung
Antwort: z = 1,14
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 − 0,1271 = 0,8729
Die z-Tabelle rückwärts lesen
Finde 0,8729 in der Tabelle und lies z ab.
z = 1,14
Antwort
z = 1,14
14.Normalverteilung
Antwort: x = 119,2 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) = 0,9 → z = 1,282
Zurück zu x
x = 100 + 1,282·15 = 119,22 Punkte
Antwort
x = 119,22 Punkte
15.Konfidenzintervalle
Antwort: E = 2,635
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 = 20, t = 1,725
Fehlermarge
E = 1,725·7/√21 = 2,635
Antwort
E = 2,635
16.Konfidenzintervalle
Antwort: n = 308
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 = (1,645·16/1,5)² = 307,9
Aufrunden
Ein Stichprobenumfang ist eine ganze Zahl, und Abrunden würde die Fehlermarge zu groß machen.
n = 308
Antwort
n = 308
17.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: t = 2,9
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/√36 = 15/6 = 2,5
Teststatistik
t = (82,25 − 75)/2,5 = 2,9
Antwort
t = 2,9
t0,025; df = 35 = 2,03
|t| > 2,03, also wird H₀ auf dem 5-%-Niveau (zweiseitig) verworfen.
18.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: U = 199,9
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).
Fehlermarge
E = 1,645·12/√49 = 2,82
Intervallgrenze
U = 197,1 + 2,82 = 199,9
Antwort
U = 199,9
19.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: r = 0,9825
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 = 105/5 = 21
ȳ = 518/5 = 103,6
Quadrat- und Produktsummen
Sxx = Σ(x − x̄)² = 90
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 483
Syy = Σ(y − ȳ)² = 2685
Korrelationskoeffizient
r = 483/√(90·2685) = 0,9825
Antwort
r = 0,9825
20.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: ŷ = 18,99
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 = 42/6 = 7
ȳ = 147/6 = 24,5
Quadrat- und Produktsummen
Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 193
Regressionsgerade
b = 193/70 = 2,757
a = 24,5 − 2,757·7 = 5,2
ŷ = 5,2 + 2,757·x
Vorhersage
ŷ = 5,2 + 2,757·5 = 18,99
Antwort
ŷ = 18,99
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