Übungsaufgaben für CFA Level I: Quantitative Methods und Fixed Income: Lernpaket

Formelsammlungen, die wichtigsten Lösungsschritte zu jedem Thema und 20 Übungsaufgaben, mit vollständigen Lösungen am Ende.

Neue AufgabenZurück zum Kurs

Wähle im Druckfenster „Als PDF speichern“, um eine Kopie auf deinem Gerät zu behalten.

1Formeln und Methoden

Zeitwert des Geldes

Endwert
FV = PV·(1 + i)n
Barwert
PV = FV/(1 + i)n
Mehrere Perioden pro Jahr
i = r/m, N = m·n
Rente, Barwert
PV = PMT·[1 − (1 + i)−n]/i
Rente, Endwert
FV = PMT·[(1 + i)n − 1]/i

Methode

  1. Zeichne einen Zeitstrahl mit jeder Zahlung und ihrem Zeitpunkt.
  2. Passe den Zinssatz an die Periode an: ein Monatszins für monatliche Zahlungen.
  3. Verwende FV = PV·(1 + i)ⁿ für Einzelbeträge und die Rentenformeln für gleich hohe Zahlungen.
  4. Prüfe Vorzeichen und Größenordnung des Ergebnisses.

Kapitalwert & interner Zinsfuß

Kapitalwert
NPV = −C0 + Σ CFt/(1 + r)t
Gleiche Zahlungen
NPV = −C0 + CF·[1 − (1 + r)−n]/r
Interner Zinsfuß
das r, bei dem NPV = 0
Entscheidung
annehmen, wenn NPV > 0 (oder IRR > geforderte Rendite)

Methode

  1. Liste alle Zahlungen mit ihrem Jahr auf; die Investition in Jahr 0 ist negativ.
  2. Zinse jede Zahlung ab: CFt/(1 + r)t.
  3. Addiere sie zum Kapitalwert (NPV). Positiv bedeutet, dass das Projekt mehr als r erwirtschaftet.
  4. Für den internen Zinsfuß (IRR) suchst du durch Probieren oder Interpolation den Zinssatz, bei dem der Kapitalwert null ist.

Anleihekurs & Rendite

Anleihekurs
P = C·(1 − (1 + y)−n)/y + F/(1 + y)n
Halbjährlich
C/2, y/2 und 2n Perioden
Laufende Rendite
C/P
Kurs und Rendite
Rendite steigt → Kurs fällt

Methode

  1. Bestimme den Kupon pro Periode und die Rendite pro Periode.
  2. Kurs = Barwert der Kupons (eine Rente) + Barwert des Nennwerts.
  3. Bei halbjährlichen Kupons verwendest du den halben Kupon, die halbe Rendite und die doppelte Anzahl Perioden.
  4. Kontrolle: Liegt die Rendite über dem Kuponsatz, liegt der Kurs unter dem Nennwert.

CAPM & WACC

CAPM
re = rf + β·(rm − rf)
WACC
E/V·re + D/V·rd·(1 − T)
Unternehmenswert
V = E + D

Beschreibende Statistik

Mittelwert
x̄ = Σx/n
Stichproben-Standardabweichung
s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
Median
mittlerer Wert der sortierten Daten
z-Wert
z = (x − μ)/σ
Normalverteilung
68% innerhalb ±1σ, 95% innerhalb ±2σ

Wahrscheinlichkeit

Gegenereignis
P(not A) = 1 − P(A)
Additionssatz
P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B)
Unabhängige Ereignisse
P(A ∩ B) = P(A)·P(B)
Bedingte Wahrscheinlichkeit
P(A|B) = P(A ∩ B)/P(B)
Binomialverteilung
P(X = k) = C(n,k)·pk(1 − p)n−k

Normalverteilung

z-Wert
z = (x − μ)/σ
Unterhalb von x
P(X < x) = Φ(z)
Oberhalb von x
P(X > x) = 1 − Φ(z)
Dazwischen
Φ(z2) − Φ(z1)
Perzentil
x = μ + z·σ

Methode

  1. Rechne den Wert in einen z-Wert um: z = (x − μ)/σ.
  2. Lies Φ(z) ab, die Fläche links von z.
  3. Für die Fläche rechts verwende 1 − Φ(z); für ein Intervall subtrahiere die beiden linken Flächen.
  4. Für ein Perzentil rechnest du rückwärts: Bestimme z zur Fläche, dann x = μ + z·σ.

Konfidenzintervalle

σ bekannt
x̄ ± z·σ/√n
σ unbekannt
x̄ ± t·s/√n, df = n − 1
Kritischer z-Wert
90%: 1,645, 95%: 1,96, 99%: 2,576
Stichprobenumfang
n = (z·σ/E)², rounded up

Methode

  1. Entscheide zwischen z (σ der Grundgesamtheit bekannt) und t (nur die Stichproben-Standardabweichung s, mit n − 1 Freiheitsgraden).
  2. Bestimme den kritischen Wert für das Konfidenzniveau.
  3. Fehlerspanne: E = kritischer Wert × Standardabweichung/√n.
  4. Intervall: x̄ ± E.

Hypothesentests & Konfidenzintervalle

z-Test für einen Mittelwert
z = (x̄ − μ0)/(σ/√n)
t-Test für einen Mittelwert
t = (x̄ − μ0)/(s/√n), df = n − 1
Zweiseitig bei 5%
H0 ablehnen, wenn |z| > 1,96
Konfidenzintervall
x̄ ± z·σ/√n

Methode

  1. Formuliere H₀ und H₁ und entscheide, ob der Test einseitig oder zweiseitig ist.
  2. Berechne die Teststatistik: (x̄ − μ₀)/(σ/√n), oder mit s und t.
  3. Vergleiche mit dem kritischen Wert oder bestimme den p-Wert.
  4. Verwirf H₀, wenn die Statistik jenseits des kritischen Werts liegt (p kleiner als α), und formuliere die Schlussfolgerung in Worten.

Lineare Regression und Korrelation

Quadratsummen
Sxx = Σ(x − x̄)² = Σx² − (Σx)²/n, Sxy = Σxy − ΣxΣy/n
Steigung
b = Sxy/Sxx
Achsenabschnitt
a = ȳ − b·x̄
Korrelation
r = Sxy/√(SxxSyy)
Residuum
e = y − ŷ

2Übungsaufgaben

1.Zeitwert des GeldesMittel
Jahre012€2 000FV = ?

Du legst €2 000 zu 6 % pro Jahr bei stetiger Verzinsung an. Bestimme den Wert FV nach 2 Jahren.

PV = €2 000r = 6%t = 2
FV = €
2.Zeitwert des GeldesSchwer
Monate0123…204A?AA€20 000

Du möchtest in 17 Jahren €20 000 haben. Du sparst am Ende jedes Monats denselben Betrag auf einem Konto mit 7,2 % pro Jahr bei monatlicher Verzinsung. Bestimme die monatliche Einzahlung A.

FV = €20 0007,2% / 12N = 204
A = €
3.Kapitalwert & interner ZinsfußMittel
Jahre0123−20 0008 00010 0006 000

Eine Investition von €20 000 bringt am Ende der Jahre 1 bis 3 diese Zahlungen: €8 000, €10 000, €6 000. Die Kapitalkosten betragen 7,000000000000001 %. Bestimme den Kapitalwert NPV.

r = 7,000000000000001%CF0 = −20 000CF1 = 8 000CF2 = 10 000CF3 = 6 000
NPV = €
4.Kapitalwert & interner ZinsfußSchwer
Jahre0123…9−200 00024 500+2%+2%+2%r = 10%, NPV = ?

Ein Projekt kostet heute €200 000. Seine Zahlung beträgt €24 500 am Ende von Jahr 1 und wächst um 2 % pro Jahr bis zur letzten Zahlung am Ende von Jahr 9. Die Kapitalkosten betragen 10 %. Bestimme den Kapitalwert NPV.

C0 = €200 000CF1 = €24 500g = 2%n = 9r = 10%
NPV = €
5.Anleihekurs & RenditeMittel
Jahre0123…8P€80€80€80 + €1 000

Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 zahlt einen jährlichen Kupon von 8% und wird in 8 Jahren fällig. Ihre Rendite bis zur Fälligkeit ändert sich von 6% auf 8%. Um wie viel ΔP ändert sich der Anleihekurs?

F = €1 000Kuponsatz = 8%n = 8y1 = 6%y2 = 8%
ΔP = €
6.Anleihekurs & RenditeSchwer
Jahre0123456€875€30€30 + €1 000

Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 und einem jährlichen Kupon von 3% wird in 6 Jahren fällig und kostet €875. Bestimme ihre Rendite bis zur Fälligkeit YTM in Prozent.

F = €1 000Kuponsatz = 3%n = 6P = €875
YTM = %
7.CAPM & WACCMittel
WACC = ?Eigenkapital€12 000 000re​ = 14%Fremdkapital€6 000 000rd​ = 6%T = 21%

Ein Unternehmen hat Eigenkapital im Wert von €12 000 000 und Fremdkapital im Wert von €6 000 000. Seine Eigenkapitalkosten betragen 14%, seine Fremdkapitalkosten vor Steuern 6% und der Steuersatz 21%. Bestimme den WACC.

E = €12 000 000D = €6 000 000re = 14%rd = 6%T = 21%
WACC = %
8.CAPM & WACCSchwer
rf​ = 2,5%, rm​ − rf​ = 4,5%D/E = 0,4EigenkapitalβL​ = 1,2FremdkapitalD/E = 0,75Eigenkapitalre​ = ?FremdkapitalT = 20%

Die Aktien eines Unternehmens haben beim aktuellen Verschuldungsgrad D/E von 0,4 ein Beta von 1,2. Es plant, den Verschuldungsgrad auf 0,75 zu erhöhen. Der Steuersatz beträgt 20%, der risikolose Zinssatz 2,5% und die Marktrisikoprämie 4,5%. Bestimme die Eigenkapitalkosten re nach der Änderung.

βL = 1,2D/E1 = 0,4D/E2 = 0,75T = 20%rf = 2,5%rm − rf = 4,5%
re = %
9.Beschreibende StatistikMittel
25303540455055

Bestimme die Stichproben-Standardabweichung s der Daten: 53, 46, 48, 38, 22, 41, 59.

n = 7
s =
10.Beschreibende StatistikSchwer
z −2−1012

Eine Größe ist normalverteilt mit Mittelwert 100 und Standardabweichung 5. Welcher Anteil P der Werte liegt unter 110?

μ = 100σ = 5x = 110
P =
11.WahrscheinlichkeitMittel
n = 8k = 3N = ?

Auf wie viele Arten N kann ein Ausschuss von 3 Personen aus einer Gruppe von 8 gewählt werden? Die Reihenfolge spielt keine Rolle.

n = 8k = 3
N =
12.WahrscheinlichkeitSchwer
n = 10, p = 0,7: P(X ≤ 1) = ?k012345678910

10 Bauteile werden geprüft, und jedes fällt unabhängig mit Wahrscheinlichkeit 0,7 aus. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit P, dass höchstens eines ausfällt?

n = 10p = 0,7
P =
13.NormalverteilungMittel
53,573,5P = ?

Die Prüfungsergebnisse sind normalverteilt mit dem Mittelwert 65 Punkte und der Standardabweichung 10 Punkte. Welcher Anteil liegt zwischen 53,5 und 73,5 Punkte? Gib P als Dezimalzahl an.

μ = 65σ = 10x1 = 53,5x2 = 73,5
P =
14.NormalverteilungSchwer
235240245250255260265goben 90%

Die Gewichte von Beuteln sind normalverteilt mit dem Mittelwert 250 g und der Standardabweichung 5 g. Ziehe die Grenze so, dass die schattierten oberen 90 % rechts davon liegen. Bestimme die Grenze x.

μ = 250 gσ = 5 g90%
x = g
15.KonfidenzintervalleMittel
n = 12, sd​ = 4,30LUd̄ = 9,2E = ?99%

Der Blutdruck von 12 Patienten wird vor und nach einer Behandlung gemessen. Die Differenzen d = vorher − nachher (mmHg) haben den Mittelwert 9,2 und die Standardabweichung 4,3. Bestimme die Fehlermarge E des 99-%-Konfidenzintervalls für die mittlere Differenz.

n = 12d̄ = 9,2sd = 4,399%t(11) = 3,106
E = mmHg
16.KonfidenzintervalleSchwer
σ = 18, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 1,595%

Die Standardabweichung der Grundgesamtheit ist 18. Wie groß muss die Stichprobe n sein, damit ein 95-%-Konfidenzintervall für den Mittelwert eine Fehlermarge von höchstens 1,5 hat?

σ = 18E = 1,595%
n =
17.Hypothesentests & KonfidenzintervalleMittel
t −2,01102,011

Eine Stichprobe von 49 Studierenden hat einen mittleren Punktwert von 498,4 und eine Stichproben-Standardabweichung von 8. Bestimme die Teststatistik t für H₀: μ = 500.

μ₀ = 500x̄ = 498,4s = 8n = 49
t =
18.Hypothesentests & KonfidenzintervalleSchwer
−1,961,96z = ?

In einer Studie erholen sich 70 von 200 Patienten unter Behandlung A und 40 von 100 Patienten unter Behandlung B. Bestimme mit dem gepoolten Anteil die Teststatistik z für H₀: p₁ = p₂.

x₁ = 70n₁ = 200x₂ = 40n₂ = 100
z =
19.Lineare Regression und KorrelationMittel
xy225329435541643746xy2463040

Die Tabelle enthält 6 Wertepaare von x = Werbeausgaben in k€ und y = Umsatz in k€. Bestimme den Korrelationskoeffizienten nach Pearson r.

n = 6
r =
20.Lineare Regression und KorrelationSchwer
xy124223321419515610xy24610152025x = 1,5

Die Tabelle enthält 6 Wertepaare von x = Fahrzeugalter in Jahren und y = Preis in k€. Verwende die Regressionsgerade ŷ = a + b·x nach der Methode der kleinsten Quadrate. Sage ŷ für x = 1,5 voraus.

n = 6x = 1,5
ŷ =

3Lösungen

1.Zeitwert des Geldes

Antwort: FV = 2255 €

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 = 0,06·2 = 0,12
e0,12 = 1,127

Endwert

FV = 2 000·1,127 = €2 254,99

Antwort

FV = €2 254,99
2.Zeitwert des Geldes

Antwort: A = 50,24 €

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 Einzahlungen

i = 0,07200000000000001/12 = 0,006
N = 12·17 = 204

Einzahlung

A = FV·i/((1 + i)N − 1) = 20 000·0,006/(3,388 − 1) = €50,24

Antwort

A = €50,24
3.Kapitalwert & interner Zinsfuß

Antwort: NPV = 1109 €

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 = −20 000
CF1/(1 + 0,07)1 = 8 000/1,07 = 7 476,64
CF2/(1 + 0,07)2 = 10 000/1,145 = 8 734,39
CF3/(1 + 0,07)3 = 6 000/1,225 = 4 897,79

Addieren

NPV = €1 108,81

Antwort

NPV = €1 108,81

Der Kapitalwert ist positiv, das Projekt verdient also mehr als die geforderte Rendite.

4.Kapitalwert & interner Zinsfuß

Antwort: NPV = −48968 €

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 der wachsenden Rente

((1,02)/(1,1))9 = 0,5068
PV = 24 500/(0,1 − 0,02)·(1 − 0,5068) = 151 031,50

NPV

NPV = 151 031,50 − 200 000 = −€48 968,50

Antwort

NPV = −€48 968,50

Der Kapitalwert ist negativ, das Projekt verdient also weniger als die geforderte Rendite.

5.Anleihekurs & Rendite

Antwort: ΔP = −124,2 €

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.

Kurs bei der alten Rendite

C = €80,00, i = 0,06, N = 8
€80,00·(1 − 0,6274)/0,06 + €1 000·0,6274 = €496,78 + €627,41 = €1 124,20

Kurs bei der neuen Rendite

C = €80,00, i = 0,08, N = 8
€80,00·(1 − 0,5403)/0,08 + €1 000·0,5403 = €459,73 + €540,27 = €1 000,00

Änderung

ΔP = 1 000,00 − 1 124,20 = −€124,20

Antwort

ΔP = −€124,20
6.Anleihekurs & Rendite

Antwort: YTM = 5,502 %

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

€875 = €30·(1 − (1 + y)⁻⁶)/y + €1 000/(1 + y)⁶

Numerisch lösen

P(5%) = €898,49, P(6%) = €852,48
YTM = 5,502%

Antwort

YTM = 5,502%
7.CAPM & WACC

Antwort: WACC = 10,91 %

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 = €18 000 000, E/V = 0,6667, D/V = 0,3333

WACC

WACC = 0,6667·14% + 0,3333·6%·(1 − 0,21) = 10,91%

Antwort

WACC = 10,91%
8.CAPM & WACC

Antwort: re = 9,045 %

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.

Das Beta entschulden

βU = 1,2/(1 + 0,8·0,4) = 0,9091

Beim neuen D/E wieder verschulden

βL = 0,9091·(1 + 0,8·0,75) = 1,455

Eigenkapitalkosten (CAPM)

re = 2,5% + 1,455·4,5% = 9,045%

Antwort

re = 9,045%
9.Beschreibende Statistik

Antwort: s = 11,94

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.

Mittelwert

x̄ = 307/7 = 43,86

Quadrierte Abweichungen

Σ(x − x̄)² = 9,143² + 2,143² + 4,143² + (−5,857)² + (−21,86)² + (−2,857)² + 15,14² = 854,9

Standardabweichung

s = √(854,9/6) = 11,94

Antwort

s = 11,94
10.Beschreibende Statistik

Antwort: P = 0,9772

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 = 2

Standardnormalverteilungstabelle

Φ(2) = 0,9772
P = 0,9772

Antwort

P = 0,9772
11.Wahrscheinlichkeit

Antwort: N = 56

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(8, 3) = (8·7·6)/(3·2·1) = 56

Antwort

N = 56
12.Wahrscheinlichkeit

Antwort: P = 0,0001437

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) = 0,310 = 5,905 × 10⁻⁶
P(X = 1) = 10·0,7·0,39 = 0,0001378

Addieren

P = 5,905 × 10⁻⁶ + 0,0001378 = 0,0001437

Antwort

P = 0,0001437
13.Normalverteilung

Antwort: P = 0,6773

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 = (53,5 − 65)/10 = −1,15
z₂ = (73,5 − 65)/10 = 0,85

Fläche dazwischen

P = Φ(0,85) − Φ(−1,15) = 0,8023 − 0,1251 = 0,6773

Antwort

P = 0,6773
14.Normalverteilung

Antwort: x = 243,6 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) = 0,1

z aus der Tabelle

z ≈ −1,28

Zurück zu den ursprünglichen Einheiten

x = 250 − 1,28·5 = 243,6 g

Antwort

x = 243,6 g
15.Konfidenzintervalle

Antwort: E = 3,855 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 = 11, t = 3,106

Fehlermarge

E = 3,106·4,3/√12 = 3,855

Antwort

E = 3,855 mmHg
16.Konfidenzintervalle

Antwort: n = 554

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 = (1,96·18/1,5)² = 553,2

Aufrunden

Ein Stichprobenumfang ist eine ganze Zahl, und Abrunden würde die Fehlermarge zu groß machen.

n = 554

Antwort

n = 554
17.Hypothesentests & Konfidenzintervalle

Antwort: t = −1,4

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 = 8/√49 = 8/7 = 1,143

Teststatistik

t = (498,4 − 500)/1,143 = −1,4

Antwort

t = −1,4
t0,025; df = 48 = 2,011

|t| < 2.011, also wird H₀ auf dem 5-%-Niveau (zweiseitig) nicht verworfen.

18.Hypothesentests & Konfidenzintervalle

Antwort: z = −0,8472

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 = 70/200 = 0,35
p̂₂ = 40/100 = 0,4
p̂ = 110/300 = 0,3667

Standardfehler unter H₀

SE = √(0,3667·0,6333·(1/200 + 1/100)) = 0,05902

Teststatistik

z = (0,35 − 0,4)/0,05902 = −0,8472

Antwort

z = −0,8472

|z| < 1.96, also wird H₀ auf dem 5-%-Niveau (zweiseitig) nicht verworfen.

19.Lineare Regression und Korrelation

Antwort: r = 0,9867

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 = 27/6 = 4,5
ȳ = 219/6 = 36,5

Quadrat- und Produktsummen

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 76,5
Syy = Σ(y − ȳ)² = 343,5

Korrelationskoeffizient

r = 76,5/√(17,5·343,5) = 0,9867

Antwort

r = 0,9867
20.Lineare Regression und Korrelation

Antwort: ŷ = 24,15

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 = 21/6 = 3,5
ȳ = 112/6 = 18,67

Quadrat- und Produktsummen

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −48

Regressionsgerade

b = −48/17,5 = −2,743
a = 18,67 − (−2,743)·3,5 = 28,27
ŷ = 28,27 − 2,743·x

Vorhersage

ŷ = 28,27 + (−2,743)·1,5 = 24,15

Antwort

ŷ = 24,15

ExamProblems · examproblems.com/courses/cfa-level-1-quant-and-fixed-income