Du legst €10 000 zu 2 % pro Jahr bei stetiger Verzinsung an. Bestimme den Wert FV nach 19 Jahren.
PV = €10 000r = 2%t = 19
FV = €
2.Zeitwert des GeldesSchwer
Du zahlst 10 Jahre lang am Anfang jedes Jahres €1 000 ein, die erste Einzahlung heute. Das Konto bringt 7 % pro Jahr. Wie viel ist am Ende von Jahr 10 auf dem Konto? Bestimme FV.
A = €1 000i = 7%n = 10
FV = €
3.Kapitalwert & interner ZinsfußMittel
Eine Investition von €75 000 bringt am Ende der Jahre 1 bis 4 diese Zahlungen: €22 000, €36 000, €34 000, €35 000. Die Kapitalkosten betragen 12 %. Bestimme den Kapitalwert NPV.
Ein Projekt kostet €40 000 und bringt am Ende der Jahre 1 bis 3 €23 500, €27 500, €18 500. Bestimme seinen internen Zinsfuß IRR in Prozent.
CF0 = −40 000CF1 = 23 500CF2 = 27 500CF3 = 18 500
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 10 Jahren fällig. Die Rendite bis zur Fälligkeit beträgt 9% pro Jahr. Bestimme den Kurs P der Anleihe.
F = €1 000Kuponsatz = 8%YTM = 9%n = 10
P = €
6.Anleihekurs & RenditeSchwer
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 und einem jährlichen Kupon von 3% wird in 6 Jahren fällig und kostet €925. Bestimme ihre Rendite bis zur Fälligkeit YTM in Prozent.
F = €1 000Kuponsatz = 3%n = 6P = €925
YTM = %
7.CAPM & WACCMittel
Ein Unternehmen hat Eigenkapital im Wert von €8 000 000 und Fremdkapital im Wert von €6 000 000. Seine Eigenkapitalkosten betragen 11%, seine Fremdkapitalkosten vor Steuern 3,5% und der Steuersatz 21%. Bestimme den WACC.
Die Aktien eines Unternehmens haben beim aktuellen Verschuldungsgrad D/E von 0,25 ein Beta von 1,3. Es plant, den Verschuldungsgrad auf 0,6 zu erhöhen. Der Steuersatz beträgt 25,8%, der risikolose Zinssatz 2% und die Marktrisikoprämie 7%. Bestimme die Eigenkapitalkosten re nach der Änderung.
Bestimme die Stichproben-Standardabweichung s der Daten: 14, 45, 34, 49, 53.
n = 5
s =
10.Beschreibende StatistikSchwer
Eine Größe ist normalverteilt mit Mittelwert 60 und Standardabweichung 5. Welcher Anteil P der Werte liegt über 66,25?
μ = 60σ = 5x = 66,25
P =
11.WahrscheinlichkeitMittel
Auf wie viele Arten N kann ein Ausschuss von 3 Personen aus einer Gruppe von 10 gewählt werden? Die Reihenfolge spielt keine Rolle.
n = 10k = 3
N =
12.WahrscheinlichkeitSchwer
Ein Test hat 11 Multiple-Choice-Fragen. Eine Studentin, die rät, beantwortet jede unabhängig mit Wahrscheinlichkeit 0,25 richtig. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit P für genau 4 richtige Antworten?
n = 11p = 0,25k = 4
P =
13.NormalverteilungMittel
Die Lieferzeiten sind normalverteilt mit dem Mittelwert 32 min und der Standardabweichung 6 min. Welcher Anteil liegt zwischen 22,4 und 33,2 min? Gib P als Dezimalzahl an.
μ = 32σ = 6x1 = 22,4x2 = 33,2
P =
14.NormalverteilungSchwer
Die Körpergrößen erwachsener Männer sind normalverteilt mit dem Mittelwert 178 cm und der Standardabweichung 7 cm. Ziehe die Grenze so, dass die schattierten unteren 90 % links davon liegen. Bestimme die Grenze x.
μ = 178 cmσ = 7 cm90%
x = cm
15.KonfidenzintervalleMittel
Eine Stichprobe von 7 Elementen hat den Mittelwert 69 und die Standardabweichung s = 5. Die Grundgesamtheit ist annähernd normalverteilt. Bestimme die obere Grenze des 99-%-Konfidenzintervalls für den Mittelwert.
n = 7x̄ = 69s = 599%t(6) = 3,707
obere Grenze =
16.KonfidenzintervalleSchwer
Die Standardabweichung der Grundgesamtheit ist 12. Wie groß muss die Stichprobe n sein, damit ein 99-%-Konfidenzintervall für den Mittelwert eine Fehlermarge von höchstens 3 hat?
σ = 12E = 399%
n =
17.Hypothesentests & KonfidenzintervalleMittel
Der Mittelwert einer Grundgesamtheit soll 100 betragen; die Standardabweichung der Grundgesamtheit ist bekanntermaßen 5. Eine Zufallsstichprobe von 100 Beobachtungen hat den Mittelwert 100,99. Teste H₀: μ = 100 gegen H₁: μ > 100. Bestimme den p-Wert p.
μ₀ = 100σ = 5n = 100x̄ = 100,99H₁: μ > μ₀
p =
18.Hypothesentests & KonfidenzintervalleSchwer
Eine Stichprobe von 100 Messungen hat den Mittelwert 500,4. Die Standardabweichung der Grundgesamtheit ist 5. Bestimme die untere Grenze L des 99-%-Konfidenzintervalls für den Mittelwert.
x̄ = 500,4σ = 5n = 10099%
L =
19.Lineare Regression und KorrelationMittel
Die Tabelle enthält 5 Wertepaare von x = Lernstunden und y = Prüfungspunkte. Bestimme den Korrelationskoeffizienten nach Pearson r.
n = 5
r =
20.Lineare Regression und KorrelationSchwer
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. Eine neue Beobachtung (2,5, 46) wird gemacht. Bestimme ihr Residuum e = y − ŷ.
n = 5(2,5, 46)
e =
3Lösungen
1.Zeitwert des Geldes
Antwort: FV = 14623 €
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 = 0,02·19 = 0,38
e0,38 = 1,462
Endwert
FV = 10 000·1,462 = €14 622,85
Antwort
FV = €14 622,85
2.Zeitwert des Geldes
Antwort: FV = 14784 €
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.
Endwertfaktor der nachschüssigen Rente
((1 + 0,07)10 − 1)/0,07 = 13,82
Vorschüssige Rente
Jede Einzahlung ist ein Jahr länger angelegt.
FV = 1 000·13,82·1,07 = €14 783,60
Antwort
FV = €14 783,60
3.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: NPV = 19785 €
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 = −75 000
CF1/(1 + 0,12)1 = 22 000/1,12 = 19 642,86
CF2/(1 + 0,12)2 = 36 000/1,254 = 28 698,98
CF3/(1 + 0,12)3 = 34 000/1,405 = 24 200,53
CF4/(1 + 0,12)4 = 35 000/1,574 = 22 243,13
Addieren
NPV = €19 785,50
Antwort
NPV = €19 785,50
Der Kapitalwert ist positiv, das Projekt verdient also mehr als die geforderte Rendite.
4.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: IRR = 35,03 %
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(35%) = 15,75
NPV(40%) = −2 441,69
Eingrenzen
Lineare Interpolation liefert eine erste Schätzung; Wiederholen (oder die IRR-Funktion eines Rechners) liefert den genauen Zinssatz.
IRR ≈ 35 + 5·15,75/(15,75 − (−2 441,69)) = 35,03%
exakt: NPV(35,03%) = 0 → IRR = 35,03%
Antwort
IRR = 35,03%
5.Anleihekurs & Rendite
Antwort: P = 935 €
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 = 0,045, N = 20
Barwert der Kupons
€40,00·(1 − 0,4146)/0,045 = €520,32
Barwert des Nennwerts
€1 000·0,4146 = €414,64
Kurs
P = €934,96
Antwort
P = €934,96
Die Rendite liegt über dem Kuponsatz, also notiert die Anleihe unter pari.
6.Anleihekurs & Rendite
Antwort: YTM = 4,452 %
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
€925 = €30·(1 − (1 + y)⁻⁶)/y + €1 000/(1 + y)⁶
Numerisch lösen
P(4%) = €947,58, P(5%) = €898,49
YTM = 4,452%
Antwort
YTM = 4,452%
7.CAPM & WACC
Antwort: WACC = 7,471 %
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.
Das Beta entschulden
βU = 1,3/(1 + 0,742·0,25) = 1,097
Beim neuen D/E wieder verschulden
βL = 1,097·(1 + 0,742·0,6) = 1,585
Eigenkapitalkosten (CAPM)
re = 2% + 1,585·7% = 13,09%
Antwort
re = 13,09%
9.Beschreibende Statistik
Antwort: s = 15,67
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 = 1,25
Standardnormalverteilungstabelle
Φ(1,25) = 0,8944
P = 1 − 0,8944 = 0,1056
Antwort
P = 0,1056
11.Wahrscheinlichkeit
Antwort: N = 120
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(10, 3) = (10·9·8)/(3·2·1) = 120
Antwort
N = 120
12.Wahrscheinlichkeit
Antwort: P = 0,1721
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.
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 = (22,4 − 32)/6 = −1,6
z₂ = (33,2 − 32)/6 = 0,2
Fläche dazwischen
P = Φ(0,2) − Φ(−1,6) = 0,5793 − 0,0548 = 0,5245
Antwort
P = 0,5245
14.Normalverteilung
Antwort: x = 187 cm
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) = 0,9
z aus der Tabelle
z ≈ 1,28
Zurück zu den ursprünglichen Einheiten
x = 178 + 1,28·7 = 187 cm
Antwort
x = 187 cm
15.Konfidenzintervalle
Antwort: obere Grenze = 76,01
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 = 6, t = 3,707
Fehlermarge
E = 3,707·5/√7 = 7,006
Intervall
69 ± 7,006 → [61,99, 76,01]
Antwort
obere Grenze = 76,01
16.Konfidenzintervalle
Antwort: n = 107
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 = (2,576·12/3)² = 106,2
Aufrunden
Ein Stichprobenumfang ist eine ganze Zahl, und Abrunden würde die Fehlermarge zu groß machen.
n = 107
Antwort
n = 107
17.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: p = 0,02385
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.
Teststatistik
SE = σ/√n = 5/√100 = 0,5
z = (100,99 − 100)/0,5 = 1,98
Endfläche
Φ(1,98) = 0,9761
1 − Φ(1,98) = 0,0239
p-Wert
p = 0,02385
Antwort
p = 0,02385
p ≤ 0,05, also wird H₀ auf dem 5-%-Niveau verworfen.
18.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: L = 499,1
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).
Fehlermarge
E = 2,576·5/√100 = 1,288
Intervallgrenze
L = 500,4 − 1,288 = 499,1
Antwort
L = 499,1
19.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: r = 0,9795
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 = 35/5 = 7
ȳ = 458/5 = 91,6
Quadrat- und Produktsummen
Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 220
Syy = Σ(y − ȳ)² = 1261
Korrelationskoeffizient
r = 220/√(40·1261) = 0,9795
Antwort
r = 0,9795
20.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: e = 4,3
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 = 15/5 = 3
ȳ = 216/5 = 43,2
Quadrat- und Produktsummen
Sxx = Σ(x − x̄)² = 10
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 30
Regressionsgerade
b = 30/10 = 3
a = 43,2 − 3·3 = 34,2
ŷ = 34,2 + 3·x
Vorhergesagter Wert
ŷ = 34,2 + 3·2,5 = 41,7
Residuum
e = 46 − 41,7 = 4,3
Antwort
e = 4,3
Der Punkt liegt über der Geraden.
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