Du legst €5 000 zu 6 % pro Jahr bei stetiger Verzinsung an. Bestimme den Wert FV nach 12 Jahren.
PV = €5 000r = 6%t = 12
FV = €
2.Zeitwert des GeldesSchwer
Eine Hypothek von €300 000 wird über 25 Jahre mit gleichen Monatsraten bei 7,2 % pro Jahr und monatlicher Verzinsung getilgt. Wie viel ist direkt nach der Rate am Ende von Jahr 8 noch geschuldet? Bestimme die Restschuld B.
P = €300 0007,2% / 12N = 300k = 96
B = €
3.Kapitalwert & interner ZinsfußMittel
Ein Projekt kostet heute €400 000. Es erwirtschaftet am Ende des ersten Jahres €32 000, danach wächst der Zahlungsüberschuss für immer um 1 % pro Jahr. Die Kapitalkosten betragen 11 %. Bestimme den Kapitalwert NPV.
C0 = €400 000CF1 = €32 000g = 1%r = 11%
NPV = €
4.Kapitalwert & interner ZinsfußSchwer
Ein Projekt kostet €50 000 und bringt am Ende der Jahre 1 bis 3 €33 500, €18 500, €36 000. Bestimme seinen internen Zinsfuß IRR in Prozent.
CF0 = −50 000CF1 = 33 500CF2 = 18 500CF3 = 36 000
IRR = %
5.Anleihekurs & RenditeMittel
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 wird in 13 Jahren fällig und zahlt jährliche Kupons. Sie wird bei einer Rendite bis zur Fälligkeit von 3,5% für €1 052 verkauft. Bestimme den Kuponsatz c in Prozent.
F = €1 000n = 13P = €1 052YTM = 3,5%
c = %
6.Anleihekurs & RenditeSchwer
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 und einem jährlichen Kupon von 4% wird in 7 Jahren fällig und kostet €1 095. Bestimme ihre Rendite bis zur Fälligkeit YTM in Prozent.
F = €1 000Kuponsatz = 4%n = 7P = €1 095
YTM = %
7.CAPM & WACCMittel
Ein Unternehmen hat Eigenkapital im Wert von €5 000 000 und Fremdkapital im Wert von €5 000 000. Seine Eigenkapitalkosten betragen 10%, seine Fremdkapitalkosten vor Steuern 3% und der Steuersatz 30%. Bestimme den WACC.
Ein Unternehmen hat 2 000 000 Aktien mit einem Kurs von €46,50; der Buchwert seines Eigenkapitals beträgt €27 900 000. Es hat gerade eine Dividende von €1,40 pro Aktie gezahlt, und die Dividenden wachsen um 5% pro Jahr. Sein Fremdkapital hat einen Marktwert von €93 000 000 und Kosten vor Steuern von 4%. Der Steuersatz beträgt 28%. Bestimme den WACC, mit dem Dividendenwachstumsmodell für die Eigenkapitalkosten.
Bestimme die Stichproben-Standardabweichung s der Daten: 10, 36, 30, 21, 25.
n = 5
s =
10.Beschreibende StatistikSchwer
Prüfungsergebnisse sind normalverteilt mit Mittelwert 50 und Standardabweichung 5. Bestimme den z-Wert z eines Ergebnisses von 45.
μ = 50σ = 5x = 45
z =
11.WahrscheinlichkeitMittel
Ein fairer Würfel wird 7-mal geworfen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit P, mindestens eine Sechs zu würfeln?
n = 7
P =
12.WahrscheinlichkeitSchwer
Ein Test hat 6 Multiple-Choice-Fragen. Eine Studentin, die rät, beantwortet jede unabhängig mit Wahrscheinlichkeit 0,7 richtig. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit P für genau 2 richtige Antworten?
n = 6p = 0,7k = 2
P =
13.NormalverteilungMittel
X ist normalverteilt mit dem Mittelwert 60 s und der Standardabweichung 5 s; Y ist unabhängig und normalverteilt mit dem Mittelwert 45 s und der Standardabweichung 4 s. Bestimme die Wahrscheinlichkeit P, dass X + Y größer als 101,8 s ist. Runde z auf zwei Dezimalstellen.
μX = 60, σX = 5μY = 45, σY = 4X + Y > 101,8 s
P =
14.NormalverteilungSchwer
Die Gewichte von Beuteln sind normalverteilt mit dem Mittelwert 250 g und der Standardabweichung 5 g. Ziehe die Grenze so, dass die schattierten oberen 5 % rechts davon liegen. Bestimme die Grenze x.
μ = 250 gσ = 5 g5%
x = g
15.KonfidenzintervalleMittel
Eine Stichprobe von 9 Elementen hat den Mittelwert 106,5 und die Standardabweichung s = 19. Die Grundgesamtheit ist annähernd normalverteilt. Bestimme die untere Grenze des 99-%-Konfidenzintervalls für den Mittelwert.
n = 9x̄ = 106,5s = 1999%t(8) = 3,355
untere Grenze =
16.KonfidenzintervalleSchwer
Die Durchmesser von 10 gefertigten Wellen haben eine Stichprobenstandardabweichung von 8,3 µm. Bestimme unter der Annahme normalverteilter Durchmesser die untere Grenze σ des 95-%-Konfidenzintervalls für die Standardabweichung der Grundgesamtheit. Bei df = 9 liegen 2,5 % der χ²-Verteilung unter 2,7 und 2,5 % über 19,023.
n = 10s = 8,3 µmχ² = 2,7, 19,023
σ = µm
17.Hypothesentests & KonfidenzintervalleMittel
Eine Stichprobe von 36 Studierenden hat einen mittleren Punktwert von 69,5 und eine Stichproben-Standardabweichung von 15. Bestimme die Teststatistik t für H₀: μ = 75.
μ₀ = 75x̄ = 69,5s = 15n = 36
t =
18.Hypothesentests & KonfidenzintervalleSchwer
Eine Stichprobe von 16 Messungen hat den Mittelwert 117,8. Die Standardabweichung der Grundgesamtheit ist 4. Bestimme die untere Grenze L des 90-%-Konfidenzintervalls für den Mittelwert.
x̄ = 117,8σ = 4n = 1690%
L =
19.Lineare Regression und KorrelationMittel
Die Tabelle enthält 5 Wertepaare von x = Werbeausgaben in k€ und y = Umsatz in k€. Bestimme das Bestimmtheitsmaß r² der Regressionsgeraden.
n = 5
r² =
20.Lineare Regression und KorrelationSchwer
Die Tabelle enthält 5 Wertepaare von x = Lernstunden und y = Prüfungspunkte. Verwende die Regressionsgerade ŷ = a + b·x nach der Methode der kleinsten Quadrate. Für welchen Wert x sagt die Gerade ŷ = 86 voraus?
n = 5ŷ = 86
x =
3Lösungen
1.Zeitwert des Geldes
Antwort: FV = 10272 €
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 = 0,06·12 = 0,72
e0,72 = 2,054
Endwert
FV = 5 000·2,054 = €10 272,17
Antwort
FV = €10 272,17
2.Zeitwert des Geldes
Antwort: B = 253609 €
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.
Was noch geschuldet wird, muss genau durch die verbleibenden Raten getilgt werden.
N − k = 300 − 96 = 204
B = 2159·(1 − (1 + 0,006)−204)/0,006 = €253 608,59
Antwort
B = €253 608,59
3.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: NPV = −80000 €
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.
Wert der Zahlungen
PV = 32 000/(0,11 − 0,01) = 320 000,00
NPV
NPV = 320 000,00 − 400 000 = −€80 000,00
Antwort
NPV = −€80 000,00
Der Kapitalwert ist negativ, das Projekt verdient also weniger als die geforderte Rendite.
4.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: IRR = 34,39 %
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(30%) = 3 101,96
NPV(35%) = −402,38
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.
Barwert des Nennwerts
1000·(1 + 0,035)−13 = €639,40
Kupon
C = (1052 − 639,40)/10,3 = €40,05
Kuponsatz
c = 40,05/1000 = 4,005%
Antwort
c = 4,005%
6.Anleihekurs & Rendite
Antwort: YTM = 2,504 %
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
€1 095 = €40·(1 − (1 + y)⁻⁷)/y + €1 000/(1 + y)⁷
Numerisch lösen
P(2%) = €1 129,44, P(3%) = €1 062,30
YTM = 2,504%
Antwort
YTM = 2,504%
7.CAPM & WACC
Antwort: WACC = 6,05 %
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 = €10 000 000, E/V = 0,5, D/V = 0,5
WACC
WACC = 0,5·10% + 0,5·3%·(1 − 0,3) = 6,05%
Antwort
WACC = 6,05%
8.CAPM & WACC
Antwort: WACC = 5,521 %
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).
Eigenkapitalkosten
D1 = 1,4·1,05 = €1,47
re = 1,47/46,5 + 0,05 = 8,161%
Marktwerte
E = 2 000 000·€46,50 = €93 000 000
V = €186 000 000, E/V = 0,5, D/V = 0,5
WACC
WACC = 0,5·8,161% + 0,5·4%·(1 − 0,28) = 5,521%
Antwort
WACC = 5,521%
9.Beschreibende Statistik
Antwort: s = 9,813
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 = (45 − 50)/5 = −1
Antwort
z = −1
11.Wahrscheinlichkeit
Antwort: P = 0,7209
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.
Gegenereignis
P(keine Sechs) = (5/6)7 = 0,2791
P = 1 − 0,2791 = 0,7209
Antwort
P = 0,7209
12.Wahrscheinlichkeit
Antwort: P = 0,05954
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.
Summen und Differenzen normalverteilter Variablen: Sind X und Y unabhängig und normalverteilt, sind auch X + Y und X − Y normalverteilt. Die Mittelwerte werden addiert oder subtrahiert: E(X ± Y) = μX ± μY. Die Varianzen addieren sich immer, auch bei einer Differenz: Var(X ± Y) = σX² + σY², also σ = √(σX² + σY²). Standardabweichungen werden nie direkt addiert. Die Summe von n unabhängigen Objekten mit derselben Verteilung hat den Mittelwert n·μ und die Standardabweichung σ·√n. Standardisiere dann wie gewohnt: z = (x − Mittelwert)/σ und lies Φ(z) ab.
Verteilung der Summe
μ = 105 s, σ = √(5² + 4²) = 6,403 s
Standardisieren
z = (101,8 − 105)/6,403 = −0,5
Oberer Rand
P = 1 − Φ(−0,5) = 1 − 0,3085 = 0,6915
Antwort
P = 0,6915
14.Normalverteilung
Antwort: x = 258,2 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) = 0,95
z aus der Tabelle
z ≈ 1,64
Zurück zu den ursprünglichen Einheiten
x = 250 + 1,64·5 = 258,2 g
Antwort
x = 258,2 g
15.Konfidenzintervalle
Antwort: untere Grenze = 85,25
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 = 8, t = 3,355
Fehlermarge
E = 3,355·19/√9 = 21,25
Intervall
106,5 ± 21,25 → [85,25, 127,7]
Antwort
untere Grenze = 85,25
16.Konfidenzintervalle
Antwort: σ = 5,709 µm
Intervall für eine Varianz: (n − 1)s²/σ² ist χ²-verteilt mit n − 1 Freiheitsgraden. Das 95-%-Intervall für σ² reicht von (n − 1)s² geteilt durch den oberen χ²-Wert (2,5 % darüber) bis (n − 1)s² geteilt durch den unteren χ²-Wert (2,5 % darunter); das Intervall für σ ist die Wurzel beider Grenzen. Es ist nicht symmetrisch um s.
Quadratsumme
(n − 1)s² = 9·8,3² = 620
Grenzen für σ²
620/19,023 = 32,59
620/2,7 = 229,6
Grenze für σ
σ = √32,59 = 5,709 µm
Antwort
σ = 5,709 µm
95-%-Intervall für σ: [5,709, 15,15] µm.
17.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: t = −2,2
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 = (69,5 − 75)/2,5 = −2,2
Antwort
t = −2,2
t0,025; df = 35 = 2,03
|t| > 2,03, also wird H₀ auf dem 5-%-Niveau (zweiseitig) verworfen.
18.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: L = 116,2
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 = 1,645·4/√16 = 1,645
Intervallgrenze
L = 117,8 − 1,645 = 116,2
Antwort
L = 116,2
19.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: r² = 0,7253
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 = 25/5 = 5
ȳ = 268/5 = 53,6
Quadrat- und Produktsummen
Sxx = Σ(x − x̄)² = 10
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 26
Syy = Σ(y − ȳ)² = 93,2
Bestimmtheitsmaß
r² = 26²/(10·93,2) = 0,7253
Antwort
r² = 0,7253
Etwa 72,53 % der Streuung von y werden durch die Gerade erklärt.
20.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: x = 7
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 = 30/5 = 6
ȳ = 393/5 = 78,6
Quadrat- und Produktsummen
Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 296
Regressionsgerade
b = 296/40 = 7,4
a = 78,6 − 7,4·6 = 34,2
ŷ = 34,2 + 7,4·x
Nach x auflösen
x = (86 − 34,2)/7,4 = 7
Antwort
x = 7
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