Eine Rente zahlt am Ende jedes Jahres €3 000, 18 Jahre lang. Der Zinssatz beträgt 10 % pro Jahr. Bestimme den Barwert PV der Rente.
A = €3 000i = 10%n = 18
PV = €
2.Zeitwert des GeldesSchwer
Ein Darlehen von €30 000 wird über 5 Jahre mit gleichen Monatsraten bei 5,4 % pro Jahr und monatlicher Verzinsung getilgt. Wie viel Zinsen I werden über die gesamte Laufzeit gezahlt?
P = €30 0005,4% / 12N = 60
I = €
3.Kapitalwert & interner ZinsfußMittel
Eine Investition von €75 000 bringt am Ende der Jahre 1 bis 3 diese Zahlungen: €32 000, €19 000, €34 000. Die Kapitalkosten betragen 8 %. Bestimme den Kapitalwert NPV.
Eine Investition von €25 000 bringt 7 Jahre lang am Ende jedes Jahres €7 000. Bestimme ihren internen Zinsfuß IRR in Prozent.
C0 = €25 000CF = €7 000n = 7
IRR = %
5.Anleihekurs & RenditeMittel
Du kaufst eine Anleihe mit 6 Jahren Restlaufzeit (Nennwert €1 000, jährlicher Kupon 8%), wenn ihre Rendite bis zur Fälligkeit 2,5% beträgt. Ein Jahr später, direkt nach Erhalt des ersten Kupons, verkaufst du sie bei einer Rendite bis zur Fälligkeit von 4%. Bestimme deine Haltedauerrendite HPR in Prozent.
F = €1 000Kuponsatz = 8%n = 6y0 = 2,5%y1 = 4%
HPR = %
6.Anleihekurs & RenditeSchwer
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 und einem jährlichen Kupon von 8% wird in 4 Jahren fällig und kostet €950. Bestimme ihre Rendite bis zur Fälligkeit YTM in Prozent.
F = €1 000Kuponsatz = 8%n = 4P = €950
YTM = %
7.CAPM & WACCMittel
Ein Unternehmen hat Eigenkapital im Wert von €3 000 000 und Fremdkapital im Wert von €5 000 000. Sein WACC beträgt 5,84%, seine Fremdkapitalkosten vor Steuern 5% und der Steuersatz 21%. Bestimme die Eigenkapitalkosten re.
Die Aktien eines Unternehmens haben beim aktuellen Verschuldungsgrad D/E von 0,25 ein Beta von 1,5. Es plant, den Verschuldungsgrad auf 1,5 zu erhöhen. Der Steuersatz beträgt 30%, der risikolose Zinssatz 3% und die Marktrisikoprämie 5%. Bestimme die Eigenkapitalkosten re nach der Änderung.
Bestimme die Stichproben-Standardabweichung s der Daten: 34, 19, 17, 33, 35, 36, 30.
n = 7
s =
10.Beschreibende StatistikSchwer
Prüfungsergebnisse sind normalverteilt mit Mittelwert 170 und Standardabweichung 10. Bestimme den z-Wert z eines Ergebnisses von 158.
μ = 170σ = 10x = 158
z =
11.WahrscheinlichkeitMittel
Ein Beutel enthält 5 rote und 5 blaue Kugeln. Du ziehst zwei Kugeln, ohne die erste zurückzulegen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit P, dass beide rot sind?
5 / 5
P =
12.WahrscheinlichkeitSchwer
X hat die gezeigte Verteilung, und Y = 5X + 5. Bestimme die Standardabweichung σY von Y.
x: 1, 2, 3, 4p(x): 0,2, 0,15, 0,3, 0,35Y = 5X + 5
σY =
13.NormalverteilungMittel
Die Gewichte von Beuteln sind normalverteilt mit dem Mittelwert 250 g und der Standardabweichung 5 g. Welcher Anteil liegt zwischen 247,5 und 255,25 g? Gib P als Dezimalzahl an.
μ = 250σ = 5x1 = 247,5x2 = 255,25
P =
14.NormalverteilungSchwer
Die Prüfungsergebnisse sind normalverteilt mit dem Mittelwert 65 Punkte und der Standardabweichung 10 Punkte. Ziehe die Grenze so, dass die schattierten oberen 30 % rechts davon liegen. Bestimme die Grenze x.
μ = 65 Punkteσ = 10 Punkte30%
x = Punkte
15.KonfidenzintervalleMittel
Ein 99-%-Konfidenzintervall für einen Mittelwert, basierend auf 100 Beobachtungen und bekanntem σ, hat eine Fehlermarge von 2,3. Wie groß ist die Fehlermarge E₂ eines 90-%-Intervalls aus denselben Daten?
99%n₁ = 100E₁ = 2,390%
E₂ =
16.KonfidenzintervalleSchwer
Die Standardabweichung der Grundgesamtheit ist 29. Wie groß muss die Stichprobe n sein, damit ein 90-%-Konfidenzintervall für den Mittelwert eine Fehlermarge von höchstens 1,5 hat?
σ = 29E = 1,590%
n =
17.Hypothesentests & KonfidenzintervalleMittel
Zwei Fertigungslinien stellen dasselbe Teil her. Linie 1: Eine Stichprobe von 60 Teilen hat die mittlere Länge 121,5 mm, und die bekannte Standardabweichung der Linie ist 12 mm. Linie 2: Eine Stichprobe von 80 Teilen hat den Mittelwert 124,3 mm, bekannte Standardabweichung 5 mm. Bestimme die Teststatistik z für H₀: μ₁ = μ₂, mit der Differenz x̄₁ − x̄₂ (Linie 1 minus Linie 2).
Ein einseitiger z-Test bei α = 0,01 soll eine Verschiebung des Mittelwerts um 3 Einheiten mit einer Teststärke von 80 % erkennen. Die Standardabweichung beträgt 23. Bestimme den Mindeststichprobenumfang n.
Die Tabelle enthält 5 Wertepaare von x = Lernstunden und y = Prüfungspunkte. Bestimme das Bestimmtheitsmaß r² der Regressionsgeraden.
n = 5
r² =
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. Für welchen Wert x sagt die Gerade ŷ = 53 voraus?
n = 5ŷ = 53
x =
3Lösungen
1.Zeitwert des Geldes
Antwort: PV = 24604 €
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.
Rentenbarwertfaktor
(1 − (1 + i)−n)/i = (1 − 0,1799)/0,1 = 8,201
Barwert
PV = 3 000·8,201 = €24 604,24
Antwort
PV = €24 604,24
2.Zeitwert des Geldes
Antwort: I = 4299 €
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.
Monatliche Rate
i = 0,0045, N = 60
A = 30 000·0,0045/(1 − (1 + 0,0045)−60) = €571,65
Gesamtzinsen
I = N·A − P = 60·571,7 − 30 000 = €4 299,07
Antwort
I = €4 299,07
3.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: NPV = −2091 €
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 + 0,08)1 = 32 000/1,08 = 29 629,63
CF2/(1 + 0,08)2 = 19 000/1,166 = 16 289,44
CF3/(1 + 0,08)3 = 34 000/1,26 = 26 990,30
Addieren
NPV = €−2 090,64
Antwort
NPV = €−2 090,64
Der Kapitalwert ist negativ, das Projekt verdient also weniger als die geforderte Rendite.
4.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: IRR = 20,34 %
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.
Erforderlicher Rentenbarwertfaktor
(1 − (1 + i)−7)/i = 25 000/7 000 = 3,571
Nach dem Zinssatz auflösen
Der Rentenbarwertfaktor sinkt, wenn der Zinssatz steigt; schließe den Zinssatz ein und grenze ihn ein.
i = 20%: 3,605
i = 21%: 3,508
IRR = 20,34%
Antwort
IRR = 20,34%
5.Anleihekurs & Rendite
Antwort: HPR = −3,444 %
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.
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
€950 = €80·(1 − (1 + y)⁻⁴)/y + €1 000/(1 + y)⁴
Numerisch lösen
P(9%) = €967,60, P(10%) = €936,60
YTM = 9,562%
Antwort
YTM = 9,562%
7.CAPM & WACC
Antwort: re = 8,99 %
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 = €8 000 000, E/V = 0,375, D/V = 0,625
Fremdkapitalanteil am WACC
0,625·5%·(1 − 0,21) = 2,469%
Eigenkapitalkosten
re = (5,84% − 2,469%)/0,375 = 8,99%
Antwort
re = 8,99%
8.CAPM & WACC
Antwort: re = 16,09 %
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 = 1,5/(1 + 0,7·0,25) = 1,277
Beim neuen D/E wieder verschulden
βL = 1,277·(1 + 0,7·1,5) = 2,617
Eigenkapitalkosten (CAPM)
re = 3% + 2,617·5% = 16,09%
Antwort
re = 16,09%
9.Beschreibende Statistik
Antwort: s = 7,862
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 = (158 − 170)/10 = −1,2
Antwort
z = −1,2
11.Wahrscheinlichkeit
Antwort: P = 0,2222
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.
Erster und zweiter Zug
P = 5/10 · 4/9 = 20/90 = 0,2222
Antwort
P = 0,2222
12.Wahrscheinlichkeit
Antwort: σY = 5,612
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.
Streuung von X
μ = 2,8, Var(X) = 1,26, σX = 1,122
Lineare Änderung
σY = |5|·1,122 = 5,612
Antwort
σY = 5,612
Der Mittelwert verschiebt sich sehr wohl: E(Y) = 5·2,8 + 5 = 19.
13.Normalverteilung
Antwort: P = 0,5446
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 = (247,5 − 250)/5 = −0,5
z₂ = (255,25 − 250)/5 = 1,05
Fläche dazwischen
P = Φ(1,05) − Φ(−0,5) = 0,8531 − 0,3085 = 0,5446
Antwort
P = 0,5446
14.Normalverteilung
Antwort: x = 70,2 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) = 0,7
z aus der Tabelle
z ≈ 0,52
Zurück zu den ursprünglichen Einheiten
x = 65 + 0,52·10 = 70,2 Punkte
Antwort
x = 70,2 Punkte
15.Konfidenzintervalle
Antwort: E₂ = 1,469
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 = (1,645/2,576)·√(100/100) = 0,6386
Neue Fehlermarge
E₂ = 2,3·0,6386 = 1,469
Antwort
E₂ = 1,469
16.Konfidenzintervalle
Antwort: n = 1012
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 = (1,645·29/1,5)² = 1011
Aufrunden
Ein Stichprobenumfang ist eine ganze Zahl, und Abrunden würde die Fehlermarge zu groß machen.
n = 1012
Antwort
n = 1012
17.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: z = −1,7
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.
Standardfehler der Differenz
SE = √(12²/60 + 5²/80) = √2,712 = 1,647
Teststatistik
z = (121,5 − 124,3)/1,647 = −1,7
Antwort
z = −1,7
|z| < 1.96, also wird H₀ auf dem 5-%-Niveau (zweiseitig) nicht verworfen.
18.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: n = 590
Stichprobenumfang für einen Test: Um eine wahre Verschiebung δ mit der Teststärke 1 − β in einem einseitigen z-Test zum Niveau α zu erkennen, muss der Standardfehler δ = (z_α + z_β)·σ/√n erfüllen, also n = ((z_α + z_β)·σ/δ)², aufgerundet.
Nach n auflösen
n = ((2,326 + 0,842)·23/3)² = 589,9
Aufrunden
n = 590
Antwort
n = 590
19.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: r² = 0,623
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 = 241/5 = 48,2
Quadrat- und Produktsummen
Sxx = Σ(x − x̄)² = 10
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 33
Syy = Σ(y − ȳ)² = 174,8
Bestimmtheitsmaß
r² = 33²/(10·174,8) = 0,623
Antwort
r² = 0,623
Etwa 62,3 % der Streuung von y werden durch die Gerade erklärt.
20.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: x = 5,409
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.