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
Jahre0123…18PV = ?€3 000€3 000€3 000€3 000

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
Monate0123…60€30 000AAAA5,4% / 12, I = ?

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
Jahre0123−75 00032 00019 00034 000

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.

r = 8%CF0 = −75 000CF1 = 32 000CF2 = 19 000CF3 = 34 000
NPV = €
4.Kapitalwert & interner ZinsfußSchwer
Jahre01234567−25 0007 0007 0007 0007 0007 0007 0007 000

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
Jahre01234€950€80€80 + €1 000

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
WACC = 5,84%Eigenkapital€3 000 000re​ = ?Fremdkapital€5 000 000rd​ = 5%T = 21%

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.

E = €3 000 000D = €5 000 000WACC = 5,84%rd = 5%T = 21%
re = %
8.CAPM & WACCSchwer
rf​ = 3%, rm​ − rf​ = 5%D/E = 0,25EigenkapitalβL​ = 1,5FremdkapitalD/E = 1,5Eigenkapitalre​ = ?FremdkapitalT = 30%

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.

βL = 1,5D/E1 = 0,25D/E2 = 1,5T = 30%rf = 3%rm − rf = 5%
re = %
9.Beschreibende StatistikMittel
18202224262830323436

Bestimme die Stichproben-Standardabweichung s der Daten: 34, 19, 17, 33, 35, 36, 30.

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

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
rot: 5blau: 5

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
xp(x)10,220,1530,340,35μ

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
247,5255,25P = ?

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
35455565758595Punkteoben 30%

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
x̄E₁ = 2,399%, n = 100x̄E₂ = ?90%, n = 100

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
σ = 29, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 1,590%

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
−1,961,96z = ?

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).

n₁ = 60x̄₁ = 121,5 mmσ₁ = 12 mmn₂ = 80x̄₂ = 124,3 mmσ₂ = 5 mm
z =
18.Hypothesentests & KonfidenzintervalleSchwer
H₀H₁μ₀x̄cμ₀ + 3α = 0,01βσ = 23, Teststärke 80%, n = ?

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.

α = 0,01Teststärke = 80%δ = 3σ = 23zα = 2,326zβ = 0,842
n =
19.Lineare Regression und KorrelationMittel
xy143243345458552xy24455055

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
xy342447552655760xy465060ŷ = 53

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.

Kaufpreis

C = €80,00, i = 0,025, N = 6
€80,00·(1 − 0,8623)/0,025 + €1 000·0,8623 = €440,65 + €862,30 = €1 302,95

Verkaufspreis

C = €80,00, i = 0,04, N = 5
€80,00·(1 − 0,8219)/0,04 + €1 000·0,8219 = €356,15 + €821,93 = €1 178,07

Haltedauerrendite

HPR = (80 + 1 178,07 − 1 302,95)/1 302,95 = −3,444%

Antwort

HPR = −3,444%
6.Anleihekurs & Rendite

Antwort: YTM = 9,562 %

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.

Mittelwert

x̄ = 204/7 = 29,14

Quadrierte Abweichungen

Σ(x − x̄)² = 4,857² + (−10,14)² + (−12,14)² + 3,857² + 5,857² + 6,857² + 0,8571² = 370,9

Standardabweichung

s = √(370,9/6) = 7,862

Antwort

s = 7,862
10.Beschreibende Statistik

Antwort: z = −1,2

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.

Mittelwerte

x̄ = 25/5 = 5
ȳ = 256/5 = 51,2

Quadrat- und Produktsummen

Sxx = Σ(x − x̄)² = 10
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 44

Regressionsgerade

b = 44/10 = 4,4
a = 51,2 − 4,4·5 = 29,2
ŷ = 29,2 + 4,4·x

Nach x auflösen

x = (53 − 29,2)/4,4 = 5,409

Antwort

x = 5,409

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