Du legst €1 000 zu einem Nominalzins von 5 % pro Jahr mit vierteljährlicher Verzinsung an. Bestimme den Wert FV der Anlage nach 10 Jahren.
PV = €1 0005% / 4n = 10
FV = €
2.Zeitwert des GeldesSchwer
Ein Darlehen von €20 000 wird über 3 Jahre in gleichen Monatsraten zurückgezahlt. Der Zinssatz beträgt 4,2 % pro Jahr bei monatlicher Verzinsung. Bestimme die Monatsrate A.
P = €20 0004,2% / 12N = 36
A = €
3.Kapitalwert & interner ZinsfußMittel
Eine Maschine kostet heute €80 000, hält 7 Jahre und verursacht €1 500 Betriebskosten pro Jahr (am Ende jedes Jahres gezahlt). Die Kapitalkosten betragen 10 %. Bestimme ihre äquivalenten jährlichen Kosten EAC.
C0 = €80 000M = €1 500n = 7r = 10%
EAC = €
4.Kapitalwert & interner ZinsfußSchwer
Eine Investition von €25 000 bringt 3 Jahre lang am Ende jedes Jahres €12 000. Bestimme ihren internen Zinsfuß IRR in Prozent.
C0 = €25 000CF = €12 000n = 3
IRR = %
5.Anleihekurs & RenditeMittel
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 wird in 12 Jahren fällig und zahlt jährliche Kupons. Sie wird bei einer Rendite bis zur Fälligkeit von 3% für €1 398 verkauft. Bestimme den Kuponsatz c in Prozent.
F = €1 000n = 12P = €1 398YTM = 3%
c = %
6.Anleihekurs & RenditeSchwer
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 und einem jährlichen Kupon von 3% wird in 5 Jahren fällig und kostet €895. Bestimme ihre Rendite bis zur Fälligkeit YTM in Prozent.
F = €1 000Kuponsatz = 3%n = 5P = €895
YTM = %
7.CAPM & WACCMittel
Ein Unternehmen hat Eigenkapital im Wert von €5 000 000 und Fremdkapital im Wert von €2 000 000. Sein WACC beträgt 8,47%, seine Fremdkapitalkosten vor Steuern 3% und der Steuersatz 28%. Bestimme die Eigenkapitalkosten re.
Ein Unternehmen hat 5 000 000 Aktien zu je €46,00 und 40 000 Anleihen mit einem Kurs von je €1 050. Die Fremdkapitalkosten vor Steuern betragen 3% und der Steuersatz 21%. Das Beta der Aktie ist 0,6, der risikofreie Zinssatz 3% und die Marktrendite 7,5%. Bestimme den WACC.
β = 0,6rf = 3%rm = 7,5%rd = 3%T = 21%
WACC = %
9.Beschreibende StatistikMittel
Bestimme die Stichproben-Standardabweichung s der Daten: 12, 39, 57, 43, 19, 31.
n = 6
s =
10.Beschreibende StatistikSchwer
Eine Größe ist normalverteilt mit Mittelwert 70 und Standardabweichung 10. Welcher Anteil P der Werte liegt über 85?
μ = 70σ = 10x = 85
P =
11.WahrscheinlichkeitMittel
Ein fairer Würfel wird 2-mal geworfen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit P, mindestens eine Sechs zu würfeln?
n = 2
P =
12.WahrscheinlichkeitSchwer
Ein Spiel kostet €3 Einsatz. Du gewinnst €9 mit der Wahrscheinlichkeit 0,1 und €60 mit der Wahrscheinlichkeit 0,02; sonst gewinnst du nichts. Der Einsatz wird nicht zurückgegeben. Bestimme den erwarteten Nettogewinn E(G) pro Spiel.
Einsatz = €3€9: p = 0,1€60: p = 0,02
E(G) = €
13.NormalverteilungMittel
Ziehe z so, dass die schattierte Fläche zwischen −z und z unter der Standardnormalverteilung gleich 0,8132 ist. Bestimme z auf zwei Nachkommastellen.
A = 0,8132
z =
14.NormalverteilungSchwer
Die Körpergrößen erwachsener Männer sind normalverteilt mit dem Mittelwert 178 cm und der Standardabweichung 7 cm. Bestimme den Wert x, unter dem 99 % von ihnen liegen (das 99. Perzentil).
μ = 178σ = 7P = 99%
x = cm
15.KonfidenzintervalleMittel
Eine Stichprobe von 15 Elementen hat den Mittelwert 73,5 und die Standardabweichung s = 7,5. Die Grundgesamtheit ist annähernd normalverteilt. Bestimme die obere Grenze des 99-%-Konfidenzintervalls für den Mittelwert.
n = 15x̄ = 73,5s = 7,599%t(14) = 2,977
obere Grenze =
16.KonfidenzintervalleSchwer
Die Standardabweichung der Grundgesamtheit ist 32. Wie groß muss die Stichprobe n sein, damit ein 90-%-Konfidenzintervall für den Mittelwert eine Fehlermarge von höchstens 2,5 hat?
σ = 32E = 2,590%
n =
17.Hypothesentests & KonfidenzintervalleMittel
13 Mitarbeitende machen vor und nach einem Schulungskurs einen Schreibtest. Für jede Person wird die Differenz d = nachher − vorher (Wörter pro Minute) erfasst. Die mittlere Differenz beträgt 4,85 und die Standardabweichung der Differenzen 7,6. Bestimme die Teststatistik t des verbundenen Tests für H₀: μd = 0.
n = 13d̄ = 4,85sd = 7,6
t =
18.Hypothesentests & KonfidenzintervalleSchwer
Wie groß muss eine Stichprobe sein, damit das 90-%-Konfidenzintervall für einen Mittelwert eine Fehlermarge von höchstens 1 hat? Die Standardabweichung ist 5. Bestimme den kleinsten Stichprobenumfang n.
σ = 5E = 190%
n =
19.Lineare Regression und KorrelationMittel
Die Tabelle enthält 6 Wertepaare von x = Last in kN und y = Verlängerung in mm. Bestimme das Bestimmtheitsmaß r² der Regressionsgeraden.
n = 6
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 = 44 voraus?
n = 5ŷ = 44
x =
3Lösungen
1.Zeitwert des Geldes
Antwort: FV = 1644 €
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.
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 Raten
i = 0,042/12 = 0,0035
N = 12·3 = 36
Rate
Der Barwert von N gleichen Raten A ist A·(1 − (1 + i)⁻ᴺ)/i. Setze ihn gleich dem Darlehen und löse nach A auf.
(1 + i)−N = 0,8818
A = 20 000·0,0035/(1 − 0,8818) = €592,26
Antwort
A = €592,26
3.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: EAC = 17932 €
Äquivalente jährliche Kosten: Verteile den Barwert aller Kosten als gleichen jährlichen Betrag (eine Rente) über die Lebensdauer: EAC = PV·r/(1 − (1 + r)⁻ⁿ). So lassen sich Maschinen mit unterschiedlicher Lebensdauer vergleichen.
Rentenbarwertfaktor
(1 − 1,1−7)/0,1 = 4,868
Annualisierter Kaufpreis
80 000/4,868 = 16 432,44
EAC
EAC = 16 432,44 + 1 500 = €17 932,44
Antwort
EAC = €17 932,44
4.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: IRR = 20,71 %
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)−3)/i = 25 000/12 000 = 2,083
Nach dem Zinssatz auflösen
Der Rentenbarwertfaktor sinkt, wenn der Zinssatz steigt; schließe den Zinssatz ein und grenze ihn ein.
i = 20%: 2,106
i = 21%: 2,074
IRR = 20,71%
Antwort
IRR = 20,71%
5.Anleihekurs & Rendite
Antwort: c = 6,998 %
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 + 0,03)−12 = €701,38
Kupon
C = (1398 − 701,38)/9,954 = €69,98
Kuponsatz
c = 69,98/1000 = 6,998%
Antwort
c = 6,998%
6.Anleihekurs & Rendite
Antwort: YTM = 5,456 %
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
€895 = €30·(1 − (1 + y)⁻⁵)/y + €1 000/(1 + y)⁵
Numerisch lösen
P(5%) = €913,41, P(6%) = €873,63
YTM = 5,456%
Antwort
YTM = 5,456%
7.CAPM & WACC
Antwort: re = 10,99 %
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 = €7 000 000, E/V = 0,7143, D/V = 0,2857
Fremdkapitalanteil am WACC
0,2857·3%·(1 − 0,28) = 0,6171%
Eigenkapitalkosten
re = (8,47% − 0,6171%)/0,7143 = 10,99%
Antwort
re = 10,99%
8.CAPM & WACC
Antwort: WACC = 5,186 %
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).
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 = 1,5
Standardnormalverteilungstabelle
Φ(1,5) = 0,9332
P = 1 − 0,9332 = 0,06681
Antwort
P = 0,06681
11.Wahrscheinlichkeit
Antwort: P = 0,3056
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)2 = 0,6944
P = 1 − 0,6944 = 0,3056
Antwort
P = 0,3056
12.Wahrscheinlichkeit
Antwort: E(G) = −0,9 €
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.
Nettoergebnisse
G: 6 (p = 0,1), 57 (p = 0,02), −3 (p = 0,88)
Erwartungswert
E(G) = 6·0,1 + 57·0,02 − 3·0,88 = −0,9 €
Antwort
E(G) = −0,9 €
Ein negativer Wert bedeutet, dass du im Durchschnitt Geld verlierst.
13.Normalverteilung
Antwort: z = 1,32
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 von z
Φ(z) = (1 + 0,8132)/2 = 0,9066
Die z-Tabelle rückwärts lesen
Finde 0,9066 in der Tabelle und lies z ab.
z = 1,32
Antwort
z = 1,32
14.Normalverteilung
Antwort: x = 194,3 cm
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 für das Perzentil
Φ(z) = 0,99 → z = 2,326
Zurück zu x
x = 178 + 2,326·7 = 194,28 cm
Antwort
x = 194,28 cm
15.Konfidenzintervalle
Antwort: obere Grenze = 79,26
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 = 14, t = 2,977
Fehlermarge
E = 2,977·7,5/√15 = 5,765
Intervall
73,5 ± 5,765 → [67,74, 79,26]
Antwort
obere Grenze = 79,26
16.Konfidenzintervalle
Antwort: n = 444
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 = (1,645·32/2,5)² = 443,4
Aufrunden
Ein Stichprobenumfang ist eine ganze Zahl, und Abrunden würde die Fehlermarge zu groß machen.
n = 444
Antwort
n = 444
17.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: t = 2,301
Testing a mean: the test statistic measures how many standard errors the sample mean lies from the value claimed in H₀: z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n) when σ is known, t = (x̄ − μ₀)/(s/√n) when it is estimated from the sample. A confidence interval is x̄ ± (critical value)·(standard error).
Standardfehler der mittleren Differenz
SE = 7,6/√13 = 2,108
Teststatistik
t = 4,85/2,108 = 2,301
Antwort
t = 2,301
Bei df = 12 ist der zweiseitige kritische 5-%-Wert 2,179; |t| ist größer, also wird H₀ verworfen.
18.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: n = 68
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).
Nach n auflösen
n = (1,645·5/1)² = 67,65
Aufrunden
n = 68
Antwort
n = 68
19.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: r² = 0,9936
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 = 42/6 = 7
ȳ = 184/6 = 30,67
Quadrat- und Produktsummen
Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 282
Syy = Σ(y − ȳ)² = 1143
Bestimmtheitsmaß
r² = 282²/(70·1143) = 0,9936
Antwort
r² = 0,9936
Etwa 99,36 % der Streuung von y werden durch die Gerade erklärt.
20.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: x = 2,45
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 = 231/5 = 46,2
Quadrat- und Produktsummen
Sxx = Σ(x − x̄)² = 10
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 40
Regressionsgerade
b = 40/10 = 4
a = 46,2 − 4·3 = 34,2
ŷ = 34,2 + 4·x
Nach x auflösen
x = (44 − 34,2)/4 = 2,45
Antwort
x = 2,45
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