Du legst €5 000 zu 3 % pro Jahr bei stetiger Verzinsung an. Bestimme den Wert FV nach 13 Jahren.
PV = €5 000r = 3%t = 13
FV = €
2.Zeitwert des GeldesSchwer
Du leihst dir €5 000 zu 3,6 % pro Jahr bei monatlicher Verzinsung und zahlst am Ende jedes Monats €100 zurück. Wie viele Monate dauert es, bis das Darlehen getilgt ist (die letzte Rate darf kleiner sein)? Gib die Anzahl der Raten N an.
P = €5 000A = €1003,6% / 12
N = Raten
3.Kapitalwert & interner ZinsfußMittel
Ein Projekt kostet heute €30 000 und bringt 4 Jahre lang am Ende jedes Jahres €9 000. Die Kapitalkosten betragen 6 %. Nimm an, dass die Zahlungen gleichmäßig über jedes Jahr eingehen. Bestimme die dynamische Amortisationsdauer DPB in Jahren.
Ein Projekt kostet €20 000 und bringt am Ende der Jahre 1 bis 3 €11 500, €7 500, €14 000. Bestimme seinen internen Zinsfuß IRR in Prozent.
CF0 = −20 000CF1 = 11 500CF2 = 7 500CF3 = 14 000
IRR = %
5.Anleihekurs & RenditeMittel
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 wird in 15 Jahren fällig und zahlt jährliche Kupons. Sie wird bei einer Rendite bis zur Fälligkeit von 5,5% für €749 verkauft. Bestimme den Kuponsatz c in Prozent.
F = €1 000n = 15P = €749YTM = 5,5%
c = %
6.Anleihekurs & RenditeSchwer
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 und einem jährlichen Kupon von 4% wird in 3 Jahren fällig und kostet €1 060. Bestimme ihre Rendite bis zur Fälligkeit YTM in Prozent.
F = €1 000Kuponsatz = 4%n = 3P = €1 060
YTM = %
7.CAPM & WACCMittel
Ein Unternehmen hat Eigenkapital im Wert von €2 000 000 und Fremdkapital im Wert von €6 000 000. Seine Eigenkapitalkosten betragen 13%, seine Fremdkapitalkosten vor Steuern 3% und der Steuersatz 21%. Bestimme den WACC.
Ein Unternehmen hat 4 000 000 Aktien zu je €38,50 und 10 000 Anleihen mit einem Kurs von je €1 000. Die Fremdkapitalkosten vor Steuern betragen 5% und der Steuersatz 20%. Das Beta der Aktie ist 0,9, der risikofreie Zinssatz 2,5% und die Marktrendite 8%. Bestimme den WACC.
β = 0,9rf = 2,5%rm = 8%rd = 5%T = 20%
WACC = %
9.Beschreibende StatistikMittel
Bestimme die Stichproben-Standardabweichung s der Daten: 25, 30, 36, 31, 32, 21, 44.
n = 7
s =
10.Beschreibende StatistikSchwer
Prüfungsergebnisse sind normalverteilt mit Mittelwert 60 und Standardabweichung 5. Bestimme den z-Wert z eines Ergebnisses von 63.
μ = 60σ = 5x = 63
z =
11.WahrscheinlichkeitMittel
Ein fairer Würfel wird 4-mal geworfen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit P, mindestens eine Sechs zu würfeln?
n = 4
P =
12.WahrscheinlichkeitSchwer
Ein Test hat 6 Multiple-Choice-Fragen. Eine Studentin, die rät, beantwortet jede unabhängig mit Wahrscheinlichkeit 0,2 richtig. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit P für genau 5 richtige Antworten?
n = 6p = 0,2k = 5
P =
13.NormalverteilungMittel
Ziehe z so, dass die schattierte Fläche unter der Standardnormalverteilung rechts von z gleich 0,7794 ist. Bestimme z auf zwei Nachkommastellen.
A = 0,7794
z =
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 oberen 10 % rechts davon liegen. Bestimme die Grenze x.
μ = 178 cmσ = 7 cm10%
x = cm
15.KonfidenzintervalleMittel
Der Blutdruck von 6 Patienten wird vor und nach einer Behandlung gemessen. Die Differenzen d = vorher − nachher (mmHg) haben den Mittelwert −9 und die Standardabweichung 4,8. Bestimme die Fehlermarge E des 99-%-Konfidenzintervalls für die mittlere Differenz.
n = 6d̄ = −9sd = 4,899%t(5) = 4,032
E = mmHg
16.KonfidenzintervalleSchwer
Die Durchmesser von 10 gefertigten Wellen haben eine Stichprobenstandardabweichung von 11,4 µm. Bestimme unter der Annahme normalverteilter Durchmesser die obere 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 = 11,4 µmχ² = 2,7, 19,023
σ = µm
17.Hypothesentests & KonfidenzintervalleMittel
Zwei Fertigungslinien stellen dasselbe Teil her. Linie 1: Eine Stichprobe von 50 Teilen hat die mittlere Länge 65,5 mm, und die bekannte Standardabweichung der Linie ist 5 mm. Linie 2: Eine Stichprobe von 100 Teilen hat den Mittelwert 67,8 mm, bekannte Standardabweichung 6 mm. Bestimme die Teststatistik z für H₀: μ₁ = μ₂, mit der Differenz x̄₁ − x̄₂ (Linie 1 minus Linie 2).
Wie groß muss eine Stichprobe sein, damit das 90-%-Konfidenzintervall für einen Mittelwert eine Fehlermarge von höchstens 2,5 hat? Die Standardabweichung ist 8. Bestimme den kleinsten Stichprobenumfang n.
σ = 8E = 2,590%
n =
19.Lineare Regression und KorrelationMittel
Die Tabelle enthält 5 Wertepaare von x = Temperatur in °C und y = verkaufte Eiskugeln. Ihre Summen sind gegeben. Bestimme daraus den Korrelationskoeffizienten nach Pearson r.
Die Tabelle enthält 6 Wertepaare von x = Last in kN und y = Verlängerung in mm. Verwende die Regressionsgerade ŷ = a + b·x nach der Methode der kleinsten Quadrate. Für welchen Wert x sagt die Gerade ŷ = 25 voraus?
n = 6ŷ = 25
x =
3Lösungen
1.Zeitwert des Geldes
Antwort: FV = 7385 €
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 = 0,03·13 = 0,39
e0,39 = 1,477
Endwert
FV = 5 000·1,477 = €7 384,90
Antwort
FV = €7 384,90
2.Zeitwert des Geldes
Antwort: N = 55 Raten
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.
Die Rentenformel umstellen
i = 0,003
(1 + i)−N = 1 − 5 000·0,003/100 = 0,85
Mit Logarithmen lösen
N = −ln(0,85)/ln(1,003) = 54,25
Auf ganze Raten aufrunden
54 volle Raten lassen eine kleine Restschuld, die die letzte, kleinere Rate tilgt.
N = 55
Antwort
N = 55 Raten
3.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: DPB = 3,834 Jahre
Amortisationsdauer: die Zeit, bis die kumulierten Zahlungsüberschüsse die Anfangsinvestition zurückgezahlt haben. Man nimmt an, dass das Geld gleichmäßig über jedes Jahr eingeht, der letzte Teil ist also ein Bruchteil eines Jahres. Die statische Amortisationsdauer vernachlässigt den Zeitwert des Geldes; die dynamische Amortisationsdauer verwendet stattdessen die abgezinsten Zahlungen.
Abgezinste und kumulierte Zahlungen
Jahr 1: 9 000/1,06 = 8 490,57 → Σ = 8 490,57
Jahr 2: 9 000/1,124 = 8 009,97 → Σ = 16 500,53
Jahr 3: 9 000/1,191 = 7 556,57 → Σ = 24 057,11
Jahr 4: 9 000/1,262 = 7 128,84 → Σ = 31 185,95
Bruchteil des letzten Jahres
DPB = 3 + 5 942,89/7 128,84 = 3,834
Antwort
DPB = 3,834 Jahre
Die dynamische Amortisationsdauer ist immer länger als die statische (3,333 Jahre).
4.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: IRR = 28,81 %
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(25%) = 1 168,00
NPV(30%) = −343,65
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 + 0,055)−15 = €447,93
Kupon
C = (749 − 447,93)/10,04 = €29,99
Kuponsatz
c = 29,99/1000 = 2,999%
Antwort
c = 2,999%
6.Anleihekurs & Rendite
Antwort: YTM = 1,923 %
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
€1 060 = €40·(1 − (1 + y)⁻³)/y + €1 000/(1 + y)³
Numerisch lösen
P(1%) = €1 088,23, P(2%) = €1 057,68
YTM = 1,923%
Antwort
YTM = 1,923%
7.CAPM & WACC
Antwort: WACC = 5,027 %
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 = 0,25, D/V = 0,75
WACC
WACC = 0,25·13% + 0,75·3%·(1 − 0,21) = 5,027%
Antwort
WACC = 5,027%
8.CAPM & WACC
Antwort: WACC = 7,24 %
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).
Marktwerte
E = 4 000 000·€38,50 = €154 000 000
D = 10 000·€1 000 = €10 000 000
Eigenkapitalkosten (CAPM)
re = 2,5% + 0,9·5,5% = 7,45%
Gewichte
V = €164 000 000, E/V = 0,939, D/V = 0,06098
WACC
WACC = 0,939·7,45% + 0,06098·5%·(1 − 0,2) = 7,24%
Antwort
WACC = 7,24%
9.Beschreibende Statistik
Antwort: s = 7,432
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 = (63 − 60)/5 = 0,6
Antwort
z = 0,6
11.Wahrscheinlichkeit
Antwort: P = 0,5177
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)4 = 0,4823
P = 1 − 0,4823 = 0,5177
Antwort
P = 0,5177
12.Wahrscheinlichkeit
Antwort: P = 0,001536
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.
Binomialformel
P(X = 5) = 6·0,25·0,81 = 6·0,00032·0,8 = 0,001536
Antwort
P = 0,001536
13.Normalverteilung
Antwort: z = −0,77
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 − 0,7794 = 0,2206
Die z-Tabelle rückwärts lesen
Finde 0,2206 in der Tabelle und lies z ab.
z = −0,77
Antwort
z = −0,77
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: E = 7,901 mmHg
Interval for a difference: estimate ± critical value × standard error. For two independent means with known σ: SE = √(σ₁²/n₁ + σ₂²/n₂) and z. With equal unknown variances: pooled s_p and t with n₁ + n₂ − 2 degrees of freedom. For paired data, work with the differences: d̄ ± t·s_d/√n.
Kritischer Wert
df = 5, t = 4,032
Fehlermarge
E = 4,032·4,8/√6 = 7,901
Antwort
E = 7,901 mmHg
16.Konfidenzintervalle
Antwort: σ = 20,81 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 = 9·11,4² = 1170
Grenzen für σ²
1170/19,023 = 61,49
1170/2,7 = 433,2
Grenze für σ
σ = √433,2 = 20,81 µm
Antwort
σ = 20,81 µm
95-%-Intervall für σ: [7,841, 20,81] µm.
17.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: z = −2,48
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 = √(5²/50 + 6²/100) = √0,86 = 0,9274
Teststatistik
z = (65,5 − 67,8)/0,9274 = −2,48
Antwort
z = −2,48
|z| > 1,96, also wird H₀ auf dem 5-%-Niveau (zweiseitig) verworfen.
18.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: n = 28
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 = (1,645·8/2,5)² = 27,71
Aufrunden
n = 28
Antwort
n = 28
19.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: r = 0,8916
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.
Zentrierte Summen
Sxy = 4298 − 100·210/5 = 98
Sxx = 2040 − 100²/5 = 40
Syy = 9122 − 210²/5 = 302
Korrelationskoeffizient
r = 98/√(40·302) = 0,8916
Antwort
r = 0,8916
20.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: x = 8,806
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 = 124/6 = 20,67
Quadrat- und Produktsummen
Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 168
Regressionsgerade
b = 168/70 = 2,4
a = 20,67 − 2,4·7 = 3,867
ŷ = 3,867 + 2,4·x
Nach x auflösen
x = (25 − 3,867)/2,4 = 8,806
Antwort
x = 8,806
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