Du legst €3 000 zu einem Nominalzins von 4 % pro Jahr mit monatlicher Verzinsung an. Bestimme den Wert FV der Anlage nach 4 Jahren.
PV = €3 0004% / 12n = 4
FV = €
2.Zeitwert des GeldesSchwer
Du zahlst 26 Jahre lang am Anfang jedes Jahres €5 000 ein, die erste Einzahlung heute. Das Konto bringt 6 % pro Jahr. Wie viel ist am Ende von Jahr 26 auf dem Konto? Bestimme FV.
A = €5 000i = 6%n = 26
FV = €
3.Kapitalwert & interner ZinsfußMittel
Eine Maschine kostet heute €40 000, hält 9 Jahre und verursacht €1 500 Betriebskosten pro Jahr (am Ende jedes Jahres gezahlt). Die Kapitalkosten betragen 8 %. Bestimme ihre äquivalenten jährlichen Kosten EAC.
C0 = €40 000M = €1 500n = 9r = 8%
EAC = €
4.Kapitalwert & interner ZinsfußSchwer
Ein Projekt kostet €40 000 und bringt am Ende der Jahre 1 bis 3 €20 500, €21 000, €14 000. Bestimme seinen internen Zinsfuß IRR in Prozent.
CF0 = −40 000CF1 = 20 500CF2 = 21 000CF3 = 14 000
IRR = %
5.Anleihekurs & RenditeMittel
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 zahlt einen jährlichen Kupon von 4% in zwei halbjährlichen Raten und wird in 9 Jahren fällig. Die Rendite bis zur Fälligkeit beträgt 8% pro Jahr. Bestimme den Kurs P der Anleihe.
F = €1 000Kuponsatz = 4%YTM = 8%n = 9
P = €
6.Anleihekurs & RenditeSchwer
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 und einem jährlichen Kupon von 7% wird in 8 Jahren fällig und kostet €865. Bestimme ihre Rendite bis zur Fälligkeit YTM in Prozent.
F = €1 000Kuponsatz = 7%n = 8P = €865
YTM = %
7.CAPM & WACCMittel
Ein Unternehmen hat Eigenkapital im Wert von €5 000 000 und Fremdkapital im Wert von €2 000 000. Seine Eigenkapitalkosten betragen 10%, seine Fremdkapitalkosten vor Steuern 4% und der Steuersatz 25,8%. Bestimme den WACC.
Ein Unternehmen hat 1 000 000 Aktien zu je €39,50 und 5 000 Anleihen mit einem Kurs von je €960. Die Fremdkapitalkosten vor Steuern betragen 4,5% und der Steuersatz 21%. Das Beta der Aktie ist 1,5, der risikofreie Zinssatz 1,5% und die Marktrendite 6,5%. Bestimme den WACC.
β = 1,5rf = 1,5%rm = 6,5%rd = 4,5%T = 21%
WACC = %
9.Beschreibende StatistikMittel
Bestimme die Stichproben-Standardabweichung s der Daten: 13, 28, 55, 55, 14.
n = 5
s =
10.Beschreibende StatistikSchwer
Prüfungsergebnisse sind normalverteilt mit Mittelwert 170 und Standardabweichung 12. Bestimme den z-Wert z eines Ergebnisses von 160,4.
μ = 170σ = 12x = 160,4
z =
11.WahrscheinlichkeitMittel
Auf wie viele Arten N kann ein Ausschuss von 2 Personen aus einer Gruppe von 14 gewählt werden? Die Reihenfolge spielt keine Rolle.
n = 14k = 2
N =
12.WahrscheinlichkeitSchwer
Ein Test hat 9 Multiple-Choice-Fragen. Eine Studentin, die rät, beantwortet jede unabhängig mit Wahrscheinlichkeit 0,25 richtig. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit P für genau 3 richtige Antworten?
n = 9p = 0,25k = 3
P =
13.NormalverteilungMittel
Die Körpergrößen erwachsener Männer sind normalverteilt mit dem Mittelwert 178 cm und der Standardabweichung 7 cm. Welcher Anteil liegt zwischen 178,35 und 185,35 cm? Gib P als Dezimalzahl an.
μ = 178σ = 7x1 = 178,35x2 = 185,35
P =
14.NormalverteilungSchwer
Die Gewichte von Beuteln sind normalverteilt mit dem Mittelwert 250 g und der Standardabweichung 5 g. Bestimme den Wert x, unter dem 75 % von ihnen liegen (das 75. Perzentil).
μ = 250σ = 5P = 75%
x = g
15.KonfidenzintervalleMittel
Eine Stichprobe von 25 Elementen hat den Mittelwert 46 und die Standardabweichung s = 2,5. Die Grundgesamtheit ist annähernd normalverteilt. Bestimme die untere Grenze des 95-%-Konfidenzintervalls für den Mittelwert.
n = 25x̄ = 46s = 2,595%t(24) = 2,064
untere Grenze =
16.KonfidenzintervalleSchwer
Die Standardabweichung der Grundgesamtheit ist 24. Wie groß muss die Stichprobe n sein, damit ein 99-%-Konfidenzintervall für den Mittelwert eine Fehlermarge von höchstens 5 hat?
σ = 24E = 599%
n =
17.Hypothesentests & KonfidenzintervalleMittel
Eine Stichprobe von 49 Studierenden hat einen mittleren Punktwert von 503,4 und eine Stichproben-Standardabweichung von 20. Bestimme die Teststatistik t für H₀: μ = 500.
μ₀ = 500x̄ = 503,4s = 20n = 49
t =
18.Hypothesentests & KonfidenzintervalleSchwer
Ein einseitiger z-Test bei α = 0,01 soll eine Verschiebung des Mittelwerts um 4 Einheiten mit einer Teststärke von 80 % erkennen. Die Standardabweichung beträgt 11. Bestimme den Mindeststichprobenumfang n.
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 = Fahrzeugalter in Jahren und y = Preis in k€. Verwende die Regressionsgerade ŷ = a + b·x nach der Methode der kleinsten Quadrate. Für welchen Wert x sagt die Gerade ŷ = 20 voraus?
n = 6ŷ = 20
x =
3Lösungen
1.Zeitwert des Geldes
Antwort: FV = 3520 €
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.
Endwertfaktor der nachschüssigen Rente
((1 + 0,06)26 − 1)/0,06 = 59,16
Vorschüssige Rente
Jede Einzahlung ist ein Jahr länger angelegt.
FV = 5 000·59,16·1,06 = €313 528,83
Antwort
FV = €313 528,83
3.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: EAC = 7903 €
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 − 1,08−9)/0,08 = 6,247
Annualisierter Kaufpreis
40 000/6,247 = 6 403,19
EAC
EAC = 6 403,19 + 1 500 = €7 903,19
Antwort
EAC = €7 903,19
4.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: IRR = 19,61 %
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(15%) = 2 910,33
NPV(20%) = −231,48
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.
Pro Periode
C = €20,00, i = 0,04, N = 18
Barwert der Kupons
€20,00·(1 − 0,4936)/0,04 = €253,19
Barwert des Nennwerts
€1 000·0,4936 = €493,63
Kurs
P = €746,81
Antwort
P = €746,81
Die Rendite liegt über dem Kuponsatz, also notiert die Anleihe unter pari.
6.Anleihekurs & Rendite
Antwort: YTM = 9,483 %
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
€865 = €70·(1 − (1 + y)⁻⁸)/y + €1 000/(1 + y)⁸
Numerisch lösen
P(9%) = €889,30, P(10%) = €839,95
YTM = 9,483%
Antwort
YTM = 9,483%
7.CAPM & WACC
Antwort: WACC = 7,991 %
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).
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 = 1 000 000·€39,50 = €39 500 000
D = 5 000·€960 = €4 800 000
Eigenkapitalkosten (CAPM)
re = 1,5% + 1,5·5% = 9%
Gewichte
V = €44 300 000, E/V = 0,8916, D/V = 0,1084
WACC
WACC = 0,8916·9% + 0,1084·4,5%·(1 − 0,21) = 8,41%
Antwort
WACC = 8,41%
9.Beschreibende Statistik
Antwort: s = 20,94
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 = (160,4 − 170)/12 = −0,8
Antwort
z = −0,8
11.Wahrscheinlichkeit
Antwort: N = 91
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.
Kombinationen
C(14, 2) = (14·13)/(2·1) = 91
Antwort
N = 91
12.Wahrscheinlichkeit
Antwort: P = 0,2336
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.
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 = (178,35 − 178)/7 = 0,05
z₂ = (185,35 − 178)/7 = 1,05
Fläche dazwischen
P = Φ(1,05) − Φ(0,05) = 0,8531 − 0,5199 = 0,3332
Antwort
P = 0,3332
14.Normalverteilung
Antwort: x = 253,4 g
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) = 0,75 → z = 0,6745
Zurück zu x
x = 250 + 0,6745·5 = 253,37 g
Antwort
x = 253,37 g
15.Konfidenzintervalle
Antwort: untere Grenze = 44,97
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 = 24, t = 2,064
Fehlermarge
E = 2,064·2,5/√25 = 1,032
Intervall
46 ± 1,032 → [44,97, 47,03]
Antwort
untere Grenze = 44,97
16.Konfidenzintervalle
Antwort: n = 153
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 = (2,576·24/5)² = 152,9
Aufrunden
Ein Stichprobenumfang ist eine ganze Zahl, und Abrunden würde die Fehlermarge zu groß machen.
n = 153
Antwort
n = 153
17.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: t = 1,19
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 = 20/√49 = 20/7 = 2,857
Teststatistik
t = (503,4 − 500)/2,857 = 1,19
Antwort
t = 1,19
t0,025; df = 48 = 2,011
|t| < 2.011, also wird H₀ auf dem 5-%-Niveau (zweiseitig) nicht verworfen.
18.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: n = 76
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)·11/4)² = 75,9
Aufrunden
n = 76
Antwort
n = 76
19.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: r = 0,9482
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 = 8544 − 120·342/5 = 336
Sxx = 2970 − 120²/5 = 90
Syy = 24788 − 342²/5 = 1395
Korrelationskoeffizient
r = 336/√(90·1395) = 0,9482
Antwort
r = 0,9482
20.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: x = 2,305
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 = 21/6 = 3,5
ȳ = 103/6 = 17,17
Quadrat- und Produktsummen
Sxx = Σ(x − x̄)² = 17,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −41,5
Regressionsgerade
b = −41,5/17,5 = −2,371
a = 17,17 − (−2,371)·3,5 = 25,47
ŷ = 25,47 − 2,371·x
Nach x auflösen
x = (20 − 25,47)/(−2,371) = 2,305
Antwort
x = 2,305
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