Du legst €20 000 zu einem Nominalzins von 5 % pro Jahr mit vierteljährlicher Verzinsung an. Bestimme den Wert FV der Anlage nach 8 Jahren.
PV = €20 0005% / 4n = 8
FV = €
2.Zeitwert des GeldesSchwer
Du sparst 13 Jahre lang am Ende jedes Monats €150. Das Konto bringt 7,2 % pro Jahr bei monatlicher Verzinsung. Wie viel hast du am Ende gespart? Bestimme FV.
A = €1507,2% / 12N = 156
FV = €
3.Kapitalwert & interner ZinsfußMittel
Eine Investition von €60 000 bringt am Ende der Jahre 1 bis 4 diese Zahlungen: €30 000, €16 000, €23 000, €22 000. Die Kapitalkosten betragen 6 %. Bestimme den Kapitalwert NPV.
Ein Projekt kostet heute €80 000. Seine Zahlung beträgt €9 000 am Ende von Jahr 1 und wächst um 4 % pro Jahr bis zur letzten Zahlung am Ende von Jahr 9. Die Kapitalkosten betragen 12 %. Bestimme den Kapitalwert NPV.
C0 = €80 000CF1 = €9 000g = 4%n = 9r = 12%
NPV = €
5.Anleihekurs & RenditeMittel
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 zahlt einen jährlichen Kupon von 7% in zwei halbjährlichen Raten und wird in 10 Jahren fällig. Die Rendite bis zur Fälligkeit beträgt 3,5% pro Jahr. Bestimme den Kurs P der Anleihe.
F = €1 000Kuponsatz = 7%YTM = 3,5%n = 10
P = €
6.Anleihekurs & RenditeSchwer
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 und einem jährlichen Kupon von 3% wird in 10 Jahren fällig und kostet €810. Bestimme ihre Rendite bis zur Fälligkeit YTM in Prozent.
F = €1 000Kuponsatz = 3%n = 10P = €810
YTM = %
7.CAPM & WACCMittel
Ein Unternehmen ist finanziert mit Stammaktien im Wert von €5 000 000, Vorzugsaktien im Wert von €500 000 und Fremdkapital im Wert von €4 000 000. Die Eigenkapitalkosten betragen 13%, die Kosten der Vorzugsaktien 8% und die Fremdkapitalkosten vor Steuern 4%. Der Steuersatz beträgt 25,8%. Bestimme den WACC.
Ein Unternehmen hat 2 500 000 Aktien zu je €57,50 und 20 000 Anleihen mit einem Kurs von je €1 050. Die Fremdkapitalkosten vor Steuern betragen 5% und der Steuersatz 30%. Das Beta der Aktie ist 0,8, der risikofreie Zinssatz 4% und die Marktrendite 8%. Bestimme den WACC.
β = 0,8rf = 4%rm = 8%rd = 5%T = 30%
WACC = %
9.Beschreibende StatistikMittel
Bestimme die Stichproben-Standardabweichung s der Daten: 15, 34, 47, 33, 36, 37, 25.
n = 7
s =
10.Beschreibende StatistikSchwer
Eine Größe ist normalverteilt mit Mittelwert 60 und Standardabweichung 15. Welcher Anteil P der Werte liegt über 78,75?
μ = 60σ = 15x = 78,75
P =
11.WahrscheinlichkeitMittel
Ein fairer Würfel wird 5-mal geworfen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit P, mindestens eine Sechs zu würfeln?
n = 5
P =
12.WahrscheinlichkeitSchwer
12 Bauteile werden geprüft, und jedes fällt unabhängig mit Wahrscheinlichkeit 0,1 aus. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit P, dass höchstens eines ausfällt?
n = 12p = 0,1
P =
13.NormalverteilungMittel
Die Lebensdauern von Batterien sind normalverteilt mit dem Mittelwert 500 h und der Standardabweichung 40 h. Welcher Anteil liegt zwischen 440 und 510 h? Gib P als Dezimalzahl an.
μ = 500σ = 40x1 = 440x2 = 510
P =
14.NormalverteilungSchwer
Die IQ-Werte sind normalverteilt mit dem Mittelwert 100 Punkte und der Standardabweichung 15 Punkte. Bestimme den Wert x, unter dem 90 % von ihnen liegen (das 90. Perzentil).
μ = 100σ = 15P = 90%
x = Punkte
15.KonfidenzintervalleMittel
Eine Stichprobe von 13 Elementen hat den Mittelwert 62,5 und die Standardabweichung s = 12. Die Grundgesamtheit ist annähernd normalverteilt. Bestimme die untere Grenze des 99-%-Konfidenzintervalls für den Mittelwert.
n = 13x̄ = 62,5s = 1299%t(12) = 3,055
untere Grenze =
16.KonfidenzintervalleSchwer
Die Durchmesser von 15 gefertigten Wellen haben eine Stichprobenstandardabweichung von 11,7 µm. Bestimme unter der Annahme normalverteilter Durchmesser die obere Grenze σ des 95-%-Konfidenzintervalls für die Standardabweichung der Grundgesamtheit. Bei df = 14 liegen 2,5 % der χ²-Verteilung unter 5,629 und 2,5 % über 26,119.
n = 15s = 11,7 µmχ² = 5,629, 26,119
σ = µm
17.Hypothesentests & KonfidenzintervalleMittel
Eine Stichprobe von 16 Studierenden hat einen mittleren Punktwert von 97,2 und eine Stichproben-Standardabweichung von 8. Bestimme die Teststatistik t für H₀: μ = 100.
μ₀ = 100x̄ = 97,2s = 8n = 16
t =
18.Hypothesentests & KonfidenzintervalleSchwer
Eine Stichprobe von 36 Messungen hat den Mittelwert 56,3. Die Standardabweichung der Grundgesamtheit ist 20. Bestimme die obere Grenze U des 95-%-Konfidenzintervalls für den Mittelwert.
x̄ = 56,3σ = 20n = 3695%
U =
19.Lineare Regression und KorrelationMittel
Die Tabelle enthält 6 Wertepaare von x = Fahrzeugalter in Jahren und y = Preis in k€. Ihre Summen sind gegeben. Bestimme daraus den Korrelationskoeffizienten nach Pearson r.
n = 6Σx = 21Σy = 147Σx² = 91Σy² = 3653Σxy = 485
r =
20.Lineare Regression und KorrelationSchwer
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. Eine neue Beobachtung (3,5, 14) wird gemacht. Bestimme ihr Residuum e = y − ŷ.
n = 6(3,5, 14)
e =
3Lösungen
1.Zeitwert des Geldes
Antwort: FV = 29763 €
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.
Du hast selbst €23 400 eingezahlt; der Rest sind Zinsen.
3.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: NPV = 19279 €
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 = −60 000
CF1/(1 + 0,06)1 = 30 000/1,06 = 28 301,89
CF2/(1 + 0,06)2 = 16 000/1,124 = 14 239,94
CF3/(1 + 0,06)3 = 23 000/1,191 = 19 311,24
CF4/(1 + 0,06)4 = 22 000/1,262 = 17 426,06
Addieren
NPV = €19 279,13
Antwort
NPV = €19 279,13
Der Kapitalwert ist positiv, das Projekt verdient also mehr als die geforderte Rendite.
4.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: NPV = −25242 €
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 der wachsenden Rente
((1,04)/(1,12))9 = 0,5133
PV = 9 000/(0,12 − 0,04)·(1 − 0,5133) = 54 758,19
NPV
NPV = 54 758,19 − 80 000 = −€25 241,81
Antwort
NPV = −€25 241,81
Der Kapitalwert ist negativ, das Projekt verdient also weniger als die geforderte Rendite.
5.Anleihekurs & Rendite
Antwort: P = 1293 €
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 = €35,00, i = 0,0175, N = 20
Barwert der Kupons
€35,00·(1 − 0,7068)/0,0175 = €586,35
Barwert des Nennwerts
€1 000·0,7068 = €706,82
Kurs
P = €1 293,18
Antwort
P = €1 293,18
Die Rendite liegt unter dem Kuponsatz, also notiert die Anleihe über pari.
6.Anleihekurs & Rendite
Antwort: YTM = 5,524 %
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
€810 = €30·(1 − (1 + y)⁻¹⁰)/y + €1 000/(1 + y)¹⁰
Numerisch lösen
P(5%) = €845,57, P(6%) = €779,20
YTM = 5,524%
Antwort
YTM = 5,524%
7.CAPM & WACC
Antwort: WACC = 8,513 %
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 = 2 500 000·€57,50 = €143 750 000
D = 20 000·€1 050 = €21 000 000
Eigenkapitalkosten (CAPM)
re = 4% + 0,8·4% = 7,2%
Gewichte
V = €164 750 000, E/V = 0,8725, D/V = 0,1275
WACC
WACC = 0,8725·7,2% + 0,1275·5%·(1 − 0,3) = 6,728%
Antwort
WACC = 6,728%
9.Beschreibende Statistik
Antwort: s = 10,06
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 = 1,25
Standardnormalverteilungstabelle
Φ(1,25) = 0,8944
P = 1 − 0,8944 = 0,1056
Antwort
P = 0,1056
11.Wahrscheinlichkeit
Antwort: P = 0,5981
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)5 = 0,4019
P = 1 − 0,4019 = 0,5981
Antwort
P = 0,5981
12.Wahrscheinlichkeit
Antwort: P = 0,659
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.
Null und ein Ausfall
P(X = 0) = 0,912 = 0,2824
P(X = 1) = 12·0,1·0,911 = 0,3766
Addieren
P = 0,2824 + 0,3766 = 0,659
Antwort
P = 0,659
13.Normalverteilung
Antwort: P = 0,5319
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 = (440 − 500)/40 = −1,5
z₂ = (510 − 500)/40 = 0,25
Fläche dazwischen
P = Φ(0,25) − Φ(−1,5) = 0,5987 − 0,06681 = 0,5319
Antwort
P = 0,5319
14.Normalverteilung
Antwort: x = 119,2 Punkte
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) = 0,9 → z = 1,282
Zurück zu x
x = 100 + 1,282·15 = 119,22 Punkte
Antwort
x = 119,22 Punkte
15.Konfidenzintervalle
Antwort: untere Grenze = 52,33
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 = 12, t = 3,055
Fehlermarge
E = 3,055·12/√13 = 10,17
Intervall
62,5 ± 10,17 → [52,33, 72,67]
Antwort
untere Grenze = 52,33
16.Konfidenzintervalle
Antwort: σ = 18,45 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 = 14·11,7² = 1916
Grenzen für σ²
1916/26,119 = 73,37
1916/5,629 = 340,5
Grenze für σ
σ = √340,5 = 18,45 µm
Antwort
σ = 18,45 µm
95-%-Intervall für σ: [8,566, 18,45] µm.
17.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: t = −1,4
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 = 8/√16 = 8/4 = 2
Teststatistik
t = (97,2 − 100)/2 = −1,4
Antwort
t = −1,4
t0,025; df = 15 = 2,131
|t| < 2.131, also wird H₀ auf dem 5-%-Niveau (zweiseitig) nicht verworfen.
18.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: U = 62,83
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).
Fehlermarge
E = 1,96·20/√36 = 6,533
Intervallgrenze
U = 56,3 + 6,533 = 62,83
Antwort
U = 62,83
19.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: r = −0,9827
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 = 485 − 21·147/6 = −29,5
Sxx = 91 − 21²/6 = 17,5
Syy = 3653 − 147²/6 = 51,5
Korrelationskoeffizient
r = −29,5/√(17,5·51,5) = −0,9827
Antwort
r = −0,9827
20.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: e = −4,833
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 = 113/6 = 18,83
Quadrat- und Produktsummen
Sxx = Σ(x − x̄)² = 17,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −47,5
Regressionsgerade
b = −47,5/17,5 = −2,714
a = 18,83 − (−2,714)·3,5 = 28,33
ŷ = 28,33 − 2,714·x
Vorhergesagter Wert
ŷ = 28,33 + (−2,714)·3,5 = 18,83
Residuum
e = 14 − 18,83 = −4,833
Antwort
e = −4,833
Der Punkt liegt unter der Geraden.
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