Du brauchst €40 000 in 6 Jahren. Ein Konto bringt 2 % pro Jahr bei monatlicher Verzinsung. Wie viel musst du heute einzahlen? Bestimme den Barwert PV.
FV = €40 0002% / 12n = 6
PV = €
2.Zeitwert des GeldesSchwer
Du sparst 26 Jahre lang am Ende jedes Monats €50. Das Konto bringt 4,2 % pro Jahr bei monatlicher Verzinsung. Wie viel hast du am Ende gespart? Bestimme FV.
A = €504,2% / 12N = 312
FV = €
3.Kapitalwert & interner ZinsfußMittel
Ein Projekt kostet heute €250 000. Es erwirtschaftet am Ende des ersten Jahres €12 000, danach wächst der Zahlungsüberschuss für immer um 4 % pro Jahr. Die Kapitalkosten betragen 10 %. Bestimme den Kapitalwert NPV.
C0 = €250 000CF1 = €12 000g = 4%r = 10%
NPV = €
4.Kapitalwert & interner ZinsfußSchwer
Ein Projekt kostet €10 000 und bringt am Ende der Jahre 1 bis 3 €4 000, €5 000, €6 000. Bestimme seinen internen Zinsfuß IRR in Prozent.
CF0 = −10 000CF1 = 4 000CF2 = 5 000CF3 = 6 000
IRR = %
5.Anleihekurs & RenditeMittel
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 zahlt einen jährlichen Kupon von 8% in zwei halbjährlichen Raten und wird in 12 Jahren fällig. Die Rendite bis zur Fälligkeit beträgt 5,5% pro Jahr. Bestimme den Kurs P der Anleihe.
F = €1 000Kuponsatz = 8%YTM = 5,5%n = 12
P = €
6.Anleihekurs & RenditeSchwer
Eine Anleihe mit 20 Jahren Restlaufzeit (Nennwert €1 000, jährlicher Kupon 7%) wird für €1 115 verkauft. Der Emittent kann sie in 3 Jahren zu einem Kündigungskurs von €1 070 kündigen. Bestimme die Rendite bis zur Kündigung YTC in Prozent.
F = €1 000Kuponsatz = 7%P = €1 115Kündigungskurs = €1 070Kündigung in 3 Jahre
YTC = %
7.CAPM & WACCMittel
Ein Unternehmen ist finanziert mit Stammaktien im Wert von €12 000 000, Vorzugsaktien im Wert von €500 000 und Fremdkapital im Wert von €5 000 000. Die Eigenkapitalkosten betragen 13%, die Kosten der Vorzugsaktien 7% und die Fremdkapitalkosten vor Steuern 4%. Der Steuersatz beträgt 25%. Bestimme den WACC.
Die Aktien eines Unternehmens haben beim aktuellen Verschuldungsgrad D/E von 0,4 ein Beta von 1,5. Es plant, den Verschuldungsgrad auf 1 zu erhöhen. Der Steuersatz beträgt 20%, der risikolose Zinssatz 4% und die Marktrisikoprämie 4,5%. Bestimme die Eigenkapitalkosten re nach der Änderung.
Bestimme die Stichproben-Standardabweichung s der Daten: 17, 41, 30, 22, 45, 51.
n = 6
s =
10.Beschreibende StatistikSchwer
Eine Größe ist normalverteilt mit Mittelwert 170 und Standardabweichung 10. Welcher Anteil P der Werte liegt über 162?
μ = 170σ = 10x = 162
P =
11.WahrscheinlichkeitMittel
Ein Beutel enthält 7 rote und 6 blaue Kugeln. Du ziehst zwei Kugeln, ohne die erste zurückzulegen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit P, dass beide rot sind?
7 / 6
P =
12.WahrscheinlichkeitSchwer
Ein Spiel kostet €3 Einsatz. Du gewinnst €15 mit der Wahrscheinlichkeit 0,15 und €150 mit der Wahrscheinlichkeit 0,05; sonst gewinnst du nichts. Der Einsatz wird nicht zurückgegeben. Bestimme den erwarteten Nettogewinn E(G) pro Spiel.
Einsatz = €3€15: p = 0,15€150: p = 0,05
E(G) = €
13.NormalverteilungMittel
Ziehe z so, dass die schattierte Fläche unter der Standardnormalverteilung rechts von z gleich 0,0274 ist. Bestimme z auf zwei Nachkommastellen.
A = 0,0274
z =
14.NormalverteilungSchwer
Die IQ-Werte sind normalverteilt mit dem Mittelwert 100 Punkte und der Standardabweichung 15 Punkte. Bestimme den Wert x, unter dem 10 % von ihnen liegen (das 10. Perzentil).
μ = 100σ = 15P = 10%
x = Punkte
15.KonfidenzintervalleMittel
Eine Stichprobe von 12 Elementen hat den Mittelwert 16 und die Standardabweichung s = 15. Die Grundgesamtheit ist annähernd normalverteilt. Bestimme die untere Grenze des 99-%-Konfidenzintervalls für den Mittelwert.
n = 12x̄ = 16s = 1599%t(11) = 3,106
untere Grenze =
16.KonfidenzintervalleSchwer
Zwei Dünger werden getestet. Parzellengruppe 1: 9 Parzellen, mittlerer Ertrag 59,5 kg, Standardabweichung 9,5 kg. Parzellengruppe 2: 8 Parzellen, Mittelwert 63 kg, Standardabweichung 5 kg. Nimm gleiche Varianzen an (gepoolter t-Test, df = n₁ + n₂ − 2). Bestimme die untere Grenze des 99-%-Konfidenzintervalls für μ₁ − μ₂.
Der Mittelwert einer Grundgesamtheit soll 50 betragen; die Standardabweichung der Grundgesamtheit ist bekanntermaßen 4. Eine Zufallsstichprobe von 64 Beobachtungen hat den Mittelwert 50,46. Teste H₀: μ = 50 gegen H₁: μ > 50. Bestimme den p-Wert p.
μ₀ = 50σ = 4n = 64x̄ = 50,46H₁: μ > μ₀
p =
18.Hypothesentests & KonfidenzintervalleSchwer
In einer Studie erholen sich 68 von 150 Patienten unter Behandlung A und 100 von 250 Patienten unter Behandlung B. Bestimme mit dem gepoolten Anteil die Teststatistik z für H₀: p₁ = p₂.
x₁ = 68n₁ = 150x₂ = 100n₂ = 250
z =
19.Lineare Regression und KorrelationMittel
Die Tabelle enthält 5 Wertepaare von x = Werbeausgaben in k€ und y = Umsatz in k€. Ihre Summen sind gegeben. Bestimme daraus den Korrelationskoeffizienten nach Pearson r.
n = 5Σx = 20Σy = 194Σx² = 90Σy² = 7686Σxy = 814
r =
20.Lineare Regression und KorrelationSchwer
Die Tabelle enthält 5 Wertepaare von x = Temperatur in °C und y = verkaufte Eiskugeln. Verwende die Regressionsgerade ŷ = a + b·x nach der Methode der kleinsten Quadrate. Eine neue Beobachtung (19,5, 66) wird gemacht. Bestimme ihr Residuum e = y − ŷ.
n = 5(19,5, 66)
e =
3Lösungen
1.Zeitwert des Geldes
Antwort: PV = 35480 €
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.
Zinssatz und Anzahl der Perioden
i = 0,02/12 = 0,001667
N = 12·6 = 72
Barwert
PV = FV/(1 + i)N = 40 000/1,127 = €35 480,36
Antwort
PV = €35 480,36
2.Zeitwert des Geldes
Antwort: FV = 28208 €
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 €15 600 eingezahlt; der Rest sind Zinsen.
3.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: NPV = −50000 €
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.
Wert der Zahlungen
PV = 12 000/(0,1 − 0,04) = 200 000,00
NPV
NPV = 200 000,00 − 250 000 = −€50 000,00
Antwort
NPV = −€50 000,00
Der Kapitalwert ist negativ, das Projekt verdient also weniger als die geforderte Rendite.
4.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: IRR = 21,65 %
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(20%) = 277,78
NPV(25%) = −528,00
Eingrenzen
Lineare Interpolation liefert eine erste Schätzung; Wiederholen (oder die IRR-Funktion eines Rechners) liefert den genauen Zinssatz.
IRR ≈ 20 + 5·277,78/(277,78 − (−528,00)) = 21,72%
exakt: NPV(21,65%) = 0 → IRR = 21,65%
Antwort
IRR = 21,65%
5.Anleihekurs & Rendite
Antwort: P = 1218 €
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 = €40,00, i = 0,0275, N = 24
Barwert der Kupons
€40,00·(1 − 0,5215)/0,0275 = €696,03
Barwert des Nennwerts
€1 000·0,5215 = €521,48
Kurs
P = €1 217,51
Antwort
P = €1 217,51
Die Rendite liegt unter dem Kuponsatz, also notiert die Anleihe über pari.
6.Anleihekurs & Rendite
Antwort: YTC = 4,998 %
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.
Gleichung für die Rendite
1115 = 70·(1 − (1 + y)−3)/y + 1070/(1 + y)3
Numerisch lösen
y = 4%: €1 145,48
y = 5%: €1 114,93
YTC = 4,998%
Antwort
YTC = 4,998%
Die Rendite bis zur Fälligkeit beträgt 5,998%. Anleger in einer Anleihe über pari rechnen mit einer Kündigung, daher ist die niedrigere Rendite bis zur Kündigung die realistischere.
7.CAPM & WACC
Antwort: WACC = 9,971 %
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).
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 + 0,8·0,4) = 1,136
Beim neuen D/E wieder verschulden
βL = 1,136·(1 + 0,8·1) = 2,045
Eigenkapitalkosten (CAPM)
re = 4% + 2,045·4,5% = 13,2%
Antwort
re = 13,2%
9.Beschreibende Statistik
Antwort: s = 13,47
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 = −0,8
Standardnormalverteilungstabelle
Φ(−0,8) = 0,2119
P = 1 − 0,2119 = 0,7881
Antwort
P = 0,7881
11.Wahrscheinlichkeit
Antwort: P = 0,2692
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 = 7/13 · 6/12 = 42/156 = 0,2692
Antwort
P = 0,2692
12.Wahrscheinlichkeit
Antwort: E(G) = 6,75 €
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: 12 (p = 0,15), 147 (p = 0,05), −3 (p = 0,8)
Erwartungswert
E(G) = 12·0,15 + 147·0,05 − 3·0,8 = 6,75 €
Antwort
E(G) = 6,75 €
Ein positiver Wert bedeutet, dass du im Durchschnitt Geld gewinnst.
13.Normalverteilung
Antwort: z = 1,92
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 − 0,0274 = 0,9726
Die z-Tabelle rückwärts lesen
Finde 0,9726 in der Tabelle und lies z ab.
z = 1,92
Antwort
z = 1,92
14.Normalverteilung
Antwort: x = 80,78 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) = 0,1 → z = −1,282
Zurück zu x
x = 100 + −1,282·15 = 80,78 Punkte
Antwort
x = 80,78 Punkte
15.Konfidenzintervalle
Antwort: untere Grenze = 2,551
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 = 11, t = 3,106
Fehlermarge
E = 3,106·15/√12 = 13,45
Intervall
16 ± 13,45 → [2,551, 29,45]
Antwort
untere Grenze = 2,551
16.Konfidenzintervalle
Antwort: untere Grenze = −14,57 kg
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.
Gepoolte Standardabweichung
sp² = (8·9,5² + 7·5²)/15 = 59,8
sp = 7,733
Fehlermarge
E = 2,947·7,733·√(1/9 + 1/8) = 11,07
Intervall
−3,5 ± 11,07 → [−14,57, 7,574]
Antwort
untere Grenze = −14,57 kg
17.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: p = 0,1788
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.
Teststatistik
SE = σ/√n = 4/√64 = 0,5
z = (50,46 − 50)/0,5 = 0,92
Endfläche
Φ(0,92) = 0,8212
1 − Φ(0,92) = 0,1788
p-Wert
p = 0,1788
Antwort
p = 0,1788
p > 0,05, also wird H₀ auf dem 5-%-Niveau nicht verworfen.
18.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: z = 1,046
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.
Stichprobenanteile
p̂₁ = 68/150 = 0,4533
p̂₂ = 100/250 = 0,4
p̂ = 168/400 = 0,42
Standardfehler unter H₀
SE = √(0,42·0,58·(1/150 + 1/250)) = 0,05097
Teststatistik
z = (0,4533 − 0,4)/0,05097 = 1,046
Antwort
z = 1,046
|z| < 1.96, also wird H₀ auf dem 5-%-Niveau (zweiseitig) nicht verworfen.
19.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: r = 0,9536
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 = 814 − 20·194/5 = 38
Sxx = 90 − 20²/5 = 10
Syy = 7686 − 194²/5 = 158,8
Korrelationskoeffizient
r = 38/√(10·158,8) = 0,9536
Antwort
r = 0,9536
20.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: e = −4,35
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 = 105/5 = 21
ȳ = 390/5 = 78
Quadrat- und Produktsummen
Sxx = Σ(x − x̄)² = 90
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 459
Regressionsgerade
b = 459/90 = 5,1
a = 78 − 5,1·21 = −29,1
ŷ = −29,1 + 5,1·x
Vorhergesagter Wert
ŷ = −29,1 + 5,1·19,5 = 70,35
Residuum
e = 66 − 70,35 = −4,35
Antwort
e = −4,35
Der Punkt liegt unter der Geraden.
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