Eine Rente zahlt am Ende jedes Jahres €8 000, 8 Jahre lang. Der Zinssatz beträgt 5 % pro Jahr. Bestimme den Barwert PV der Rente.
A = €8 000i = 5%n = 8
PV = €
2.Zeitwert des GeldesSchwer
Eine Hypothek von €200 000 wird über 25 Jahre mit gleichen Monatsraten bei 2,4 % pro Jahr und monatlicher Verzinsung getilgt. Wie viel ist direkt nach der Rate am Ende von Jahr 18 noch geschuldet? Bestimme die Restschuld B.
P = €200 0002,4% / 12N = 300k = 216
B = €
3.Kapitalwert & interner ZinsfußMittel
Ein Projekt kostet heute €40 000 und bringt 6 Jahre lang am Ende jedes Jahres €13 500. Die Kapitalkosten betragen 5 %. Nimm an, dass die Zahlungen gleichmäßig über jedes Jahr eingehen. Bestimme die dynamische Amortisationsdauer DPB in Jahren.
Ein Projekt kostet €40 000 und bringt am Ende der Jahre 1 bis 2 €22 000, €21 500. Bestimme seinen internen Zinsfuß IRR in Prozent.
CF0 = −40 000CF1 = 22 000CF2 = 21 500
IRR = %
5.Anleihekurs & RenditeMittel
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 zahlt einen jährlichen Kupon von 7% in zwei halbjährlichen Raten und wird in 4 Jahren fällig. Die Rendite bis zur Fälligkeit beträgt 9% pro Jahr. Bestimme den Kurs P der Anleihe.
F = €1 000Kuponsatz = 7%YTM = 9%n = 4
P = €
6.Anleihekurs & RenditeSchwer
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 und einem jährlichen Kupon von 3% wird in 9 Jahren fällig und kostet €890. Bestimme ihre Rendite bis zur Fälligkeit YTM in Prozent.
F = €1 000Kuponsatz = 3%n = 9P = €890
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 10%, seine Fremdkapitalkosten vor Steuern 3% und der Steuersatz 20%. Bestimme den WACC.
Das Geschäft eines Unternehmens hat ein unverschuldetes Beta (Asset-Beta) von 1,1. Es plant einen Verschuldungsgrad D/E von 0,6. Der Steuersatz beträgt 21%, der risikolose Zinssatz 3% und die Marktrisikoprämie 5%. Bestimme die Eigenkapitalkosten re bei der neuen Kapitalstruktur.
βU = 1,1D/E = 0,6T = 21%rf = 3%rm − rf = 5%
re = %
9.Beschreibende StatistikMittel
Bestimme die Stichproben-Standardabweichung s der Daten: 51, 36, 33, 40, 55, 24.
n = 6
s =
10.Beschreibende StatistikSchwer
Prüfungsergebnisse sind normalverteilt mit Mittelwert 170 und Standardabweichung 20. Bestimme den z-Wert z eines Ergebnisses von 178.
μ = 170σ = 20x = 178
z =
11.WahrscheinlichkeitMittel
Ein Beutel enthält 7 rote und 3 blaue Kugeln. Du ziehst zwei Kugeln, ohne die erste zurückzulegen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit P, dass beide rot sind?
7 / 3
P =
12.WahrscheinlichkeitSchwer
Ein Spiel kostet €1 Einsatz. Du gewinnst €2 mit der Wahrscheinlichkeit 0,25 und €20 mit der Wahrscheinlichkeit 0,02; sonst gewinnst du nichts. Der Einsatz wird nicht zurückgegeben. Bestimme den erwarteten Nettogewinn E(G) pro Spiel.
Einsatz = €1€2: p = 0,25€20: p = 0,02
E(G) = €
13.NormalverteilungMittel
Gegeben sind Zementsäcke; ihre Massen sind unabhängig und normalverteilt mit dem Mittelwert 25 kg und der Standardabweichung 0,5 kg. Bestimme die Wahrscheinlichkeit P, dass die Gesamtmasse von 10 davon unter 248,4 kg liegt. Runde z auf zwei Dezimalstellen.
μ = 25 kgσ = 0,5 kgn = 10< 248.4 kg
P =
14.NormalverteilungSchwer
Die Körpergrößen X von Männern und Y von Frauen in einer Gruppe sind unabhängig und normalverteilt: X hat den Mittelwert 180 cm und die Standardabweichung 10 cm, Y hat den Mittelwert 170 cm und die Standardabweichung 12 cm. Bestimme die Wahrscheinlichkeit P, dass X größer als Y ist. Runde z auf zwei Dezimalstellen.
μX = 180 cm, σX = 10 cmμY = 170 cm, σY = 12 cm
P =
15.KonfidenzintervalleMittel
Ein 99-%-Konfidenzintervall für einen Mittelwert, basierend auf 50 Beobachtungen und bekanntem σ, hat eine Fehlermarge von 5,1. Wie groß ist die Fehlermarge E₂ eines 95-%-Intervalls auf Basis von 450 Beobachtungen?
99%n₁ = 50E₁ = 5,195%n₂ = 450
E₂ =
16.KonfidenzintervalleSchwer
Eine Vorstudie legt nahe, dass etwa 0,7 der Produkte fehlerhaft sind. Wie viele Produkte n müssen geprüft werden, damit ein 90-%-Konfidenzintervall für den Anteil eine Fehlermarge von höchstens 0,04 hat?
p ≈ 0,7E = 0,0490%
n =
17.Hypothesentests & KonfidenzintervalleMittel
Eine Stichprobe von 64 Studierenden hat einen mittleren Punktwert von 47,4 und eine Stichproben-Standardabweichung von 8. Bestimme die Teststatistik t für H₀: μ = 50.
μ₀ = 50x̄ = 47,4s = 8n = 64
t =
18.Hypothesentests & KonfidenzintervalleSchwer
In einer Studie erholen sich 50 von 200 Patienten unter Behandlung A und 111 von 300 Patienten unter Behandlung B. Bestimme mit dem gepoolten Anteil die Teststatistik z für H₀: p₁ = p₂.
x₁ = 50n₁ = 200x₂ = 111n₂ = 300
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 = 15Σy = 253Σx² = 55Σy² = 13059Σxy = 808
r =
20.Lineare Regression und KorrelationSchwer
Die Tabelle enthält 6 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 = 48 voraus?
n = 6ŷ = 48
x =
3Lösungen
1.Zeitwert des Geldes
Antwort: PV = 51706 €
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.
Rentenbarwertfaktor
(1 − (1 + i)−n)/i = (1 − 0,6768)/0,05 = 6,463
Barwert
PV = 8 000·6,463 = €51 705,70
Antwort
PV = €51 705,70
2.Zeitwert des Geldes
Antwort: B = 68538 €
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.
Monatliche Rate
i = 0,002, N = 300
A = 200 000·0,002/(1 − (1 + 0,002)−300) = €887,19
Barwert der verbleibenden Raten
Was noch geschuldet wird, muss genau durch die verbleibenden Raten getilgt werden.
N − k = 300 − 216 = 84
B = 887,2·(1 − (1 + 0,002)−84)/0,002 = €68 537,69
Antwort
B = €68 537,69
3.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: DPB = 3,291 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: 13 500/1,05 = 12 857,14 → Σ = 12 857,14
Jahr 2: 13 500/1,103 = 12 244,90 → Σ = 25 102,04
Jahr 3: 13 500/1,158 = 11 661,81 → Σ = 36 763,85
Jahr 4: 13 500/1,216 = 11 106,48 → Σ = 47 870,33
Bruchteil des letzten Jahres
DPB = 3 + 3 236,15/11 106,48 = 3,291
Antwort
DPB = 3,291 Jahre
Die dynamische Amortisationsdauer ist immer länger als die statische (2,963 Jahre).
4.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: IRR = 5,802 %
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(5%) = 453,51
NPV(10%) = −2 231,40
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 = €35,00, i = 0,045, N = 8
Barwert der Kupons
€35,00·(1 − 0,7032)/0,045 = €230,86
Barwert des Nennwerts
€1 000·0,7032 = €703,19
Kurs
P = €934,04
Antwort
P = €934,04
Die Rendite liegt über dem Kuponsatz, also notiert die Anleihe unter pari.
6.Anleihekurs & Rendite
Antwort: YTM = 4,514 %
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
€890 = €30·(1 − (1 + y)⁻⁹)/y + €1 000/(1 + y)⁹
Numerisch lösen
P(4%) = €925,65, P(5%) = €857,84
YTM = 4,514%
Antwort
YTM = 4,514%
7.CAPM & WACC
Antwort: WACC = 4,3 %
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 = 0,25·10% + 0,75·3%·(1 − 0,2) = 4,3%
Antwort
WACC = 4,3%
8.CAPM & WACC
Antwort: re = 11,11 %
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.
Verschuldetes Beta
βL = 1,1·(1 + 0,79·0,6) = 1,621
Eigenkapitalkosten (CAPM)
re = 3% + 1,621·5% = 11,11%
Antwort
re = 11,11%
9.Beschreibende Statistik
Antwort: s = 11,55
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 = (178 − 170)/20 = 0,4
Antwort
z = 0,4
11.Wahrscheinlichkeit
Antwort: P = 0,4667
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 = 7/10 · 6/9 = 42/90 = 0,4667
Antwort
P = 0,4667
12.Wahrscheinlichkeit
Antwort: E(G) = −0,1 €
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: 1 (p = 0,25), 19 (p = 0,02), −1 (p = 0,73)
Erwartungswert
E(G) = 1·0,25 + 19·0,02 − 1·0,73 = −0,1 €
Antwort
E(G) = −0,1 €
Ein negativer Wert bedeutet, dass du im Durchschnitt Geld verlierst.
13.Normalverteilung
Antwort: P = 0,1562
Summen und Differenzen normalverteilter Variablen: Sind X und Y unabhängig und normalverteilt, sind auch X + Y und X − Y normalverteilt. Die Mittelwerte werden addiert oder subtrahiert: E(X ± Y) = μX ± μY. Die Varianzen addieren sich immer, auch bei einer Differenz: Var(X ± Y) = σX² + σY², also σ = √(σX² + σY²). Standardabweichungen werden nie direkt addiert. Die Summe von n unabhängigen Objekten mit derselben Verteilung hat den Mittelwert n·μ und die Standardabweichung σ·√n. Standardisiere dann wie gewohnt: z = (x − Mittelwert)/σ und lies Φ(z) ab.
Verteilung der Summe
μT = 250 kg, σT = 0,5·√10 = 1,581 kg
Standardisieren
z = (248,4 − 250)/1,581 = −1,01
Wahrscheinlichkeit
P = Φ(−1,01) = 0,1562
Antwort
P = 0,1562
14.Normalverteilung
Antwort: P = 0,7389
Summen und Differenzen normalverteilter Variablen: Sind X und Y unabhängig und normalverteilt, sind auch X + Y und X − Y normalverteilt. Die Mittelwerte werden addiert oder subtrahiert: E(X ± Y) = μX ± μY. Die Varianzen addieren sich immer, auch bei einer Differenz: Var(X ± Y) = σX² + σY², also σ = √(σX² + σY²). Standardabweichungen werden nie direkt addiert. Die Summe von n unabhängigen Objekten mit derselben Verteilung hat den Mittelwert n·μ und die Standardabweichung σ·√n. Standardisiere dann wie gewohnt: z = (x − Mittelwert)/σ und lies Φ(z) ab.
Verteilung der Differenz
μ = 180 − 170 = 10 cm, σ = 15,62 cm
Standardisieren
z = (0 − 10)/15,62 = −0,64
Wahrscheinlichkeit
P = 1 − Φ(−0,64) = 0,7389
Antwort
P = 0,7389
15.Konfidenzintervalle
Antwort: E₂ = 1,293
Confidence interval for a mean: x̄ ± margin of error. With a known population σ the margin is z·σ/√n; with only the sample standard deviation s, use t with n − 1 degrees of freedom: t·s/√n. Critical values: z = 1,645 (90%), 1,96 (95%), 2,576 (99%). To get a margin E or smaller, you need n ≥ (z·σ/E)², rounded up.
Verhältnis der Fehlermargen
E₂/E₁ = (1,96/2,576)·√(50/450) = 0,2536
Neue Fehlermarge
E₂ = 5,1·0,2536 = 1,293
Antwort
E₂ = 1,293
16.Konfidenzintervalle
Antwort: n = 356
Confidence interval for a proportion: p̂ ± z·√(p̂(1 − p̂)/n), where p̂ = x/n. To reach a margin E you need n ≥ z²·p(1 − p)/E², rounded up; without a prior estimate use p = 0,5, which gives the largest n.
Nach n auflösen
n = 1,645²·0,7·0,3/0,04² = 355,2
Aufrunden
n = 356
Antwort
n = 356
17.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: t = −2,6
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/√64 = 8/8 = 1
Teststatistik
t = (47,4 − 50)/1 = −2,6
Antwort
t = −2,6
t0,025; df = 63 = 1,998
|t| > 1,998, also wird H₀ auf dem 5-%-Niveau (zweiseitig) verworfen.
18.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: z = −2,813
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 = 50/200 = 0,25
p̂₂ = 111/300 = 0,37
p̂ = 161/500 = 0,322
Standardfehler unter H₀
SE = √(0,322·0,678·(1/200 + 1/300)) = 0,04265
Teststatistik
z = (0,25 − 0,37)/0,04265 = −2,813
Antwort
z = −2,813
|z| > 1,96, also wird H₀ auf dem 5-%-Niveau (zweiseitig) verworfen.
19.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: r = 0,9662
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 = 808 − 15·253/5 = 49
Sxx = 55 − 15²/5 = 10
Syy = 13059 − 253²/5 = 257,2
Korrelationskoeffizient
r = 49/√(10·257,2) = 0,9662
Antwort
r = 0,9662
20.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: x = 5,011
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 = 325/6 = 54,17
Quadrat- und Produktsummen
Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 217
Regressionsgerade
b = 217/70 = 3,1
a = 54,17 − 3,1·7 = 32,47
ŷ = 32,47 + 3,1·x
Nach x auflösen
x = (48 − 32,47)/3,1 = 5,011
Antwort
x = 5,011
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