Du brauchst €15 000 in 10 Jahren. Ein Konto bringt 2 % pro Jahr bei monatlicher Verzinsung. Wie viel musst du heute einzahlen? Bestimme den Barwert PV.
FV = €15 0002% / 12n = 10
PV = €
2.Zeitwert des GeldesSchwer
Eine Hypothek von €150 000 wird über 20 Jahre mit gleichen Monatsraten bei 4,2 % pro Jahr und monatlicher Verzinsung getilgt. Wie viel ist direkt nach der Rate am Ende von Jahr 9 noch geschuldet? Bestimme die Restschuld B.
P = €150 0004,2% / 12N = 240k = 108
B = €
3.Kapitalwert & interner ZinsfußMittel
Eine Maschine kostet heute €50 000. Sie erwirtschaftet 8 Jahre lang am Ende jedes Jahres €9 500 und kann danach für €10 000 verkauft werden. Die Kapitalkosten betragen 10 %. Bestimme den Kapitalwert NPV.
C0 = €50 000CF = €9 500S = €10 000n = 8r = 10%
NPV = €
4.Kapitalwert & interner ZinsfußSchwer
Eine Investition von €80 000 bringt 5 Jahre lang am Ende jedes Jahres €21 000. Bestimme ihren internen Zinsfuß IRR in Prozent.
C0 = €80 000CF = €21 000n = 5
IRR = %
5.Anleihekurs & RenditeMittel
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 zahlt einen jährlichen Kupon von 6% und wird in 9 Jahren fällig. Ihre Rendite bis zur Fälligkeit ändert sich von 9% auf 10%. Um wie viel ΔP ändert sich der Anleihekurs?
F = €1 000Kuponsatz = 6%n = 9y1 = 9%y2 = 10%
ΔP = €
6.Anleihekurs & RenditeSchwer
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 und einem jährlichen Kupon von 6% wird in 10 Jahren fällig und kostet €865. Bestimme ihre Rendite bis zur Fälligkeit YTM in Prozent.
F = €1 000Kuponsatz = 6%n = 10P = €865
YTM = %
7.CAPM & WACCMittel
Ein Unternehmen hat Eigenkapital im Wert von €12 000 000 und Fremdkapital im Wert von €6 000 000. Seine Eigenkapitalkosten betragen 11%, seine Fremdkapitalkosten vor Steuern 4% und der Steuersatz 25%. Bestimme den WACC.
Die Aktien eines Unternehmens haben beim aktuellen Verschuldungsgrad D/E von 0,25 ein Beta von 1,3. Es plant, den Verschuldungsgrad auf 1,25 zu erhöhen. Der Steuersatz beträgt 21%, der risikolose Zinssatz 1% und die Marktrisikoprämie 5,5%. Bestimme die Eigenkapitalkosten re nach der Änderung.
Bestimme die Stichproben-Standardabweichung s der Daten: 55, 35, 31, 45, 53, 16.
n = 6
s =
10.Beschreibende StatistikSchwer
Prüfungsergebnisse sind normalverteilt mit Mittelwert 100 und Standardabweichung 10. Bestimme den z-Wert z eines Ergebnisses von 80.
μ = 100σ = 10x = 80
z =
11.WahrscheinlichkeitMittel
Bestimme für die gezeigte Verteilung die Varianz Var(X) von X.
x: 0, 1, 2, 3, 4p(x): 0,35, 0,15, 0,2, 0,1, 0,2
Var(X) =
12.WahrscheinlichkeitSchwer
Ein Spiel kostet €10 Einsatz. Du gewinnst €20 mit der Wahrscheinlichkeit 0,25 und €200 mit der Wahrscheinlichkeit 0,01; sonst gewinnst du nichts. Der Einsatz wird nicht zurückgegeben. Bestimme den erwarteten Nettogewinn E(G) pro Spiel.
Einsatz = €10€20: p = 0,25€200: p = 0,01
E(G) = €
13.NormalverteilungMittel
Ziehe z so, dass die schattierte Fläche zwischen −z und z unter der Standardnormalverteilung gleich 0,9464 ist. Bestimme z auf zwei Nachkommastellen.
A = 0,9464
z =
14.NormalverteilungSchwer
Die Gewichte von Beuteln sind normalverteilt mit dem Mittelwert 250 g und der Standardabweichung 5 g. Bestimme den Wert x, unter dem 80 % von ihnen liegen (das 80. Perzentil).
μ = 250σ = 5P = 80%
x = g
15.KonfidenzintervalleMittel
Der Blutdruck von 8 Patienten wird vor und nach einer Behandlung gemessen. Die Differenzen d = vorher − nachher (mmHg) haben den Mittelwert 3,9 und die Standardabweichung 3,5. Bestimme die Fehlermarge E des 95-%-Konfidenzintervalls für die mittlere Differenz.
n = 8d̄ = 3,9sd = 3,595%t(7) = 2,365
E = mmHg
16.KonfidenzintervalleSchwer
Die Durchmesser von 25 gefertigten Wellen haben eine Stichprobenstandardabweichung von 2,8 µm. Bestimme unter der Annahme normalverteilter Durchmesser die untere Grenze σ des 95-%-Konfidenzintervalls für die Standardabweichung der Grundgesamtheit. Bei df = 24 liegen 2,5 % der χ²-Verteilung unter 12,401 und 2,5 % über 39,364.
n = 25s = 2,8 µmχ² = 12,401, 39,364
σ = µm
17.Hypothesentests & KonfidenzintervalleMittel
9 Mitarbeitende machen vor und nach einem Schulungskurs einen Schreibtest. Für jede Person wird die Differenz d = nachher − vorher (Wörter pro Minute) erfasst. Die mittlere Differenz beträgt 2 und die Standardabweichung der Differenzen 4. Bestimme die Teststatistik t des verbundenen Tests für H₀: μd = 0.
n = 9d̄ = 2sd = 4
t =
18.Hypothesentests & KonfidenzintervalleSchwer
Wie groß muss eine Stichprobe sein, damit das 95-%-Konfidenzintervall für einen Mittelwert eine Fehlermarge von höchstens 0,5 hat? Die Standardabweichung ist 15. Bestimme den kleinsten Stichprobenumfang n.
σ = 15E = 0,595%
n =
19.Lineare Regression und KorrelationMittel
Die Tabelle enthält 5 Wertepaare von x = Lernstunden und y = Prüfungspunkte. Ihre Summen sind gegeben. Bestimme daraus den Korrelationskoeffizienten nach Pearson r.
n = 5Σx = 20Σy = 280Σx² = 90Σy² = 15834Σxy = 1153
r =
20.Lineare Regression und KorrelationSchwer
Die Tabelle enthält 5 Wertepaare von x = Werbeausgaben in k€ und y = Umsatz in k€. Verwende die Regressionsgerade ŷ = a + b·x nach der Methode der kleinsten Quadrate. Sage ŷ für x = 6,5 voraus.
n = 5x = 6,5
ŷ =
3Lösungen
1.Zeitwert des Geldes
Antwort: PV = 12283 €
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 = 12·10 = 120
Barwert
PV = FV/(1 + i)N = 15 000/1,221 = €12 283,01
Antwort
PV = €12 283,01
2.Zeitwert des Geldes
Antwort: B = 97630 €
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 = 0,0035, N = 240
A = 150 000·0,0035/(1 − (1 + 0,0035)−240) = €924,86
Barwert der verbleibenden Raten
Was noch geschuldet wird, muss genau durch die verbleibenden Raten getilgt werden.
N − k = 240 − 108 = 132
B = 924,9·(1 − (1 + 0,0035)−132)/0,0035 = €97 630,26
Antwort
B = €97 630,26
3.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: NPV = 5347 €
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 jährlichen Zahlungen
9 500·5,335 = 50 681,80
Barwert des Restwerts
10 000/2,144 = 4 665,07
NPV
NPV = −50 000 + 50 681,80 + 4 665,07 = €5 346,87
Antwort
NPV = €5 346,87
4.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: IRR = 9,807 %
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.
Erforderlicher Rentenbarwertfaktor
(1 − (1 + i)−5)/i = 80 000/21 000 = 3,81
Nach dem Zinssatz auflösen
Der Rentenbarwertfaktor sinkt, wenn der Zinssatz steigt; schließe den Zinssatz ein und grenze ihn ein.
i = 9%: 3,89
i = 10%: 3,791
IRR = 9,807%
Antwort
IRR = 9,807%
5.Anleihekurs & Rendite
Antwort: ΔP = −50,5 €
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.
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 = €60·(1 − (1 + y)⁻¹⁰)/y + €1 000/(1 + y)¹⁰
Numerisch lösen
P(8%) = €865,80, P(9%) = €807,47
YTM = 8,013%
Antwort
YTM = 8,013%
7.CAPM & WACC
Antwort: WACC = 8,333 %
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 = €18 000 000, E/V = 0,6667, D/V = 0,3333
WACC
WACC = 0,6667·11% + 0,3333·4%·(1 − 0,25) = 8,333%
Antwort
WACC = 8,333%
8.CAPM & WACC
Antwort: re = 12,87 %
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 = 1,3/(1 + 0,79·0,25) = 1,086
Beim neuen D/E wieder verschulden
βL = 1,086·(1 + 0,79·1,25) = 2,158
Eigenkapitalkosten (CAPM)
re = 1% + 2,158·5,5% = 12,87%
Antwort
re = 12,87%
9.Beschreibende Statistik
Antwort: s = 14,81
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 = (80 − 100)/10 = −2
Antwort
z = −2
11.Wahrscheinlichkeit
Antwort: Var(X) = 2,328
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.
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: 10 (p = 0,25), 190 (p = 0,01), −10 (p = 0,74)
Erwartungswert
E(G) = 10·0,25 + 190·0,01 − 10·0,74 = −3 €
Antwort
E(G) = −3 €
Ein negativer Wert bedeutet, dass du im Durchschnitt Geld verlierst.
13.Normalverteilung
Antwort: z = 1,93
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 + 0,9464)/2 = 0,9732
Die z-Tabelle rückwärts lesen
Finde 0,9732 in der Tabelle und lies z ab.
z = 1,93
Antwort
z = 1,93
14.Normalverteilung
Antwort: x = 254,2 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) = 0,8 → z = 0,8416
Zurück zu x
x = 250 + 0,8416·5 = 254,21 g
Antwort
x = 254,21 g
15.Konfidenzintervalle
Antwort: E = 2,927 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 = 7, t = 2,365
Fehlermarge
E = 2,365·3,5/√8 = 2,927
Antwort
E = 2,927 mmHg
16.Konfidenzintervalle
Antwort: σ = 2,186 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 = 24·2,8² = 188,2
Grenzen für σ²
188,2/39,364 = 4,78
188,2/12,401 = 15,17
Grenze für σ
σ = √4,78 = 2,186 µm
Antwort
σ = 2,186 µm
95-%-Intervall für σ: [2,186, 3,895] µm.
17.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: t = 1,5
Testing a mean: the test statistic measures how many standard errors the sample mean lies from the value claimed in H₀: z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n) when σ is known, t = (x̄ − μ₀)/(s/√n) when it is estimated from the sample. A confidence interval is x̄ ± (critical value)·(standard error).
Standardfehler der mittleren Differenz
SE = 4/√9 = 1,333
Teststatistik
t = 2/1,333 = 1,5
Antwort
t = 1,5
Bei df = 8 ist der zweiseitige kritische 5-%-Wert 2,306; |t| ist kleiner, also wird H₀ nicht verworfen.
18.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: n = 3458
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 = (1,96·15/0,5)² = 3457
Aufrunden
n = 3458
Antwort
n = 3458
19.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: r = 0,8409
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 = 1153 − 20·280/5 = 33
Sxx = 90 − 20²/5 = 10
Syy = 15834 − 280²/5 = 154
Korrelationskoeffizient
r = 33/√(10·154) = 0,8409
Antwort
r = 0,8409
20.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: ŷ = 43,9
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 = 25/5 = 5
ȳ = 200/5 = 40
Quadrat- und Produktsummen
Sxx = Σ(x − x̄)² = 10
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 26
Regressionsgerade
b = 26/10 = 2,6
a = 40 − 2,6·5 = 27
ŷ = 27 + 2,6·x
Vorhersage
ŷ = 27 + 2,6·6,5 = 43,9
Antwort
ŷ = 43,9
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