Du brauchst €20 000 in 4 Jahren. Ein Konto bringt 4 % pro Jahr bei vierteljährlicher Verzinsung. Wie viel musst du heute einzahlen? Bestimme den Barwert PV.
FV = €20 0004% / 4n = 4
PV = €
2.Zeitwert des GeldesSchwer
Ein Darlehen von €25 000 wird über 6 Jahre in gleichen Monatsraten zurückgezahlt. Der Zinssatz beträgt 2,4 % pro Jahr bei monatlicher Verzinsung. Bestimme die Monatsrate A.
P = €25 0002,4% / 12N = 72
A = €
3.Kapitalwert & interner ZinsfußMittel
Ein Projekt kostet heute €250 000. Es erwirtschaftet am Ende des ersten Jahres €25 000, danach wächst der Zahlungsüberschuss für immer um 2 % pro Jahr. Die Kapitalkosten betragen 11 %. Bestimme den Kapitalwert NPV.
C0 = €250 000CF1 = €25 000g = 2%r = 11%
NPV = €
4.Kapitalwert & interner ZinsfußSchwer
Ein Projekt kostet €20 000 und bringt am Ende der Jahre 1 bis 4 jeweils €10 500, €10 500, €8 500, €11 000. Die Zahlungen können zu den Kapitalkosten von 12 % wieder angelegt werden. Bestimme den modifizierten internen Zinsfuß MIRR in Prozent.
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 zahlt einen jährlichen Kupon von 8% und wird in 7 Jahren fällig. Ihre Rendite bis zur Fälligkeit ändert sich von 5,5% auf 4%. Um wie viel ΔP ändert sich der Anleihekurs?
F = €1 000Kuponsatz = 8%n = 7y1 = 5,5%y2 = 4%
ΔP = €
6.Anleihekurs & RenditeSchwer
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 und einem jährlichen Kupon von 8% wird in 4 Jahren fällig und kostet €950. Bestimme ihre Rendite bis zur Fälligkeit YTM in Prozent.
F = €1 000Kuponsatz = 8%n = 4P = €950
YTM = %
7.CAPM & WACCMittel
Ein Unternehmen ist finanziert mit Stammaktien im Wert von €4 000 000, Vorzugsaktien im Wert von €2 000 000 und Fremdkapital im Wert von €5 000 000. Die Eigenkapitalkosten betragen 12%, die Kosten der Vorzugsaktien 7,5% und die Fremdkapitalkosten vor Steuern 6%. Der Steuersatz beträgt 28%. Bestimme den WACC.
Ein Unternehmen hat 2 000 000 Aktien zu je €34,50 und 20 000 Anleihen mit einem Kurs von je €1 050. Die Fremdkapitalkosten vor Steuern betragen 7% und der Steuersatz 21%. Das Beta der Aktie ist 1,5, der risikofreie Zinssatz 4% und die Marktrendite 10,5%. Bestimme den WACC.
β = 1,5rf = 4%rm = 10,5%rd = 7%T = 21%
WACC = %
9.Beschreibende StatistikMittel
Bestimme die Stichproben-Standardabweichung s der Daten: 32, 46, 39, 39, 10, 12, 21.
n = 7
s =
10.Beschreibende StatistikSchwer
Prüfungsergebnisse sind normalverteilt mit Mittelwert 60 und Standardabweichung 15. Bestimme den z-Wert z eines Ergebnisses von 78,75.
μ = 60σ = 15x = 78,75
z =
11.WahrscheinlichkeitMittel
Auf wie viele Arten N kann ein Ausschuss von 4 Personen aus einer Gruppe von 9 gewählt werden? Die Reihenfolge spielt keine Rolle.
n = 9k = 4
N =
12.WahrscheinlichkeitSchwer
Ein Spiel kostet €3 Einsatz. Du gewinnst €9 mit der Wahrscheinlichkeit 0,3 und €60 mit der Wahrscheinlichkeit 0,01; sonst gewinnst du nichts. Der Einsatz wird nicht zurückgegeben. Bestimme den erwarteten Nettogewinn E(G) pro Spiel.
Einsatz = €3€9: p = 0,3€60: p = 0,01
E(G) = €
13.NormalverteilungMittel
Ziehe z so, dass die schattierte Fläche unter der Standardnormalverteilung rechts von z gleich 0,7123 ist. Bestimme z auf zwei Nachkommastellen.
A = 0,7123
z =
14.NormalverteilungSchwer
Die Körpergrößen erwachsener Männer sind normalverteilt mit dem Mittelwert 178 cm und der Standardabweichung 7 cm. Ziehe die Grenze so, dass die schattierten unteren 60 % links davon liegen. Bestimme die Grenze x.
μ = 178 cmσ = 7 cm60%
x = cm
15.KonfidenzintervalleMittel
Die Akkulaufzeit zweier Handymodelle wird verglichen. Modell 1: 30 Handys, Mittelwert 47,5 h, bekannte Standardabweichung 16 h. Modell 2: 30 Handys, Mittelwert 55 h, bekannte Standardabweichung 16 h. Bestimme die untere Grenze des 99-%-Konfidenzintervalls für μ₁ − μ₂.
Die Standardabweichung der Grundgesamtheit ist 24. Wie groß muss die Stichprobe n sein, damit ein 95-%-Konfidenzintervall für den Mittelwert eine Fehlermarge von höchstens 3 hat?
σ = 24E = 395%
n =
17.Hypothesentests & KonfidenzintervalleMittel
Eine Stichprobe von 16 Studierenden hat einen mittleren Punktwert von 77,1 und eine Stichproben-Standardabweichung von 4. Bestimme die Teststatistik t für H₀: μ = 75.
μ₀ = 75x̄ = 77,1s = 4n = 16
t =
18.Hypothesentests & KonfidenzintervalleSchwer
Ein einseitiger z-Test bei α = 0,05 soll eine Verschiebung des Mittelwerts um 1,5 Einheiten mit einer Teststärke von 95 % erkennen. Die Standardabweichung beträgt 4. 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 = Last in kN und y = Verlängerung in mm. Verwende die Regressionsgerade ŷ = a + b·x nach der Methode der kleinsten Quadrate. Eine neue Beobachtung (11, 27) wird gemacht. Bestimme ihr Residuum e = y − ŷ.
n = 6(11, 27)
e =
3Lösungen
1.Zeitwert des Geldes
Antwort: PV = 17056 €
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 = 0,04/4 = 0,01
N = 4·4 = 16
Barwert
PV = FV/(1 + i)N = 20 000/1,173 = €17 056,43
Antwort
PV = €17 056,43
2.Zeitwert des Geldes
Antwort: A = 373,2 €
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.
Monatszins und Anzahl der Raten
i = 0,024/12 = 0,002
N = 12·6 = 72
Rate
Der Barwert von N gleichen Raten A ist A·(1 − (1 + i)⁻ᴺ)/i. Setze ihn gleich dem Darlehen und löse nach A auf.
(1 + i)−N = 0,866
A = 25 000·0,002/(1 − 0,866) = €373,17
Antwort
A = €373,17
3.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: NPV = 27778 €
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 = 25 000/(0,11 − 0,02) = 277 777,78
NPV
NPV = 277 777,78 − 250 000 = €27 777,78
Antwort
NPV = €27 777,78
Der Kapitalwert ist positiv, das Projekt verdient also mehr als die geforderte Rendite.
4.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: MIRR = 24,75 %
Modifizierter interner Zinsfuß: Zinse jede Einzahlung mit dem Wiederanlagezins (meist den Kapitalkosten) bis zum Projektende auf, um den Endwert TV zu erhalten. Der MIRR ist der Zinssatz, der die Anfangsinvestition in TV überführt: MIRR = (TV/C₀)^(1/n) − 1.
Endwert der Einzahlungen
10 500·1,123 = 14 751,74
10 500·1,122 = 13 171,20
8 500·1,121 = 9 520,00
11 000·1,120 = 11 000,00
TV = 48 442,94
MIRR
MIRR = (48 442,94/20 000)1/4 − 1 = 24,75%
Antwort
MIRR = 24,75%
5.Anleihekurs & Rendite
Antwort: ΔP = 98,01 €
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
€950 = €80·(1 − (1 + y)⁻⁴)/y + €1 000/(1 + y)⁴
Numerisch lösen
P(9%) = €967,60, P(10%) = €936,60
YTM = 9,562%
Antwort
YTM = 9,562%
7.CAPM & WACC
Antwort: WACC = 7,691 %
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).
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 = (78,75 − 60)/15 = 1,25
Antwort
z = 1,25
11.Wahrscheinlichkeit
Antwort: N = 126
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(9, 4) = (9·8·7·6)/(4·3·2·1) = 126
Antwort
N = 126
12.Wahrscheinlichkeit
Antwort: E(G) = 0,3 €
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: 6 (p = 0,3), 57 (p = 0,01), −3 (p = 0,69)
Erwartungswert
E(G) = 6·0,3 + 57·0,01 − 3·0,69 = 0,3 €
Antwort
E(G) = 0,3 €
Ein positiver Wert bedeutet, dass du im Durchschnitt Geld gewinnst.
13.Normalverteilung
Antwort: z = −0,56
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 − 0,7123 = 0,2877
Die z-Tabelle rückwärts lesen
Finde 0,2877 in der Tabelle und lies z ab.
z = −0,56
Antwort
z = −0,56
14.Normalverteilung
Antwort: x = 179,8 cm
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
Φ(z) = 0,6
z aus der Tabelle
z ≈ 0,25
Zurück zu den ursprünglichen Einheiten
x = 178 + 0,25·7 = 179,8 cm
Antwort
x = 179,8 cm
15.Konfidenzintervalle
Antwort: untere Grenze = −18,14 h
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.
Punktschätzer
x̄₁ − x̄₂ = 47,5 − 55 = −7,5
Standardfehler
SE = √(16²/30 + 16²/30) = 4,131
Fehlermarge
E = 2,576·4,131 = 10,64
Intervall
−7,5 ± 10,64 → [−18,14, 3,142]
Antwort
untere Grenze = −18,14 h
Das Intervall enthält die 0, die Daten zeigen also keinen signifikanten Unterschied.
16.Konfidenzintervalle
Antwort: n = 246
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 = (1,96·24/3)² = 245,9
Aufrunden
Ein Stichprobenumfang ist eine ganze Zahl, und Abrunden würde die Fehlermarge zu groß machen.
n = 246
Antwort
n = 246
17.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: t = 2,1
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 = 4/√16 = 4/4 = 1
Teststatistik
t = (77,1 − 75)/1 = 2,1
Antwort
t = 2,1
t0,025; df = 15 = 2,131
|t| < 2.131, also wird H₀ auf dem 5-%-Niveau (zweiseitig) nicht verworfen.
18.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: n = 77
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 = ((1,645 + 1,645)·4/1,5)² = 76,97
Aufrunden
n = 77
Antwort
n = 77
19.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: r = 0,817
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 = 6076 − 110·271/5 = 114
Sxx = 2460 − 110²/5 = 40
Syy = 15175 − 271²/5 = 486,8
Korrelationskoeffizient
r = 114/√(40·486,8) = 0,817
Antwort
r = 0,817
20.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: e = 3,119
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 = 97/6 = 16,17
Quadrat- und Produktsummen
Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 135
Regressionsgerade
b = 135/70 = 1,929
a = 16,17 − 1,929·7 = 2,667
ŷ = 2,667 + 1,929·x
Vorhergesagter Wert
ŷ = 2,667 + 1,929·11 = 23,88
Residuum
e = 27 − 23,88 = 3,119
Antwort
e = 3,119
Der Punkt liegt über der Geraden.
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