Du brauchst €50 000 in 4 Jahren. Ein Konto bringt 2 % pro Jahr bei monatlicher Verzinsung. Wie viel musst du heute einzahlen? Bestimme den Barwert PV.
FV = €50 0002% / 12n = 4
PV = €
2.Zeitwert des GeldesSchwer
Du zahlst 15 Jahre lang am Anfang jedes Jahres €5 000 ein, die erste Einzahlung heute. Das Konto bringt 7 % pro Jahr. Wie viel ist am Ende von Jahr 15 auf dem Konto? Bestimme FV.
A = €5 000i = 7%n = 15
FV = €
3.Kapitalwert & interner ZinsfußMittel
Eine Investition von €60 000 bringt am Ende der Jahre 1 bis 3 diese Zahlungen: €26 000, €13 000, €20 000. Die Kapitalkosten betragen 15 %. Bestimme den Kapitalwert NPV.
Eine Investition von €10 000 bringt 3 Jahre lang am Ende jedes Jahres €4 000. Bestimme ihren internen Zinsfuß IRR in Prozent.
C0 = €10 000CF = €4 000n = 3
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 8 Jahren fällig. Die Rendite bis zur Fälligkeit beträgt 5,5% pro Jahr. Bestimme den Kurs P der Anleihe.
F = €1 000Kuponsatz = 7%YTM = 5,5%n = 8
P = €
6.Anleihekurs & RenditeSchwer
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 und einem jährlichen Kupon von 5% wird in 8 Jahren fällig und kostet €1 065. Bestimme ihre Rendite bis zur Fälligkeit YTM in Prozent.
F = €1 000Kuponsatz = 5%n = 8P = €1 065
YTM = %
7.CAPM & WACCMittel
Ein Unternehmen hat Eigenkapital im Wert von €10 000 000 und Fremdkapital im Wert von €4 000 000. Seine Eigenkapitalkosten betragen 11%, seine Fremdkapitalkosten vor Steuern 3,5% und der Steuersatz 30%. Bestimme den WACC.
Die Aktien eines Unternehmens haben beim aktuellen Verschuldungsgrad D/E von 0,25 ein Beta von 1,5. Es plant, den Verschuldungsgrad auf 1,25 zu erhöhen. Der Steuersatz beträgt 25%, der risikolose Zinssatz 3% und die Marktrisikoprämie 4,5%. Bestimme die Eigenkapitalkosten re nach der Änderung.
Bestimme die Stichproben-Standardabweichung s der Daten: 60, 45, 49, 46, 22, 24.
n = 6
s =
10.Beschreibende StatistikSchwer
Eine Größe ist normalverteilt mit Mittelwert 50 und Standardabweichung 8. Welcher Anteil P der Werte liegt unter 66?
μ = 50σ = 8x = 66
P =
11.WahrscheinlichkeitMittel
Ein fairer Würfel wird 7-mal geworfen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit P, mindestens eine Sechs zu würfeln?
n = 7
P =
12.WahrscheinlichkeitSchwer
11 Bauteile werden geprüft, und jedes fällt unabhängig mit Wahrscheinlichkeit 0,6 aus. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit P, dass höchstens eines ausfällt?
n = 11p = 0,6
P =
13.NormalverteilungMittel
Die Prüfungsergebnisse sind normalverteilt mit dem Mittelwert 65 Punkte und der Standardabweichung 10 Punkte. Welcher Anteil liegt zwischen 62 und 67,5 Punkte? Gib P als Dezimalzahl an.
μ = 65σ = 10x1 = 62x2 = 67,5
P =
14.NormalverteilungSchwer
Die Prüfungsergebnisse sind normalverteilt mit dem Mittelwert 65 Punkte und der Standardabweichung 10 Punkte. Ziehe die Grenze so, dass die schattierten unteren 15 % links davon liegen. Bestimme die Grenze x.
μ = 65 Punkteσ = 10 Punkte15%
x = Punkte
15.KonfidenzintervalleMittel
Eine Stichprobe von 6 Elementen hat den Mittelwert 112,5 und die Standardabweichung s = 14,5. Die Grundgesamtheit ist annähernd normalverteilt. Bestimme die Fehlermarge E eines 99-%-Konfidenzintervalls für den Mittelwert.
n = 6x̄ = 112,5s = 14,599%t(5) = 4,032
E =
16.KonfidenzintervalleSchwer
Die Standardabweichung der Grundgesamtheit ist 29. Wie groß muss die Stichprobe n sein, damit ein 99-%-Konfidenzintervall für den Mittelwert eine Fehlermarge von höchstens 3 hat?
σ = 29E = 399%
n =
17.Hypothesentests & KonfidenzintervalleMittel
Eine Stichprobe von 81 Studierenden hat einen mittleren Punktwert von 50,78 und eine Stichproben-Standardabweichung von 10. Bestimme die Teststatistik t für H₀: μ = 50.
μ₀ = 50x̄ = 50,78s = 10n = 81
t =
18.Hypothesentests & KonfidenzintervalleSchwer
In einer Studie erholen sich 53 von 150 Patienten unter Behandlung A und 31 von 150 Patienten unter Behandlung B. Bestimme mit dem gepoolten Anteil die Teststatistik z für H₀: p₁ = p₂.
x₁ = 53n₁ = 150x₂ = 31n₂ = 150
z =
19.Lineare Regression und KorrelationMittel
Die Tabelle enthält 5 Wertepaare von x = Last in kN und y = Verlängerung in mm. Ihre Summen sind gegeben. Bestimme daraus den Korrelationskoeffizienten nach Pearson r.
n = 5Σx = 30Σy = 70Σx² = 220Σy² = 1188Σxy = 508
r =
20.Lineare Regression und KorrelationSchwer
Die Tabelle enthält 6 Wertepaare von x = Lernstunden und y = Prüfungspunkte. Verwende die Regressionsgerade ŷ = a + b·x nach der Methode der kleinsten Quadrate. Sage ŷ für x = 3,5 voraus.
n = 6x = 3,5
ŷ =
3Lösungen
1.Zeitwert des Geldes
Antwort: PV = 46159 €
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 = 12·4 = 48
Barwert
PV = FV/(1 + i)N = 50 000/1,083 = €46 158,89
Antwort
PV = €46 158,89
2.Zeitwert des Geldes
Antwort: FV = 134440 €
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.
Endwertfaktor der nachschüssigen Rente
((1 + 0,07)15 − 1)/0,07 = 25,13
Vorschüssige Rente
Jede Einzahlung ist ein Jahr länger angelegt.
FV = 5 000·25,13·1,07 = €134 440,27
Antwort
FV = €134 440,27
3.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: NPV = −14411 €
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 + 0,15)1 = 26 000/1,15 = 22 608,70
CF2/(1 + 0,15)2 = 13 000/1,322 = 9 829,87
CF3/(1 + 0,15)3 = 20 000/1,521 = 13 150,32
Addieren
NPV = €−14 411,11
Antwort
NPV = €−14 411,11
Der Kapitalwert ist negativ, das Projekt verdient also weniger als die geforderte Rendite.
4.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: IRR = 9,701 %
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)−3)/i = 10 000/4 000 = 2,5
Nach dem Zinssatz auflösen
Der Rentenbarwertfaktor sinkt, wenn der Zinssatz steigt; schließe den Zinssatz ein und grenze ihn ein.
i = 9%: 2,531
i = 10%: 2,487
IRR = 9,701%
Antwort
IRR = 9,701%
5.Anleihekurs & Rendite
Antwort: P = 1096 €
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 = 0,0275, N = 16
Barwert der Kupons
€35,00·(1 − 0,6479)/0,0275 = €448,16
Barwert des Nennwerts
€1 000·0,6479 = €647,87
Kurs
P = €1 096,03
Antwort
P = €1 096,03
Die Rendite liegt unter dem Kuponsatz, also notiert die Anleihe über pari.
6.Anleihekurs & Rendite
Antwort: YTM = 4,033 %
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
€1 065 = €50·(1 − (1 + y)⁻⁸)/y + €1 000/(1 + y)⁸
Numerisch lösen
P(4%) = €1 067,33, P(5%) = €1 000,00
YTM = 4,033%
Antwort
YTM = 4,033%
7.CAPM & WACC
Antwort: WACC = 8,557 %
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 + 0,75·0,25) = 1,263
Beim neuen D/E wieder verschulden
βL = 1,263·(1 + 0,75·1,25) = 2,447
Eigenkapitalkosten (CAPM)
re = 3% + 2,447·4,5% = 14,01%
Antwort
re = 14,01%
9.Beschreibende Statistik
Antwort: s = 14,94
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 = 2
Standardnormalverteilungstabelle
Φ(2) = 0,9772
P = 0,9772
Antwort
P = 0,9772
11.Wahrscheinlichkeit
Antwort: P = 0,7209
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)7 = 0,2791
P = 1 − 0,2791 = 0,7209
Antwort
P = 0,7209
12.Wahrscheinlichkeit
Antwort: P = 0,000734
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) = 0,411 = 4,194 × 10⁻⁵
P(X = 1) = 11·0,6·0,410 = 0,0006921
Addieren
P = 4,194 × 10⁻⁵ + 0,0006921 = 0,000734
Antwort
P = 0,000734
13.Normalverteilung
Antwort: P = 0,2166
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 = (62 − 65)/10 = −0,3
z₂ = (67,5 − 65)/10 = 0,25
Fläche dazwischen
P = Φ(0,25) − Φ(−0,3) = 0,5987 − 0,3821 = 0,2166
Antwort
P = 0,2166
14.Normalverteilung
Antwort: x = 54,6 Punkte
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) = 0,15
z aus der Tabelle
z ≈ −1,04
Zurück zu den ursprünglichen Einheiten
x = 65 − 1,04·10 = 54,6 Punkte
Antwort
x = 54,6 Punkte
15.Konfidenzintervalle
Antwort: E = 23,87
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 = 5, t = 4,032
Fehlermarge
E = 4,032·14,5/√6 = 23,87
Antwort
E = 23,87
16.Konfidenzintervalle
Antwort: n = 621
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 = (2,576·29/3)² = 620,1
Aufrunden
Ein Stichprobenumfang ist eine ganze Zahl, und Abrunden würde die Fehlermarge zu groß machen.
n = 621
Antwort
n = 621
17.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: t = 0,702
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 = 10/√81 = 10/9 = 1,111
Teststatistik
t = (50,78 − 50)/1,111 = 0,702
Antwort
t = 0,702
t0,025; df = 80 = 1,99
|t| < 1.99, also wird H₀ auf dem 5-%-Niveau (zweiseitig) nicht verworfen.
18.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: z = 2,829
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 = 53/150 = 0,3533
p̂₂ = 31/150 = 0,2067
p̂ = 84/300 = 0,28
Standardfehler unter H₀
SE = √(0,28·0,72·(1/150 + 1/150)) = 0,05185
Teststatistik
z = (0,3533 − 0,2067)/0,05185 = 2,829
Antwort
z = 2,829
|z| > 1,96, also wird H₀ auf dem 5-%-Niveau (zweiseitig) verworfen.
19.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: r = 0,9648
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 = 508 − 30·70/5 = 88
Sxx = 220 − 30²/5 = 40
Syy = 1188 − 70²/5 = 208
Korrelationskoeffizient
r = 88/√(40·208) = 0,9648
Antwort
r = 0,9648
20.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: ŷ = 52,33
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 = 314/6 = 52,33
Quadrat- und Produktsummen
Sxx = Σ(x − x̄)² = 17,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 73
Regressionsgerade
b = 73/17,5 = 4,171
a = 52,33 − 4,171·3,5 = 37,73
ŷ = 37,73 + 4,171·x
Vorhersage
ŷ = 37,73 + 4,171·3,5 = 52,33
Antwort
ŷ = 52,33
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