Übungsaufgaben für CFA Level I: Quantitative Methods und Fixed Income: Lernpaket

Formelsammlungen, die wichtigsten Lösungsschritte zu jedem Thema und 20 Übungsaufgaben, mit vollständigen Lösungen am Ende.

Neue AufgabenZurück zum Kurs

Wähle im Druckfenster „Als PDF speichern“, um eine Kopie auf deinem Gerät zu behalten.

1Formeln und Methoden

Zeitwert des Geldes

Endwert
FV = PV·(1 + i)n
Barwert
PV = FV/(1 + i)n
Mehrere Perioden pro Jahr
i = r/m, N = m·n
Rente, Barwert
PV = PMT·[1 − (1 + i)−n]/i
Rente, Endwert
FV = PMT·[(1 + i)n − 1]/i

Methode

  1. Zeichne einen Zeitstrahl mit jeder Zahlung und ihrem Zeitpunkt.
  2. Passe den Zinssatz an die Periode an: ein Monatszins für monatliche Zahlungen.
  3. Verwende FV = PV·(1 + i)ⁿ für Einzelbeträge und die Rentenformeln für gleich hohe Zahlungen.
  4. Prüfe Vorzeichen und Größenordnung des Ergebnisses.

Kapitalwert & interner Zinsfuß

Kapitalwert
NPV = −C0 + Σ CFt/(1 + r)t
Gleiche Zahlungen
NPV = −C0 + CF·[1 − (1 + r)−n]/r
Interner Zinsfuß
das r, bei dem NPV = 0
Entscheidung
annehmen, wenn NPV > 0 (oder IRR > geforderte Rendite)

Methode

  1. Liste alle Zahlungen mit ihrem Jahr auf; die Investition in Jahr 0 ist negativ.
  2. Zinse jede Zahlung ab: CFt/(1 + r)t.
  3. Addiere sie zum Kapitalwert (NPV). Positiv bedeutet, dass das Projekt mehr als r erwirtschaftet.
  4. Für den internen Zinsfuß (IRR) suchst du durch Probieren oder Interpolation den Zinssatz, bei dem der Kapitalwert null ist.

Anleihekurs & Rendite

Anleihekurs
P = C·(1 − (1 + y)−n)/y + F/(1 + y)n
Halbjährlich
C/2, y/2 und 2n Perioden
Laufende Rendite
C/P
Kurs und Rendite
Rendite steigt → Kurs fällt

Methode

  1. Bestimme den Kupon pro Periode und die Rendite pro Periode.
  2. Kurs = Barwert der Kupons (eine Rente) + Barwert des Nennwerts.
  3. Bei halbjährlichen Kupons verwendest du den halben Kupon, die halbe Rendite und die doppelte Anzahl Perioden.
  4. Kontrolle: Liegt die Rendite über dem Kuponsatz, liegt der Kurs unter dem Nennwert.

CAPM & WACC

CAPM
re = rf + β·(rm − rf)
WACC
E/V·re + D/V·rd·(1 − T)
Unternehmenswert
V = E + D

Beschreibende Statistik

Mittelwert
x̄ = Σx/n
Stichproben-Standardabweichung
s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
Median
mittlerer Wert der sortierten Daten
z-Wert
z = (x − μ)/σ
Normalverteilung
68% innerhalb ±1σ, 95% innerhalb ±2σ

Wahrscheinlichkeit

Gegenereignis
P(not A) = 1 − P(A)
Additionssatz
P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B)
Unabhängige Ereignisse
P(A ∩ B) = P(A)·P(B)
Bedingte Wahrscheinlichkeit
P(A|B) = P(A ∩ B)/P(B)
Binomialverteilung
P(X = k) = C(n,k)·pk(1 − p)n−k

Normalverteilung

z-Wert
z = (x − μ)/σ
Unterhalb von x
P(X < x) = Φ(z)
Oberhalb von x
P(X > x) = 1 − Φ(z)
Dazwischen
Φ(z2) − Φ(z1)
Perzentil
x = μ + z·σ

Methode

  1. Rechne den Wert in einen z-Wert um: z = (x − μ)/σ.
  2. Lies Φ(z) ab, die Fläche links von z.
  3. Für die Fläche rechts verwende 1 − Φ(z); für ein Intervall subtrahiere die beiden linken Flächen.
  4. Für ein Perzentil rechnest du rückwärts: Bestimme z zur Fläche, dann x = μ + z·σ.

Konfidenzintervalle

σ bekannt
x̄ ± z·σ/√n
σ unbekannt
x̄ ± t·s/√n, df = n − 1
Kritischer z-Wert
90%: 1,645, 95%: 1,96, 99%: 2,576
Stichprobenumfang
n = (z·σ/E)², rounded up

Methode

  1. Entscheide zwischen z (σ der Grundgesamtheit bekannt) und t (nur die Stichproben-Standardabweichung s, mit n − 1 Freiheitsgraden).
  2. Bestimme den kritischen Wert für das Konfidenzniveau.
  3. Fehlerspanne: E = kritischer Wert × Standardabweichung/√n.
  4. Intervall: x̄ ± E.

Hypothesentests & Konfidenzintervalle

z-Test für einen Mittelwert
z = (x̄ − μ0)/(σ/√n)
t-Test für einen Mittelwert
t = (x̄ − μ0)/(s/√n), df = n − 1
Zweiseitig bei 5%
H0 ablehnen, wenn |z| > 1,96
Konfidenzintervall
x̄ ± z·σ/√n

Methode

  1. Formuliere H₀ und H₁ und entscheide, ob der Test einseitig oder zweiseitig ist.
  2. Berechne die Teststatistik: (x̄ − μ₀)/(σ/√n), oder mit s und t.
  3. Vergleiche mit dem kritischen Wert oder bestimme den p-Wert.
  4. Verwirf H₀, wenn die Statistik jenseits des kritischen Werts liegt (p kleiner als α), und formuliere die Schlussfolgerung in Worten.

Lineare Regression und Korrelation

Quadratsummen
Sxx = Σ(x − x̄)² = Σx² − (Σx)²/n, Sxy = Σxy − ΣxΣy/n
Steigung
b = Sxy/Sxx
Achsenabschnitt
a = ȳ − b·x̄
Korrelation
r = Sxy/√(SxxSyy)
Residuum
e = y − ŷ

2Übungsaufgaben

1.Zeitwert des GeldesMittel
Perioden01211 + EAR = ?16% / 2

Eine Kreditkarte berechnet einen nominalen Zinssatz von 16 % pro Jahr bei halbjährlicher Verzinsung. Bestimme den effektiven Jahreszins EAR in Prozent.

r = 16%m = 2
EAR = %
2.Zeitwert des GeldesSchwer
Jahre0123…8€2 500€2 500€2 500FV = ?

Du zahlst 8 Jahre lang am Anfang jedes Jahres €2 500 ein, die erste Einzahlung heute. Das Konto bringt 8 % pro Jahr. Wie viel ist am Ende von Jahr 8 auf dem Konto? Bestimme FV.

A = €2 500i = 8%n = 8
FV = €
3.Kapitalwert & interner ZinsfußMittel
Jahre0123−60 00019 00020 00018 000

Eine Investition von €60 000 bringt am Ende der Jahre 1 bis 3 diese Zahlungen: €19 000, €20 000, €18 000. Die Kapitalkosten betragen 10 %. Bestimme den Kapitalwert NPV.

r = 10%CF0 = −60 000CF1 = 19 000CF2 = 20 000CF3 = 18 000
NPV = €
4.Kapitalwert & interner ZinsfußSchwer
Jahre0123−10 0005 5006 5006 500

Ein Projekt kostet €10 000 und bringt am Ende der Jahre 1 bis 3 €5 500, €6 500, €6 500. Bestimme seinen internen Zinsfuß IRR in Prozent.

CF0 = −10 000CF1 = 5 500CF2 = 6 500CF3 = 6 500
IRR = %
5.Anleihekurs & RenditeMittel
Halbjahre0123…10€10€10€10 + €1 000P = ?

Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 zahlt einen jährlichen Kupon von 2% in zwei halbjährlichen Raten und wird in 5 Jahren fällig. Die Rendite bis zur Fälligkeit beträgt 8% pro Jahr. Bestimme den Kurs P der Anleihe.

F = €1 000Kuponsatz = 2%YTM = 8%n = 5
P = €
6.Anleihekurs & RenditeSchwer
Jahre01234€910€30€30 + €1 000

Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 und einem jährlichen Kupon von 3% wird in 4 Jahren fällig und kostet €910. Bestimme ihre Rendite bis zur Fälligkeit YTM in Prozent.

F = €1 000Kuponsatz = 3%n = 4P = €910
YTM = %
7.CAPM & WACCMittel
WACC = 10,85%Eigenkapital€8 000 000re​ = ?Fremdkapital€2 000 000rd​ = 3%T = 25,8%

Ein Unternehmen hat Eigenkapital im Wert von €8 000 000 und Fremdkapital im Wert von €2 000 000. Sein WACC beträgt 10,85%, seine Fremdkapitalkosten vor Steuern 3% und der Steuersatz 25,8%. Bestimme die Eigenkapitalkosten re.

E = €8 000 000D = €2 000 000WACC = 10,85%rd = 3%T = 25,8%
re = %
8.CAPM & WACCSchwer
WACC = ?Eigenkapital2 000 000 × €14,00D0​ = €1,60g = 5%Fremdkapital€28 000 000rd​ = 3%T = 30%

Ein Unternehmen hat 2 000 000 Aktien mit einem Kurs von €14,00; der Buchwert seines Eigenkapitals beträgt €16 800 000. Es hat gerade eine Dividende von €1,60 pro Aktie gezahlt, und die Dividenden wachsen um 5% pro Jahr. Sein Fremdkapital hat einen Marktwert von €28 000 000 und Kosten vor Steuern von 3%. Der Steuersatz beträgt 30%. Bestimme den WACC, mit dem Dividendenwachstumsmodell für die Eigenkapitalkosten.

N = 2 000 000P0 = €14,00Buchwert des Eigenkapitals = €16 800 000D0 = €1,60g = 5%D = €28 000 000rd = 3%T = 30%
WACC = %
9.Beschreibende StatistikMittel
2025303540455055

Bestimme die Stichproben-Standardabweichung s der Daten: 53, 39, 18, 58, 33, 54, 46.

n = 7
s =
10.Beschreibende StatistikSchwer
z −2−1012

Prüfungsergebnisse sind normalverteilt mit Mittelwert 100 und Standardabweichung 10. Bestimme den z-Wert z eines Ergebnisses von 85.

μ = 100σ = 10x = 85
z =
11.WahrscheinlichkeitMittel
n = 9k = 2N = ?

Auf wie viele Arten N kann ein Ausschuss von 2 Personen aus einer Gruppe von 9 gewählt werden? Die Reihenfolge spielt keine Rolle.

n = 9k = 2
N =
12.WahrscheinlichkeitSchwer
n = 11, p = 0,2: P(X ≤ 1) = ?k01234567891011

11 Bauteile werden geprüft, und jedes fällt unabhängig mit Wahrscheinlichkeit 0,2 aus. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit P, dass höchstens eines ausfällt?

n = 11p = 0,2
P =
13.NormalverteilungMittel
60 kg62,7 kgT = X₁ + … + X₅?

Gegeben sind Kartons; ihre Massen sind unabhängig und normalverteilt mit dem Mittelwert 12 kg und der Standardabweichung 0,8 kg. Bestimme die Wahrscheinlichkeit P, dass die Gesamtmasse von 5 davon unter 62,7 kg liegt. Runde z auf zwei Dezimalstellen.

μ = 12 kgσ = 0,8 kgn = 5< 62.7 kg
P =
14.NormalverteilungSchwer
μ = 100x = ?97,5%

Die IQ-Werte sind normalverteilt mit dem Mittelwert 100 Punkte und der Standardabweichung 15 Punkte. Bestimme den Wert x, unter dem 97,5 % von ihnen liegen (das 97,5. Perzentil).

μ = 100σ = 15P = 97,5%
x = Punkte
15.KonfidenzintervalleMittel
n = 13, s = 15L = ?Ux̄ = 67E95%

Eine Stichprobe von 13 Elementen hat den Mittelwert 67 und die Standardabweichung s = 15. Die Grundgesamtheit ist annähernd normalverteilt. Bestimme die untere Grenze des 95-%-Konfidenzintervalls für den Mittelwert.

n = 13x̄ = 67s = 1595%t(12) = 2,179
untere Grenze =
16.KonfidenzintervalleSchwer
σ = 28, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 0,599%

Die Standardabweichung der Grundgesamtheit ist 28. Wie groß muss die Stichprobe n sein, damit ein 99-%-Konfidenzintervall für den Mittelwert eine Fehlermarge von höchstens 0,5 hat?

σ = 28E = 0,599%
n =
17.Hypothesentests & KonfidenzintervalleMittel
−2,1792,179t = ?df = 12

Zwei Lehrmethoden werden verglichen. Gruppe 1: 5 Studierende, mittlere Punktzahl 27, Standardabweichung 3. Gruppe 2: 9 Studierende, mittlere Punktzahl 35,5, Standardabweichung 11,5. Nimm gleiche Varianzen der Grundgesamtheiten an und verwende den gepoolten Zweistichproben-t-Test. Bestimme die Teststatistik t für H₀: μ₁ = μ₂, mit der Differenz x̄₁ − x̄₂ (Gruppe 1 minus Gruppe 2).

n₁ = 5x̄₁ = 27s₁ = 3n₂ = 9x̄₂ = 35,5s₂ = 11,5
t =
18.Hypothesentests & KonfidenzintervalleSchwer
H₀H₁μ₀x̄cμ₀ + 1,5α = 0,01βσ = 4, Teststärke 90%, n = ?

Ein einseitiger z-Test bei α = 0,01 soll eine Verschiebung des Mittelwerts um 1,5 Einheiten mit einer Teststärke von 90 % erkennen. Die Standardabweichung beträgt 4. Bestimme den Mindeststichprobenumfang n.

α = 0,01Teststärke = 90%δ = 1,5σ = 4zα = 2,326zβ = 1,282
n =
19.Lineare Regression und KorrelationMittel
xy36557879299911119xy51080100120

Die Tabelle enthält 5 Wertepaare von x = Lernstunden und y = Prüfungspunkte. Ihre Summen sind gegeben. Bestimme daraus den Korrelationskoeffizienten nach Pearson r.

n = 5Σx = 35Σy = 453Σx² = 285Σy² = 42735Σxy = 3429
r =
20.Lineare Regression und KorrelationSchwer
xy1233365467589691176xy51020406080x = 6

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. Sage ŷ für x = 6 voraus.

n = 6x = 6
ŷ =

3Lösungen

1.Zeitwert des Geldes

Antwort: EAR = 16,64 %

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 pro Periode

r/m = 0,16/2 = 0,08

Über ein Jahr aufzinsen

EAR = (1 + 0,08)2 − 1 = 1,166 − 1 = 16,64%

Antwort

EAR = 16,64%

Der effektive Jahreszins liegt immer über dem Nominalzins, wenn die Zinsen mehr als einmal im Jahr gutgeschrieben werden.

2.Zeitwert des Geldes

Antwort: FV = 28719 €

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 + 0,08)8 − 1)/0,08 = 10,64

Vorschüssige Rente

Jede Einzahlung ist ein Jahr länger angelegt.

FV = 2 500·10,64·1,08 = €28 718,89

Antwort

FV = €28 718,89
3.Kapitalwert & interner Zinsfuß

Antwort: NPV = −12675 €

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 + 0,1)1 = 19 000/1,1 = 17 272,73
CF2/(1 + 0,1)2 = 20 000/1,21 = 16 528,93
CF3/(1 + 0,1)3 = 18 000/1,331 = 13 523,67

Addieren

NPV = €−12 674,68

Antwort

NPV = €−12 674,68

Der Kapitalwert ist negativ, das Projekt verdient also weniger als die geforderte Rendite.

4.Kapitalwert & interner Zinsfuß

Antwort: IRR = 37,04 %

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(35%) = 282,48
NPV(40%) = −386,30

Eingrenzen

Lineare Interpolation liefert eine erste Schätzung; Wiederholen (oder die IRR-Funktion eines Rechners) liefert den genauen Zinssatz.

IRR ≈ 35 + 5·282,48/(282,48 − (−386,30)) = 37,11%
exakt: NPV(37,04%) = 0 → IRR = 37,04%

Antwort

IRR = 37,04%
5.Anleihekurs & Rendite

Antwort: P = 756,7 €

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 = €10,00, i = 0,04, N = 10

Barwert der Kupons

€10,00·(1 − 0,6756)/0,04 = €81,11

Barwert des Nennwerts

€1 000·0,6756 = €675,56

Kurs

P = €756,67

Antwort

P = €756,67

Die Rendite liegt über dem Kuponsatz, also notiert die Anleihe unter pari.

6.Anleihekurs & Rendite

Antwort: YTM = 5,572 %

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

€910 = €30·(1 − (1 + y)⁻⁴)/y + €1 000/(1 + y)⁴

Numerisch lösen

P(5%) = €929,08, P(6%) = €896,05
YTM = 5,572%

Antwort

YTM = 5,572%
7.CAPM & WACC

Antwort: re = 13,01 %

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 = €10 000 000, E/V = 0,8, D/V = 0,2

Fremdkapitalanteil am WACC

0,2·3%·(1 − 0,258) = 0,4452%

Eigenkapitalkosten

re = (10,85% − 0,4452%)/0,8 = 13,01%

Antwort

re = 13,01%
8.CAPM & WACC

Antwort: WACC = 9,55 %

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).

Eigenkapitalkosten

D1 = 1,6·1,05 = €1,68
re = 1,68/14 + 0,05 = 17%

Marktwerte

E = 2 000 000·€14,00 = €28 000 000
V = €56 000 000, E/V = 0,5, D/V = 0,5

WACC

WACC = 0,5·17% + 0,5·3%·(1 − 0,3) = 9,55%

Antwort

WACC = 9,55%
9.Beschreibende Statistik

Antwort: s = 14,12

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.

Mittelwert

x̄ = 301/7 = 43

Quadrierte Abweichungen

Σ(x − x̄)² = 10² + (−4)² + (−25)² + 15² + (−10)² + 11² + 3² = 1196

Standardabweichung

s = √(1196/6) = 14,12

Antwort

s = 14,12
10.Beschreibende Statistik

Antwort: z = −1,5

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 = (85 − 100)/10 = −1,5

Antwort

z = −1,5
11.Wahrscheinlichkeit

Antwort: N = 36

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, 2) = (9·8)/(2·1) = 36

Antwort

N = 36
12.Wahrscheinlichkeit

Antwort: P = 0,3221

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) = 0,811 = 0,0859
P(X = 1) = 11·0,2·0,810 = 0,2362

Addieren

P = 0,0859 + 0,2362 = 0,3221

Antwort

P = 0,3221
13.Normalverteilung

Antwort: P = 0,9345

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 = 60 kg, σT = 0,8·√5 = 1,789 kg

Standardisieren

z = (62,7 − 60)/1,789 = 1,51

Wahrscheinlichkeit

P = Φ(1,51) = 0,9345

Antwort

P = 0,9345
14.Normalverteilung

Antwort: x = 129,4 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) = 0,975 → z = 1,96

Zurück zu x

x = 100 + 1,96·15 = 129,4 Punkte

Antwort

x = 129,4 Punkte
15.Konfidenzintervalle

Antwort: untere Grenze = 57,93

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 = 12, t = 2,179

Fehlermarge

E = 2,179·15/√13 = 9,065

Intervall

67 ± 9,065 → [57,93, 76,07]

Antwort

untere Grenze = 57,93
16.Konfidenzintervalle

Antwort: n = 20810

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 = (2,576·28/0,5)² = 20810

Aufrunden

Ein Stichprobenumfang ist eine ganze Zahl, und Abrunden würde die Fehlermarge zu groß machen.

n = 20810

Antwort

n = 20810
17.Hypothesentests & Konfidenzintervalle

Antwort: t = −1,596

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.

Gepoolte Varianz

sp² = (4·3² + 8·11,5²)/12 = 91,17
sp = 9,548

Standardfehler

SE = 9,548·√(1/5 + 1/9) = 5,326

Teststatistik

t = (27 − 35,5)/5,326 = −1,596

Antwort

t = −1,596

Bei df = 12 ist der zweiseitige kritische 5-%-Wert 2,179; |t| ist kleiner, also wird H₀ nicht verworfen.

18.Hypothesentests & Konfidenzintervalle

Antwort: n = 93

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 = ((2,326 + 1,282)·4/1,5)² = 92,57

Aufrunden

n = 93

Antwort

n = 93
19.Lineare Regression und Korrelation

Antwort: r = 0,9914

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 = 3429 − 35·453/5 = 258
Sxx = 285 − 35²/5 = 40
Syy = 42735 − 453²/5 = 1693

Korrelationskoeffizient

r = 258/√(40·1693) = 0,9914

Antwort

r = 0,9914
20.Lineare Regression und Korrelation

Antwort: ŷ = 51,33

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 = 36/6 = 6
ȳ = 308/6 = 51,33

Quadrat- und Produktsummen

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 376

Regressionsgerade

b = 376/70 = 5,371
a = 51,33 − 5,371·6 = 19,1
ŷ = 19,1 + 5,371·x

Vorhersage

ŷ = 19,1 + 5,371·6 = 51,33

Antwort

ŷ = 51,33

Dies ist unabhängiges Übungsmaterial. ExamProblems ist nicht mit der Organisation verbunden, die diese Prüfung durchführt, und wird von ihr nicht unterstützt; der Prüfungsname dient nur zur Beschreibung des Inhalts. CFA® and Chartered Financial Analyst® sind Marken von CFA Institute; diese Organisation ist nicht mit ExamProblems verbunden, unterstützt es nicht und übernimmt keine Gewähr für seine Richtigkeit.

ExamProblems · examproblems.com/courses/cfa-level-1-quant-and-fixed-income