Eine Rente zahlt am Ende jedes Jahres €1 000, 14 Jahre lang. Der Zinssatz beträgt 7 % pro Jahr. Bestimme den Barwert PV der Rente.
A = €1 000i = 7%n = 14
PV = €
2.Zeitwert des GeldesSchwer
Du sparst 20 Jahre lang am Ende jedes Monats €300. Das Konto bringt 2,4 % pro Jahr bei monatlicher Verzinsung. Wie viel hast du am Ende gespart? Bestimme FV.
A = €3002,4% / 12N = 240
FV = €
3.Kapitalwert & interner ZinsfußMittel
Ein Projekt kostet heute €20 000 und bringt 5 Jahre lang am Ende jedes Jahres €6 000. Die Kapitalkosten betragen 5 %. Nimm an, dass die Zahlungen gleichmäßig über jedes Jahr eingehen. Bestimme die dynamische Amortisationsdauer DPB in Jahren.
Ein Projekt kostet €10 000 und bringt am Ende der Jahre 1 bis 3 jeweils €4 000, €3 500, €5 500. Die Zahlungen können zu den Kapitalkosten von 10 % wieder angelegt werden. Bestimme den modifizierten internen Zinsfuß MIRR in Prozent.
Du kaufst eine Anleihe mit 9 Jahren Restlaufzeit (Nennwert €1 000, jährlicher Kupon 8%), wenn ihre Rendite bis zur Fälligkeit 2,5% beträgt. Ein Jahr später, direkt nach Erhalt des ersten Kupons, verkaufst du sie bei einer Rendite bis zur Fälligkeit von 2%. Bestimme deine Haltedauerrendite HPR in Prozent.
F = €1 000Kuponsatz = 8%n = 9y0 = 2,5%y1 = 2%
HPR = %
6.Anleihekurs & RenditeSchwer
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 und einem jährlichen Kupon von 4% wird in 9 Jahren fällig und kostet €1 080. Bestimme ihre Rendite bis zur Fälligkeit YTM in Prozent.
F = €1 000Kuponsatz = 4%n = 9P = €1 080
YTM = %
7.CAPM & WACCMittel
Ein Unternehmen hat Eigenkapital im Wert von €3 000 000 und Fremdkapital im Wert von €3 000 000. Seine Eigenkapitalkosten betragen 9%, seine Fremdkapitalkosten vor Steuern 7% und der Steuersatz 25,8%. Bestimme den WACC.
Ein Unternehmen hat 2 000 000 Aktien mit einem Kurs von €57,50; der Buchwert seines Eigenkapitals beträgt €34 500 000. Es hat gerade eine Dividende von €2,70 pro Aktie gezahlt, und die Dividenden wachsen um 2% pro Jahr. Sein Fremdkapital hat einen Marktwert von €115 000 000 und Kosten vor Steuern von 5%. Der Steuersatz beträgt 30%. Bestimme den WACC, mit dem Dividendenwachstumsmodell für die Eigenkapitalkosten.
Bestimme die Stichproben-Standardabweichung s der Daten: 38, 59, 12, 17, 14, 52, 14.
n = 7
s =
10.Beschreibende StatistikSchwer
Eine Größe ist normalverteilt mit Mittelwert 170 und Standardabweichung 10. Welcher Anteil P der Werte liegt unter 185?
μ = 170σ = 10x = 185
P =
11.WahrscheinlichkeitMittel
Bestimme für die gezeigte Verteilung die Varianz Var(X) von X.
x: 1, 2, 3, 4p(x): 0,35, 0,15, 0,35, 0,15
Var(X) =
12.WahrscheinlichkeitSchwer
10 Bauteile werden geprüft, und jedes fällt unabhängig mit Wahrscheinlichkeit 0,25 aus. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit P, dass höchstens eines ausfällt?
n = 10p = 0,25
P =
13.NormalverteilungMittel
Die IQ-Werte sind normalverteilt mit dem Mittelwert 100 Punkte und der Standardabweichung 15 Punkte. Welcher Anteil liegt zwischen 95,5 und 112,75 Punkte? Gib P als Dezimalzahl an.
μ = 100σ = 15x1 = 95,5x2 = 112,75
P =
14.NormalverteilungSchwer
Die Gewichte von Beuteln sind normalverteilt mit dem Mittelwert 250 g und der Standardabweichung 5 g. Ziehe die Grenze so, dass die schattierten unteren 5 % links davon liegen. Bestimme die Grenze x.
μ = 250 gσ = 5 g5%
x = g
15.KonfidenzintervalleMittel
Die Akkulaufzeit zweier Handymodelle wird verglichen. Modell 1: 60 Handys, Mittelwert 80,5 h, bekannte Standardabweichung 5 h. Modell 2: 100 Handys, Mittelwert 72,5 h, bekannte Standardabweichung 7 h. Bestimme die Fehlermarge E des 90-%-Konfidenzintervalls für μ₁ − μ₂.
Eine Stichprobe von 49 Studierenden hat einen mittleren Punktwert von 491,1 und eine Stichproben-Standardabweichung von 20. Bestimme die Teststatistik t für H₀: μ = 500.
μ₀ = 500x̄ = 491,1s = 20n = 49
t =
18.Hypothesentests & KonfidenzintervalleSchwer
Ein einseitiger z-Test bei α = 0,01 soll eine Verschiebung des Mittelwerts um 4 Einheiten mit einer Teststärke von 90 % erkennen. Die Standardabweichung beträgt 8. Bestimme den Mindeststichprobenumfang n.
Die Tabelle enthält 6 Wertepaare von x = Fahrzeugalter in Jahren und y = Preis in k€. Bestimme den Korrelationskoeffizienten nach Pearson r.
n = 6
r =
20.Lineare Regression und KorrelationSchwer
Die Tabelle enthält 6 Wertepaare von x = Temperatur in °C und y = verkaufte Eiskugeln. Verwende die Regressionsgerade ŷ = a + b·x nach der Methode der kleinsten Quadrate. Sage ŷ für x = 31,5 voraus.
n = 6x = 31,5
ŷ =
3Lösungen
1.Zeitwert des Geldes
Antwort: PV = 8745 €
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 − 0,3878)/0,07 = 8,745
Barwert
PV = 1 000·8,745 = €8 745,47
Antwort
PV = €8 745,47
2.Zeitwert des Geldes
Antwort: FV = 92295 €
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.
Du hast selbst €72 000 eingezahlt; der Rest sind Zinsen.
3.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: DPB = 3,742 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: 6 000/1,05 = 5 714,29 → Σ = 5 714,29
Jahr 2: 6 000/1,103 = 5 442,18 → Σ = 11 156,46
Jahr 3: 6 000/1,158 = 5 183,03 → Σ = 16 339,49
Jahr 4: 6 000/1,216 = 4 936,21 → Σ = 21 275,70
Bruchteil des letzten Jahres
DPB = 3 + 3 660,51/4 936,21 = 3,742
Antwort
DPB = 3,742 Jahre
Die dynamische Amortisationsdauer ist immer länger als die statische (3,333 Jahre).
4.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: MIRR = 12,37 %
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
4 000·1,12 = 4 840,00
3 500·1,11 = 3 850,00
5 500·1,10 = 5 500,00
TV = 14 190,00
MIRR
MIRR = (14 190,00/10 000)1/3 − 1 = 12,37%
Antwort
MIRR = 12,37%
5.Anleihekurs & Rendite
Antwort: HPR = 5,64 %
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
€1 080 = €40·(1 − (1 + y)⁻⁹)/y + €1 000/(1 + y)⁹
Numerisch lösen
P(2%) = €1 163,24, P(3%) = €1 077,86
YTM = 2,974%
Antwort
YTM = 2,974%
7.CAPM & WACC
Antwort: WACC = 7,097 %
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 = €6 000 000, E/V = 0,5, D/V = 0,5
WACC
WACC = 0,5·9% + 0,5·7%·(1 − 0,258) = 7,097%
Antwort
WACC = 7,097%
8.CAPM & WACC
Antwort: WACC = 5,145 %
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 = 2,7·1,02 = €2,75
re = 2,754/57,5 + 0,02 = 6,79%
Marktwerte
E = 2 000 000·€57,50 = €115 000 000
V = €230 000 000, E/V = 0,5, D/V = 0,5
WACC
WACC = 0,5·6,79% + 0,5·5%·(1 − 0,3) = 5,145%
Antwort
WACC = 5,145%
9.Beschreibende Statistik
Antwort: s = 19,97
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 = 1,5
Standardnormalverteilungstabelle
Φ(1,5) = 0,9332
P = 0,9332
Antwort
P = 0,9332
11.Wahrscheinlichkeit
Antwort: Var(X) = 1,21
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.
Mittelwert
μ = 1·0,35 + 2·0,15 + 3·0,35 + 4·0,15 = 2,3
Mittelwert der Quadrate
E(X²) = 1·0,35 + 4·0,15 + 9·0,35 + 16·0,15 = 6,5
Varianz
Var(X) = 6,5 − 2,3² = 1,21
Antwort
Var(X) = 1,21
12.Wahrscheinlichkeit
Antwort: P = 0,244
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) = 0,7510 = 0,05631
P(X = 1) = 10·0,25·0,759 = 0,1877
Addieren
P = 0,05631 + 0,1877 = 0,244
Antwort
P = 0,244
13.Normalverteilung
Antwort: P = 0,4202
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 = (95,5 − 100)/15 = −0,3
z₂ = (112,75 − 100)/15 = 0,85
Fläche dazwischen
P = Φ(0,85) − Φ(−0,3) = 0,8023 − 0,3821 = 0,4202
Antwort
P = 0,4202
14.Normalverteilung
Antwort: x = 241,8 g
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) = 0,05
z aus der Tabelle
z ≈ −1,64
Zurück zu den ursprünglichen Einheiten
x = 250 − 1,64·5 = 241,8 g
Antwort
x = 241,8 g
15.Konfidenzintervalle
Antwort: E = 1,566 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 = 80,5 − 72,5 = 8
Standardfehler
SE = √(5²/60 + 7²/100) = 0,9522
Fehlermarge
E = 1,645·0,9522 = 1,566
Antwort
E = 1,566 h
Das Intervall enthält die 0 nicht, die Mittelwerte unterscheiden sich also signifikant.
16.Konfidenzintervalle
Antwort: E = 2,898 kg
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.
Gepoolte Standardabweichung
sp² = (8·3,5² + 4·1²)/12 = 8,5
sp = 2,915
Fehlermarge
E = 1,782·2,915·√(1/9 + 1/5) = 2,898
Antwort
E = 2,898 kg
17.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: t = −3,115
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 = 20/√49 = 20/7 = 2,857
Teststatistik
t = (491,1 − 500)/2,857 = −3,115
Antwort
t = −3,115
t0,025; df = 48 = 2,011
|t| > 2,011, also wird H₀ auf dem 5-%-Niveau (zweiseitig) verworfen.
18.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: n = 53
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)·8/4)² = 52,07
Aufrunden
n = 53
Antwort
n = 53
19.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: r = −0,9728
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 = 123/6 = 20,5
Quadrat- und Produktsummen
Sxx = Σ(x − x̄)² = 17,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −38,5
Syy = Σ(y − ȳ)² = 89,5
Korrelationskoeffizient
r = −38,5/√(17,5·89,5) = −0,9728
Antwort
r = −0,9728
20.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: ŷ = 168,9
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 = 153/6 = 25,5
ȳ = 813/6 = 135,5
Quadrat- und Produktsummen
Sxx = Σ(x − x̄)² = 157,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 877,5
Regressionsgerade
b = 877,5/157,5 = 5,571
a = 135,5 − 5,571·25,5 = −6,571
ŷ = −6,571 + 5,571·x
Vorhersage
ŷ = −6,571 + 5,571·31,5 = 168,9
Antwort
ŷ = 168,9
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