Du legst €8 000 zu einem Nominalzins von 4 % pro Jahr mit vierteljährlicher Verzinsung an. Bestimme den Wert FV der Anlage nach 2 Jahren.
PV = €8 0004% / 4n = 2
FV = €
2.Zeitwert des GeldesSchwer
Du zahlst 22 Jahre lang am Anfang jedes Jahres €1 000 ein, die erste Einzahlung heute. Das Konto bringt 7 % pro Jahr. Wie viel ist am Ende von Jahr 22 auf dem Konto? Bestimme FV.
A = €1 000i = 7%n = 22
FV = €
3.Kapitalwert & interner ZinsfußMittel
Eine Investition von €45 000 bringt am Ende der Jahre 1 bis 4 diese Zahlungen: €17 000, €22 000, €15 000, €16 000. Die Kapitalkosten betragen 6 %. Bestimme den Kapitalwert NPV.
Eine Investition von €25 000 bringt 7 Jahre lang am Ende jedes Jahres €4 000. Bestimme ihren internen Zinsfuß IRR in Prozent.
C0 = €25 000CF = €4 000n = 7
IRR = %
5.Anleihekurs & RenditeMittel
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 zahlt einen jährlichen Kupon von 2% in zwei halbjährlichen Raten und wird in 7 Jahren fällig. Die Rendite bis zur Fälligkeit beträgt 4% pro Jahr. Bestimme den Kurs P der Anleihe.
F = €1 000Kuponsatz = 2%YTM = 4%n = 7
P = €
6.Anleihekurs & RenditeSchwer
Eine Anleihe mit einem Nennwert von €1 000 und einem jährlichen Kupon von 7% wird in 9 Jahren fällig und kostet €940. Bestimme ihre Rendite bis zur Fälligkeit YTM in Prozent.
F = €1 000Kuponsatz = 7%n = 9P = €940
YTM = %
7.CAPM & WACCMittel
Eine Aktie mit einem Beta von 0,9 hat eine geforderte Rendite von 4,6%. Der risikolose Zinssatz beträgt 1%. Welche erwartete Marktrendite rm folgt aus dem CAPM?
β = 0,9re = 4,6%rf = 1%
rm = %
8.CAPM & WACCSchwer
Das Geschäft eines Unternehmens hat ein unverschuldetes Beta (Asset-Beta) von 0,9. Es plant einen Verschuldungsgrad D/E von 0,25. Der Steuersatz beträgt 20%, der risikolose Zinssatz 1% und die Marktrisikoprämie 4,5%. Bestimme die Eigenkapitalkosten re bei der neuen Kapitalstruktur.
βU = 0,9D/E = 0,25T = 20%rf = 1%rm − rf = 4,5%
re = %
9.Beschreibende StatistikMittel
Bestimme die Stichproben-Standardabweichung s der Daten: 26, 47, 53, 23, 20, 12.
n = 6
s =
10.Beschreibende StatistikSchwer
Eine Größe ist normalverteilt mit Mittelwert 60 und Standardabweichung 8. Welcher Anteil P der Werte liegt über 68?
μ = 60σ = 8x = 68
P =
11.WahrscheinlichkeitMittel
Bestimme für die gezeigte Verteilung die Standardabweichung σ von X.
x: 0, 1, 2p(x): 0,35, 0,35, 0,3
σ =
12.WahrscheinlichkeitSchwer
5 Bauteile werden geprüft, und jedes fällt unabhängig mit Wahrscheinlichkeit 0,3 aus. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit P, dass höchstens eines ausfällt?
n = 5p = 0,3
P =
13.NormalverteilungMittel
Die IQ-Werte sind normalverteilt mit dem Mittelwert 100 Punkte und der Standardabweichung 15 Punkte. Welcher Anteil liegt zwischen 96,25 und 115,75 Punkte? Gib P als Dezimalzahl an.
μ = 100σ = 15x1 = 96,25x2 = 115,75
P =
14.NormalverteilungSchwer
Die Prüfungsergebnisse sind normalverteilt mit dem Mittelwert 65 Punkte und der Standardabweichung 10 Punkte. Bestimme den Wert x, unter dem 10 % von ihnen liegen (das 10. Perzentil).
μ = 65σ = 10P = 10%
x = Punkte
15.KonfidenzintervalleMittel
Eine Stichprobe von 21 Elementen hat den Mittelwert 103 und die Standardabweichung s = 10. Die Grundgesamtheit ist annähernd normalverteilt. Bestimme die obere Grenze des 95-%-Konfidenzintervalls für den Mittelwert.
n = 21x̄ = 103s = 1095%t(20) = 2,086
obere Grenze =
16.KonfidenzintervalleSchwer
Die Durchmesser von 11 gefertigten Wellen haben eine Stichprobenstandardabweichung von 7,1 µm. Bestimme unter der Annahme normalverteilter Durchmesser die untere Grenze σ des 95-%-Konfidenzintervalls für die Standardabweichung der Grundgesamtheit. Bei df = 10 liegen 2,5 % der χ²-Verteilung unter 3,247 und 2,5 % über 20,483.
n = 11s = 7,1 µmχ² = 3,247, 20,483
σ = µm
17.Hypothesentests & KonfidenzintervalleMittel
Eine Stichprobe von 64 Studierenden hat einen mittleren Punktwert von 76,06 und eine Stichproben-Standardabweichung von 5. Bestimme die Teststatistik t für H₀: μ = 75.
μ₀ = 75x̄ = 76,06s = 5n = 64
t =
18.Hypothesentests & KonfidenzintervalleSchwer
Eine Stichprobe von 64 Messungen hat den Mittelwert 46,1. Die Standardabweichung der Grundgesamtheit ist 15. Bestimme die untere Grenze L des 99-%-Konfidenzintervalls für den Mittelwert.
x̄ = 46,1σ = 15n = 6499%
L =
19.Lineare Regression und KorrelationMittel
Die Tabelle enthält 6 Wertepaare von x = Werbeausgaben in k€ und y = Umsatz in k€. Bestimme das Bestimmtheitsmaß r² der Regressionsgeraden.
n = 6
r² =
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 voraus.
n = 6x = 3
ŷ =
3Lösungen
1.Zeitwert des Geldes
Antwort: FV = 8663 €
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 = r/m = 0,04/4 = 0,01
N = m·n = 4·2 = 8
Endwert
FV = 8 000·(1 + 0,01)8 = 8 000·1,083 = €8 662,85
Antwort
FV = €8 662,85
2.Zeitwert des Geldes
Antwort: FV = 52436 €
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)22 − 1)/0,07 = 49,01
Vorschüssige Rente
Jede Einzahlung ist ein Jahr länger angelegt.
FV = 1 000·49,01·1,07 = €52 436,14
Antwort
FV = €52 436,14
3.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: NPV = 15885 €
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 = −45 000
CF1/(1 + 0,06)1 = 17 000/1,06 = 16 037,74
CF2/(1 + 0,06)2 = 22 000/1,124 = 19 579,92
CF3/(1 + 0,06)3 = 15 000/1,191 = 12 594,29
CF4/(1 + 0,06)4 = 16 000/1,262 = 12 673,50
Addieren
NPV = €15 885,45
Antwort
NPV = €15 885,45
Der Kapitalwert ist positiv, das Projekt verdient also mehr als die geforderte Rendite.
4.Kapitalwert & interner Zinsfuß
Antwort: IRR = 2,916 %
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)−7)/i = 25 000/4 000 = 6,25
Nach dem Zinssatz auflösen
Der Rentenbarwertfaktor sinkt, wenn der Zinssatz steigt; schließe den Zinssatz ein und grenze ihn ein.
i = 2%: 6,472
i = 3%: 6,23
IRR = 2,916%
Antwort
IRR = 2,916%
5.Anleihekurs & Rendite
Antwort: P = 878,9 €
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 = 0,02, N = 14
Barwert der Kupons
€10,00·(1 − 0,7579)/0,02 = €121,06
Barwert des Nennwerts
€1 000·0,7579 = €757,88
Kurs
P = €878,94
Antwort
P = €878,94
Die Rendite liegt über dem Kuponsatz, also notiert die Anleihe unter pari.
6.Anleihekurs & Rendite
Antwort: YTM = 7,959 %
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
€940 = €70·(1 − (1 + y)⁻⁹)/y + €1 000/(1 + y)⁹
Numerisch lösen
P(7%) = €1 000,00, P(8%) = €937,53
YTM = 7,959%
Antwort
YTM = 7,959%
7.CAPM & WACC
Antwort: rm = 5 %
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).
Marktrisikoprämie
rm − rf = (4,6% − 1%)/0,9 = 4%
Marktrendite
rm = 1% + 4% = 5%
Antwort
rm = 5%
8.CAPM & WACC
Antwort: re = 5,86 %
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.
Verschuldetes Beta
βL = 0,9·(1 + 0,8·0,25) = 1,08
Eigenkapitalkosten (CAPM)
re = 1% + 1,08·4,5% = 5,86%
Antwort
re = 5,86%
9.Beschreibende Statistik
Antwort: s = 16,17
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
Standardnormalverteilungstabelle
Φ(1) = 0,8413
P = 1 − 0,8413 = 0,1587
Antwort
P = 0,1587
11.Wahrscheinlichkeit
Antwort: σ = 0,8047
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 = 0·0,35 + 1·0,35 + 2·0,3 = 0,95
Mittelwert der Quadrate
E(X²) = 0·0,35 + 1·0,35 + 4·0,3 = 1,55
Varianz
Var(X) = 1,55 − 0,95² = 0,6475
σ = √0,6475 = 0,8047
Antwort
σ = 0,8047
12.Wahrscheinlichkeit
Antwort: P = 0,5282
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) = 0,75 = 0,1681
P(X = 1) = 5·0,3·0,74 = 0,3601
Addieren
P = 0,1681 + 0,3601 = 0,5282
Antwort
P = 0,5282
13.Normalverteilung
Antwort: P = 0,4518
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 = (96,25 − 100)/15 = −0,25
z₂ = (115,75 − 100)/15 = 1,05
Fläche dazwischen
P = Φ(1,05) − Φ(−0,25) = 0,8531 − 0,4013 = 0,4518
Antwort
P = 0,4518
14.Normalverteilung
Antwort: x = 52,18 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) = 0,1 → z = −1,282
Zurück zu x
x = 65 + −1,282·10 = 52,18 Punkte
Antwort
x = 52,18 Punkte
15.Konfidenzintervalle
Antwort: obere Grenze = 107,6
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 = 20, t = 2,086
Fehlermarge
E = 2,086·10/√21 = 4,552
Intervall
103 ± 4,552 → [98,45, 107,6]
Antwort
obere Grenze = 107,6
16.Konfidenzintervalle
Antwort: σ = 4,961 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 = 10·7,1² = 504,1
Grenzen für σ²
504,1/20,483 = 24,61
504,1/3,247 = 155,3
Grenze für σ
σ = √24,61 = 4,961 µm
Antwort
σ = 4,961 µm
95-%-Intervall für σ: [4,961, 12,46] µm.
17.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: t = 1,696
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 = 5/√64 = 5/8 = 0,625
Teststatistik
t = (76,06 − 75)/0,625 = 1,696
Antwort
t = 1,696
t0,025; df = 63 = 1,998
|t| < 1.998, also wird H₀ auf dem 5-%-Niveau (zweiseitig) nicht verworfen.
18.Hypothesentests & Konfidenzintervalle
Antwort: L = 41,27
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).
Fehlermarge
E = 2,576·15/√64 = 4,83
Intervallgrenze
L = 46,1 − 4,83 = 41,27
Antwort
L = 41,27
19.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: r² = 0,9425
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 = 27/6 = 4,5
ȳ = 355/6 = 59,17
Quadrat- und Produktsummen
Sxx = Σ(x − x̄)² = 17,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 105,5
Syy = Σ(y − ȳ)² = 674,8
Bestimmtheitsmaß
r² = 105,5²/(17,5·674,8) = 0,9425
Antwort
r² = 0,9425
Etwa 94,25 % der Streuung von y werden durch die Gerade erklärt.
20.Lineare Regression und Korrelation
Antwort: ŷ = 63,09
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 = 528/6 = 88
Quadrat- und Produktsummen
Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 436
Regressionsgerade
b = 436/70 = 6,229
a = 88 − 6,229·7 = 44,4
ŷ = 44,4 + 6,229·x
Vorhersage
ŷ = 44,4 + 6,229·3 = 63,09
Antwort
ŷ = 63,09
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