CFA Level I 定量方法与固定收益练习:速成包

公式表、每个专题的关键方法步骤和 20 道练习题,完整解答附在最后。

新题目返回课程

在打印窗口中选择“另存为 PDF”,即可在设备上保存一份副本。

1公式与方法

货币的时间价值

终值
FV = PV·(1 + i)n
现值
PV = FV/(1 + i)n
每年多个计息期
i = r/m, N = m·n
年金现值
PV = PMT·[1 − (1 + i)−n]/i
年金终值
FV = PMT·[(1 + i)n − 1]/i

方法

  1. 画出时间轴,标出每笔现金流及其发生时间。
  2. 利率要与计息期匹配:按月付款用月利率。
  3. 单笔金额用 FV = PV·(1 + i)ⁿ,等额付款用年金公式。
  4. 检查答案的符号和数量级。

NPV 与 IRR

净现值
NPV = −C0 + Σ CFt/(1 + r)t
等额现金流
NPV = −C0 + CF·[1 − (1 + r)−n]/r
内部收益率
使 NPV = 0 的 r
决策
NPV > 0(或 IRR > 要求收益率)时接受

方法

  1. 列出所有现金流及其年份;第 0 年的投资为负。
  2. 对每笔现金流折现:CFt/(1 + r)t。
  3. 求和得到 NPV。为正表示项目收益率高于 r。
  4. 求 IRR 时,用试算或插值找出使 NPV 为零的利率。

债券定价与收益率

债券价格
P = C·(1 − (1 + y)−n)/y + F/(1 + y)n
半年付息
C/2、y/2 和 2n 期
当期收益率
C/P
价格与收益率
收益率上升 → 价格下降

方法

  1. 求每期票息和每期收益率。
  2. 价格 = 票息的现值(年金)+ 面值的现值。
  3. 半年付息时,票息减半、收益率减半、期数加倍。
  4. 检验:若收益率高于票面利率,价格低于面值。

CAPM 与 WACC

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

描述统计

平均数
x̄ = Σx/n
样本标准差
s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
中位数
排序后数据的中间值
z 分数
z = (x − μ)/σ
正态分布
68% 落在 ±1σ 内,95% 落在 ±2σ 内

概率

补事件
P(not A) = 1 − P(A)
加法公式
P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B)
独立事件
P(A ∩ B) = P(A)·P(B)
条件概率
P(A|B) = P(A ∩ B)/P(B)
二项分布
P(X = k) = C(n,k)·pk(1 − p)n−k

正态分布

z 分数
z = (x − μ)/σ
小于 x
P(X < x) = Φ(z)
大于 x
P(X > x) = 1 − Φ(z)
介于两者之间
Φ(z2) − Φ(z1)
百分位数
x = μ + z·σ

方法

  1. 把数值换算为 z 分数:z = (x − μ)/σ。
  2. 查 Φ(z),即 z 左侧的面积。
  3. 右侧面积用 1 − Φ(z);区间面积用两个左侧面积相减。
  4. 求百分位数时反向计算:先由面积求 z,再求 x = μ + z·σ。

置信区间

σ 已知
x̄ ± z·σ/√n
σ 未知
x̄ ± t·s/√n, df = n − 1
临界 z 值
90%: 1.645, 95%: 1.96, 99%: 2.576
样本量
n = (z·σ/E)², rounded up

方法

  1. 在 z(已知总体 σ)和 t(只有样本 s,自由度为 n − 1)之间作出选择。
  2. 求该置信水平下的临界值。
  3. 误差限:E = 临界值 × 标准差/√n。
  4. 区间:x̄ ± E。

假设检验与置信区间

均值的 z 检验
z = (x̄ − μ0)/(σ/√n)
均值的 t 检验
t = (x̄ − μ0)/(s/√n), df = n − 1
5% 双侧
若 |z| > 1.96 则拒绝 H0
置信区间
x̄ ± z·σ/√n

方法

  1. 写出 H₀ 和 H₁,并确定是单侧检验还是双侧检验。
  2. 计算检验统计量:(x̄ − μ₀)/(σ/√n),或者用 s 和 t。
  3. 与临界值比较,或求出 p 值。
  4. 若统计量超出临界值(p 小于 α),则拒绝 H₀,并用文字写出结论。

线性回归与相关

平方和
Sxx = Σ(x − x̄)² = Σx² − (Σx)²/n, Sxy = Σxy − ΣxΣy/n
斜率
b = Sxy/Sxx
截距
a = ȳ − b·x̄
相关系数
r = Sxy/√(SxxSyy)
残差
e = y − ŷ

2练习题

1.货币的时间价值中等
年01234PV = ?€20 000

你在 4 年后需要 €20 000。某账户年利率 4%,按月复利。今天需要存入多少?求现值 PV。

FV = €20 0004% / 12n = 4
PV = €
2.货币的时间价值困难
月0123…84€100€100€100FV = ?

你在 7 年内每月月末存入 €100。账户年利率 6%,按月复利。期末共存了多少?求 FV。

A = €1006% / 12N = 84
FV = €
3.NPV 与 IRR中等
年01234−60 00025 00023 00029 00014 000

一项 €60 000 的投资在第 1 年至第 4 年年末带来以下现金流:€25 000, €23 000, €29 000, €14 000。资本成本为 12%。求净现值 NPV。

r = 12%CF0 = −60 000CF1 = 25 000CF2 = 23 000CF3 = 29 000CF4 = 14 000
NPV = €
4.NPV 与 IRR困难
年0123456−80 00012 000+4%+4%+4%+4%+4%r = 12%, NPV = ?

一个项目今天需投入 €80 000。其现金流在第 1 年年末为 €12 000,之后每年增长 4%,直到第 6 年年末的最后一笔现金流。资本成本为 12%。求净现值 NPV。

C0 = €80 000CF1 = €12 000g = 4%n = 6r = 12%
NPV = €
5.债券定价与收益率中等
年01234567€1 085C = ?C = ?C = ? + €1 000

一只面值为 €1 000 的债券在 7 年后到期,每年付息。到期收益率为 5.5% 时其售价为 €1 085。求票面利率 c,以百分比表示。

F = €1 000n = 7P = €1 085YTM = 5.5%
c = %
6.债券定价与收益率困难

一只债券的交易价格为 €1 060,到期收益率为 5%(按年复利),麦考利久期为 4.7 年。如果收益率下降 25 个基点,用修正久期估计新价格 P。

P0 = €1 060y = 5%D = 4.7Δy = −25 bp
P = €
7.CAPM 与 WACC中等
βr (%)SMLrf​ = 1%β = 1rm​ = ?β = 1.25re​ = 7.25%

一只贝塔为 1.25 的股票要求回报为 7.25%。无风险利率为 1%。CAPM 隐含的预期市场回报 rm 是多少?

β = 1.25re = 7.25%rf = 1%
rm = %
8.CAPM 与 WACC困难
rf​ = 3.5%, rm​ − rf​ = 5%D/E = 0.4所有者权益βL​ = 0.9债务D/E = 1.5所有者权益re​ = ?债务T = 30%

一家公司股票在当前负债权益比 0.4 下的贝塔为 0.9。公司计划把负债权益比提高到 1.5。税率为 30%,无风险利率为 3.5%,市场风险溢价为 5%。求变化后的股权资本成本 re。

βL = 0.9D/E1 = 0.4D/E2 = 1.5T = 30%rf = 3.5%rm − rf = 5%
re = %
9.描述统计中等
152025303540455055

求数据的样本标准差 s:11, 18, 26, 56, 54, 18, 57。

n = 7
s =
10.描述统计困难
z −2−1012

考试成绩服从正态分布,平均数为 70,标准差为 8。求成绩 73.2 的 z 分数 z。

μ = 70σ = 8x = 73.2
z =
11.概率中等
xp(x)00.310.3520.35μ = 1.05

对图中的分布,求 X 的标准差 σ。

x: 0, 1, 2p(x): 0.3, 0.35, 0.35
σ =
12.概率困难
n = 8, p = 0.4: P(X = 3) = ?k012345678

一份测试有 8 道选择题。一名靠猜的学生每题答对的概率为 0.4,相互独立。恰好答对 3 题的概率 P 是多少?

n = 8p = 0.4k = 3
P =
13.正态分布中等
−3−2−10123z−z 与 z 之间的阴影面积 = 0.8385

拖动 z,使标准正态曲线下 −z 与 z 之间的阴影面积为 0.8385。求 z,保留两位小数。

A = 0.8385
z =
14.正态分布困难
380420460500540580620h底部 20%

电池寿命 服从正态分布,均值为 500 h,标准差为 40 h。拖动截断值,使阴影的后 20% 位于其左侧。求截断值 x。

μ = 500 hσ = 40 h20%
x = h
15.置信区间中等
n = 9, s = 18.5LUx̄ = 55E = ?90%

一个包含 9 个个体的样本,均值为 55,标准差 s = 18.5。总体近似服从正态分布。 求均值的 90% 置信区间的误差范围 E。

n = 9x̄ = 55s = 18.590%t(8) = 1.86
E =
16.置信区间困难
p = 0.5, n = ?p̂ − Ep̂ + Ep̂E = 0.0399%

事先对缺陷产品的比例一无所知。 必须检验多少件产品 n,才能使比例的 99% 置信区间的误差范围不超过 0.03?

p = 0.5E = 0.0399%
n =
17.假设检验与置信区间中等
t −2.01102.011

49 名学生的样本平均分为 97,样本标准差为 15。求 H₀: μ = 100 的检验统计量 t。

μ₀ = 100x̄ = 97s = 15n = 49
t =
18.假设检验与置信区间困难
−1.961.96z = ?

在一项试验中,接受治疗 A 的 150 名患者中有 98 人康复,接受治疗 B 的 120 名患者中有 84 人康复。用合并比例求 H₀: p₁ = p₂ 的检验统计量 z。

x₁ = 98n₁ = 150x₂ = 84n₂ = 120
z =
19.线性回归与相关中等
xy2114146218291035xy510102030

表中给出 5 对观测值 x = 荷载 (kN) 和 y = 伸长量 (mm)。 求最小二乘直线的决定系数 r²。

n = 5
r² =
20.线性回归与相关困难
xy351454559666771884xy4686080x = 5.5

表中给出 6 对观测值 x = 广告支出 (k€) 和 y = 销售额 (k€)。 使用最小二乘直线 ŷ = a + b·x。 预测 x = 5.5 时的 ŷ。

n = 6x = 5.5
ŷ =

3溶液

1.货币的时间价值

答案: PV = 17047 €

货币的时间价值:今天的钱比日后同样数额的钱更值钱,因为它能赚取利息。每期利率为 i 时,金额按 FV = PV·(1 + i)n 增长。一系列等额付款(年金)的价值是把每笔付款加起来,由此得到年金公式。

利率和期数

i = 0.04/12 = 0.003333
N = 12·4 = 48

现值

PV = FV/(1 + i)N = 20 000/1.173 = €17 047.41

答案

PV = €17 047.41
2.货币的时间价值

答案: FV = 10407 €

货币的时间价值:今天的钱比日后同样数额的钱更值钱,因为它能赚取利息。每期利率为 i 时,金额按 FV = PV·(1 + i)n 增长。一系列等额付款(年金)的价值是把每笔付款加起来,由此得到年金公式。

月利率和存款次数

i = 0.06/12 = 0.005
N = 12·7 = 84

存款的终值

FV = A·((1 + i)N − 1)/i = 100·(1.52 − 1)/0.005 = €10 407.39

答案

FV = €10 407.39

你自己存入了 €8 400;其余是利息。

3.NPV 与 IRR

答案: NPV = 10196 €

净现值:以要求回报率 r 把每笔现金流折现到今天,然后相加:NPV = Σ CFₜ/(1 + r)ᵗ。NPV > 0 的项目收益高于 r,创造价值。内部收益率(IRR)是使 NPV = 0 的利率。

各笔现金流的现值

CF0 = −60 000
CF1/(1 + 0.12)1 = 25 000/1.12 = 22 321.43
CF2/(1 + 0.12)2 = 23 000/1.254 = 18 335.46
CF3/(1 + 0.12)3 = 29 000/1.405 = 20 641.63
CF4/(1 + 0.12)4 = 14 000/1.574 = 8 897.25

相加

NPV = €10 195.77

答案

NPV = €10 195.77

NPV 为正,因此项目收益高于要求回报率。

4.NPV 与 IRR

答案: NPV = −26157 €

净现值:以要求回报率 r 把每笔现金流折现到今天,然后相加:NPV = Σ CFₜ/(1 + r)ᵗ。NPV > 0 的项目收益高于 r,创造价值。内部收益率(IRR)是使 NPV = 0 的利率。

增长型年金的现值

((1.04)/(1.12))6 = 0.641
PV = 12 000/(0.12 − 0.04)·(1 − 0.641) = 53 842.50

NPV

NPV = 53 842.50 − 80 000 = −€26 157.50

答案

NPV = −€26 157.50

NPV 为负,因此项目收益低于要求回报率。

5.债券定价与收益率

答案: c = 6.996 %

债券定价:债券价格是其现金流按到期收益率(YTM)折现后的现值:各期票息构成一笔年金,面值在到期时偿还。P = C·(1 − (1 + y)⁻ⁿ)/y + F/(1 + y)ⁿ。收益率高于票面利率时,债券以低于面值的价格交易;反之则高于面值。

面值的现值

1000·(1 + 0.055)−7 = €687.44

票息

C = (1085 − 687.44)/5.683 = €69.96

票面利率

c = 69.96/1000 = 6.996%

答案

c = 6.996%
6.债券定价与收益率

答案: P = 1072 €

久期:麦考利久期是债券支付各笔现金流的加权平均时间,以各笔现金流的现值为权重:D = Σ t·PVₜ/P。修正久期 D/(1 + y) 用于估计收益率小幅变化时价格变化的百分比:%ΔP ≈ −Dmod·Δy。

修正久期

Dmod = 4.7/1.05 = 4.476

估计的价格变化

%ΔP ≈ −4.476·(−0.0025) = 1.119%
P ≈ 1060·(1 + 0.01119) = €1 071.86

答案

P = €1 071.86

久期是线性估计;收益率变化较大时,凸性会使实际价格略高一些。

7.CAPM 与 WACC

答案: rm = 6 %

资本成本:CAPM 给出股东要求的回报率:re = rf + β·(rm − rf)。加权平均资本成本按市场价值对股权和债务加权:WACC = E/V·re + D/V·rd·(1 − T),其中 V = E + D。利息可在税前扣除,因此有 (1 − T)。

市场风险溢价

rm − rf = (7.25% − 1%)/1.25 = 5%

市场回报

rm = 1% + 5% = 6%

答案

rm = 6%
8.CAPM 与 WACC

答案: re = 10.71 %

有杠杆贝塔(哈马达公式):负债使股权风险增大。βL = βU·(1 + (1 − T)·D/E),其中 βU 是无负债时业务的贝塔。要把贝塔转换到另一种资本结构,先去杠杆,再按新的 D/E 加杠杆。

对贝塔去杠杆

βU = 0.9/(1 + 0.7·0.4) = 0.7031

按新的 D/E 重新加杠杆

βL = 0.7031·(1 + 0.7·1.5) = 1.441

股权成本(CAPM)

re = 3.5% + 1.441·5% = 10.71%

答案

re = 10.71%
9.描述统计

答案: s = 20.48

描述统计:平均数是总和除以 n;中位数是排序后数据的中间值(n 为偶数时取中间两个数的平均)。样本标准差 s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))。z 分数 z = (x − μ)/σ 表示某个值离平均数多少个标准差。

平均数

x̄ = 240/7 = 34.29

离差平方

Σ(x − x̄)² = (−23.29)² + (−16.29)² + (−8.286)² + 21.71² + 19.71² + (−16.29)² + 22.71² = 2517

标准差

s = √(2517/6) = 20.48

答案

s = 20.48
10.描述统计

答案: z = 0.4

描述统计:平均数是总和除以 n;中位数是排序后数据的中间值(n 为偶数时取中间两个数的平均)。样本标准差 s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))。z 分数 z = (x − μ)/σ 表示某个值离平均数多少个标准差。

标准化

z = (73.2 − 70)/8 = 0.4

答案

z = 0.4
11.概率

答案: σ = 0.8047

离散随机变量:概率分布列出变量能取的每个值 x 及其概率 p(x);概率介于 0 和 1 之间,且总和为 1。期望值(均值)是 E(X) = Σx·p(x),即长期平均值。方差为 Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ²,标准差为 σ = √Var(X)。对线性变换 Y = aX + b:E(Y) = a·E(X) + b,Var(Y) = a²·Var(X),σY = |a|·σX;加上常数不会改变离散程度。

平均数

μ = 0·0.3 + 1·0.35 + 2·0.35 = 1.05

平方的均值

E(X²) = 0·0.3 + 1·0.35 + 4·0.35 = 1.75

方差

Var(X) = 1.75 − 1.05² = 0.6475
σ = √0.6475 = 0.8047

答案

σ = 0.8047
12.概率

答案: P = 0.2787

概率:在等可能结果下,P(A) = 有利结果数/总数。独立事件相乘:P(A 且 B) = P(A)·P(B)。补事件常常有用:P(至少一个) = 1 − P(一个都没有)。二项分布:在 n 次独立试验中,成功概率为 p,P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ。

二项分布公式

P(X = 3) = 56·0.43·0.65 = 56·0.064·0.07776 = 0.2787

答案

P = 0.2787
13.正态分布

答案: z = 1.4

由面积反求 z:Φ(z) 是 z 左侧的面积。对于左尾面积 A,在表中找出使 Φ(z) = A 的 z。右尾面积 A 意味着 Φ(z) = 1 − A。−z 与 z 之间的中间面积 A 使每个尾部剩下 (1 − A)/2,所以 Φ(z) = (1 + A)/2。对于数值 x,用 x = μ + zσ。

z 左侧的面积

Φ(z) = (1 + 0.8385)/2 = 0.9192

反向查 z 表

在表中找到 0.9192,读出 z。

z = 1.40

答案

z = 1.40
14.正态分布

答案: x = 466 h

由面积反求 z:Φ(z) 是 z 左侧的面积。对于左尾面积 A,在表中找出使 Φ(z) = A 的 z。右尾面积 A 意味着 Φ(z) = 1 − A。−z 与 z 之间的中间面积 A 使每个尾部剩下 (1 − A)/2,所以 Φ(z) = (1 + A)/2。对于数值 x,用 x = μ + zσ。

左侧的面积

Φ(z) = 0.2

由表得到的 z

z ≈ −0.84

回到原来的单位

x = 500 − 0.84·40 = 466 h

答案

x = 466 h
15.置信区间

答案: E = 11.47

均值的置信区间:x̄ ± 误差范围。总体 σ 已知时,误差范围为 z·σ/√n;只有样本标准差 s 时,用自由度为 n − 1 的 t:t·s/√n。临界值:z = 1.645(90%)、1.96(95%)、2.576(99%)。要使误差范围不超过 E,需要 n ≥ (z·σ/E)²,并向上取整。

临界值

df = n − 1 = 8, t = 1.86

误差范围

E = 1.86·18.5/√9 = 11.47

答案

E = 11.47
16.置信区间

答案: n = 1844

Confidence interval for a proportion: p̂ ± z·√(p̂(1 − p̂)/n), where p̂ = x/n. To reach a margin E you need n ≥ z²·p(1 − p)/E², rounded up; without a prior estimate use p = 0.5, which gives the largest n.

解出 n

n = 2.576²·0.5·0.5/0.03² = 1843

向上取整

n = 1844

答案

n = 1844
17.假设检验与置信区间

答案: t = −1.4

均值检验:检验统计量衡量样本均值离 H₀ 所声称的值有多少个标准误:σ 已知时 z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n),由样本估计时 t = (x̄ − μ₀)/(s/√n)。置信区间为 x̄ ±(临界值)·(标准误)。

标准误

SE = 15/√49 = 15/7 = 2.143

检验统计量

t = (97 − 100)/2.143 = −1.4

答案

t = −1.4
t0.025; df = 48 = 2.011

|t| < 2.011,所以在 5% 水平下不拒绝 H₀(双侧)。

18.假设检验与置信区间

答案: z = −0.8129

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.

样本比例

p̂₁ = 98/150 = 0.6533
p̂₂ = 84/120 = 0.7
p̂ = 182/270 = 0.6741

H₀ 下的标准误

SE = √(0.6741·0.3259·(1/150 + 1/120)) = 0.05741

检验统计量

z = (0.6533 − 0.7)/0.05741 = −0.8129

答案

z = −0.8129

|z| < 1.96,所以在 5% 水平下不拒绝 H₀(双侧)。

19.线性回归与相关

答案: r² = 0.9824

最小二乘回归:设 x̄ 和 ȳ 为均值,Sxx = Σ(x − x̄)²,Syy = Σ(y − ȳ)²,Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ),则直线 ŷ = a + b·x 的斜率 b = Sxy/Sxx,截距 a = ȳ − b·x̄,因此它总是通过 (x̄, ȳ)。皮尔逊相关系数 r = Sxy/√(Sxx·Syy) 介于 −1 与 1 之间;r² 是 y 的变异中能被该直线解释的比例。

均值

x̄ = 30/5 = 6
ȳ = 110/5 = 22

平方和与乘积和

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 126
Syy = Σ(y − ȳ)² = 404

决定系数

r² = 126²/(40·404) = 0.9824

答案

r² = 0.9824

y 的变异中约有 98.24% 可由该直线解释。

20.线性回归与相关

答案: ŷ = 64.17

最小二乘回归:设 x̄ 和 ȳ 为均值,Sxx = Σ(x − x̄)²,Syy = Σ(y − ȳ)²,Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ),则直线 ŷ = a + b·x 的斜率 b = Sxy/Sxx,截距 a = ȳ − b·x̄,因此它总是通过 (x̄, ȳ)。皮尔逊相关系数 r = Sxy/√(Sxx·Syy) 介于 −1 与 1 之间;r² 是 y 的变异中能被该直线解释的比例。

均值

x̄ = 33/6 = 5.5
ȳ = 385/6 = 64.17

平方和与乘积和

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17.5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 111.5

回归直线

b = 111.5/17.5 = 6.371
a = 64.17 − 6.371·5.5 = 29.12
ŷ = 29.12 + 6.371·x

预测

ŷ = 29.12 + 6.371·5.5 = 64.17

答案

ŷ = 64.17

本内容为独立练习材料。ExamProblems 与该考试的主办机构没有隶属关系,也未获其认可,考试名称仅用于描述内容。 CFA® and Chartered Financial Analyst® 是 CFA Institute 的商标,该机构与 ExamProblems 无关,不为其背书,也不保证其准确性。

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