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0123€20 000FV = ?

你以名义年利率 3% 投资 €20 000,按月复利。求 3 年后的投资价值 FV。

PV = €20 0003% / 12n = 3
FV = €
2.货币的时间价值困难
月0123…216€300€300€300FV = ?

你在 18 年内每月月末存入 €300。账户年利率 3%,按月复利。期末共存了多少?求 FV。

A = €3003% / 12N = 216
FV = €
3.NPV 与 IRR中等
年012345−50 00013 50013 50013 50013 50013 500

一个项目今天需投入 €50 000,在 5 年内每年年末回报 €13 500。资本成本为 8%。假设现金流在每年内均匀流入。求折现回收期 DPB,以年表示。

r = 8%CF0 = −50 000CF1 = 13 500CF2 = 13 500CF3 = 13 500CF4 = 13 500CF5 = 13 500
DPB = 年
4.NPV 与 IRR困难
年0123−25 00010 00016 50010 500

某项目投入 €25 000,在第 1 年至第 3 年年末每年回收 €10 000, €16 500, €10 500。求其内部收益率 IRR(百分数)。

CF0 = −25 000CF1 = 10 000CF2 = 16 500CF3 = 10 500
IRR = %
5.债券定价与收益率中等
半年0123…16€40€40€40 + €1 000P = ?

一张面值为 €1 000 的债券,年票面利率为 8%,每半年付息一次,8 年后到期。到期收益率为每年 4%。 求该债券的价格 P。

F = €1 000票面利率 = 8%YTM = 4%n = 8
P = €
6.债券定价与收益率困难
年0123€1 055€50€50 + €1 000

一张面值为 €1 000、年票面利率为 5% 的债券 3 年后到期,售价为 €1 055。求其到期收益率 YTM,以百分比表示。

F = €1 000票面利率 = 5%n = 3P = €1 055
YTM = %
7.CAPM 与 WACC中等
WACC = 8.4%所有者权益€3 000 000re​ = ?债务€3 000 000rd​ = 4%T = 30%

一家公司的股权价值为 €3 000 000,债务价值为 €3 000 000。其 WACC 为 8.4%,税前债务成本为 4%,税率为 30%。求股权资本成本 re。

E = €3 000 000D = €3 000 000WACC = 8.4%rd = 4%T = 30%
re = %
8.CAPM 与 WACC困难
WACC = ?所有者权益2 500 000 × €11.00β = 1.2rf​ = 4%, rm​ = 10%债务40 000 × €1 050rd​ = 7%T = 25.8%

某公司有2 500 000 股、每股 €11.00 的股票,以及 40 000 张、每张市价 €1 050 的债券。税前债务成本为 7%,税率为 25.8%。股票的 β 系数为 1.2,无风险利率为 4%,市场回报率为 10%。求 WACC。

β = 1.2rf = 4%rm = 10%rd = 7%T = 25.8%
WACC = %
9.描述统计中等
25303540455055

求数据的样本标准差 s:23, 23, 38, 42, 57, 27。

n = 6
s =
10.描述统计困难
z −2−1012

某量服从正态分布,平均数为 70,标准差为 5。数值高于 65 的比例 P 是多少?

μ = 70σ = 5x = 65
P =
11.概率中等
P(至少一个六点) = ??1?2?3?4?5?6?7每次掷出 P(六点) = 1/6

一颗均匀骰子掷 7 次。至少掷出一次六点的概率 P 是多少?

n = 7
P =
12.概率困难
€p(x)−50.85150.1450.05

一局游戏的参与费用为 €5。你以概率 0.1 赢得 €20,以概率 0.05 赢得 €50;其余情况什么也赢不到。赌注不退还。求每局的期望净收益 E(G)。

赌注 = €5€20: p = 0.1€50: p = 0.05
E(G) = €
13.正态分布中等
26.337.1P = ?

配送时间服从正态分布,均值为 32 min,标准差为 6 min。介于 26.3 和 37.1 min 之间的比例是多少?P 以小数表示。

μ = 32σ = 6x1 = 26.3x2 = 37.1
P =
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
μ₁ − μ₂0LU = ?x̄₁ − x̄₂E95%

比较两种手机型号的电池续航时间。型号 1:60 部手机,均值 48 h,已知标准差 10 h。型号 2:60 部手机,均值 43.5 h,已知标准差 20 h。 求 μ₁ − μ₂ 的 95% 置信区间的上限。

n₁ = 60x̄₁ = 48 hσ₁ = 10 hn₂ = 60x̄₂ = 43.5 hσ₂ = 20 h95%
上限 = h
16.置信区间困难
p ≈ 0.2, n = ?p̂ − Ep̂ + Ep̂E = 0.0590%

一项预研究表明,约有 0.2 的产品有缺陷。 必须检验多少件产品 n,才能使比例的 90% 置信区间的误差范围不超过 0.05?

p ≈ 0.2E = 0.0590%
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 121.7,样本标准差为 4。求 H₀: μ = 120 的检验统计量 t。

μ₀ = 120x̄ = 121.7s = 4n = 49
t =
18.假设检验与置信区间困难
H₀H₁μ₀x̄cμ₀ + 4α = 0.05βσ = 17, 功效 90%, n = ?

在 α = 0.05 下的单侧 z 检验,必须以 90% 的功效检测出均值 4 个单位的偏移。标准差为 17。求最小样本量 n。

α = 0.05功效 = 90%δ = 4σ = 17zα = 1.645zβ = 1.282
n =
19.线性回归与相关中等
xy16341934225425572868xy20254060

表中给出 5 对观测值 x = 温度 (°C) 和 y = 冰淇淋销量。 求皮尔逊相关系数 r。

n = 5
r =
20.线性回归与相关困难
xy240345449551659xy246405060ŷ = 47

表中给出 5 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。 x 取何值 x 时,直线预测 ŷ = 47?

n = 5ŷ = 47
x =

3溶液

1.货币的时间价值

答案: FV = 21881 €

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 = r/m = 0.03/12 = 0.0025
N = m·n = 12·3 = 36

终值

FV = 20 000·(1 + 0.0025)36 = 20 000·1.094 = €21 881.03

答案

FV = €21 881.03
2.货币的时间价值

答案: FV = 85782 €

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 = 0.03/12 = 0.0025
N = 12·18 = 216

存款的终值

FV = A·((1 + i)N − 1)/i = 300·(1.715 − 1)/0.0025 = €85 782.10

答案

FV = €85 782.10

你自己存入了 €64 800;其余是利息。

3.NPV 与 IRR

答案: DPB = 4.575 年

回收期:累计现金流收回初始投资所需的时间。假定每年的现金在年内均匀流入,所以最后一段是一年中的一部分。简单回收期忽略货币的时间价值;折现回收期则使用折现后的现金流。

折现现金流和累计现金流

年份 1: 13 500/1.08 = 12 500.00 → Σ = 12 500.00
年份 2: 13 500/1.166 = 11 574.07 → Σ = 24 074.07
年份 3: 13 500/1.26 = 10 716.74 → Σ = 34 790.81
年份 4: 13 500/1.36 = 9 922.90 → Σ = 44 713.71
年份 5: 13 500/1.469 = 9 187.87 → Σ = 53 901.59

最后一年的分数

DPB = 4 + 5 286.29/9 187.87 = 4.575

答案

DPB = 4.575 年

折现回收期总是长于简单回收期(3.704 年)。

4.NPV 与 IRR

答案: IRR = 22.17 %

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。

夹逼 IRR

利率上升时 NPV 下降,所以 IRR 介于 NPV 为正的利率和 NPV 为负的利率之间。

NPV(20%) = 868.06
NPV(25%) = −1 064.00

缩小范围

线性插值给出初步估计;反复插值(或使用计算器的 IRR 功能)可得到精确利率。

IRR ≈ 20 + 5·868.06/(868.06 − (−1 064.00)) = 22.25%
精确: NPV(22.17%) = 0 → IRR = 22.17%

答案

IRR = 22.17%
5.债券定价与收益率

答案: P = 1272 €

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。

每期

C = €40.00, i = 0.02, N = 16

票息的现值

€40.00·(1 − 0.7284)/0.02 = €543.11

面值的现值

€1 000·0.7284 = €728.45

价格

P = €1 271.55

答案

P = €1 271.55

收益率低于票面利率,所以债券溢价出售。

6.债券定价与收益率

答案: YTM = 3.054 %

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。

收益率方程

€1 055 = €50·(1 − (1 + y)⁻³)/y + €1 000/(1 + y)³

数值求解

P(3%) = €1 056.57, P(4%) = €1 027.75
YTM = 3.054%

答案

YTM = 3.054%
7.CAPM 与 WACC

答案: re = 14 %

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)。

权重

V = €6 000 000, E/V = 0.5, D/V = 0.5

WACC 中的债务部分

0.5·4%·(1 − 0.3) = 1.4%

股权成本

re = (8.4% − 1.4%)/0.5 = 14%

答案

re = 14%
8.CAPM 与 WACC

答案: WACC = 7.57 %

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)。

市场价值

E = 2 500 000·€11.00 = €27 500 000
D = 40 000·€1 050 = €42 000 000

股权成本(CAPM)

re = 4% + 1.2·6% = 11.2%

权重

V = €69 500 000, E/V = 0.3957, D/V = 0.6043

WACC

WACC = 0.3957·11.2% + 0.6043·7%·(1 − 0.258) = 7.57%

答案

WACC = 7.57%
9.描述统计

答案: s = 13.37

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 = 210/6 = 35

离差平方

Σ(x − x̄)² = (−12)² + (−12)² + 3² + 7² + 22² + (−8)² = 894

标准差

s = √(894/5) = 13.37

答案

s = 13.37
10.描述统计

答案: P = 0.8413

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 = −1

标准正态分布表

Φ(−1) = 0.1587
P = 1 − 0.1587 = 0.8413

答案

P = 0.8413
11.概率

答案: P = 0.7209

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。

补事件

P(没有六点) = (5/6)7 = 0.2791
P = 1 − 0.2791 = 0.7209

答案

P = 0.7209
12.概率

答案: E(G) = −0.5 €

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。

净结果

G: 15 (p = 0.1), 45 (p = 0.05), −5 (p = 0.85)

期望值

E(G) = 15·0.1 + 45·0.05 − 5·0.85 = −0.5 €

答案

E(G) = −0.5 €

负值表示平均而言你会亏钱。

13.正态分布

答案: P = 0.6313

正态分布:把数值 x 换算成 z 分数 z = (x − μ)/σ,它表示离均值有多少个标准差。z 表(或 Φ(z))给出 z 左侧的面积,即 P(X < x)。右侧面积为 1 − Φ(z),两个值之间的面积等于它们左侧面积之差。

z 分数

z₁ = (26.3 − 32)/6 = −0.95
z₂ = (37.1 − 32)/6 = 0.85

中间面积

P = Φ(0.85) − Φ(−0.95) = 0.8023 − 0.1711 = 0.6313

答案

P = 0.6313
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: 上限 = 10.16 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.

点估计

x̄₁ − x̄₂ = 48 − 43.5 = 4.5

标准误

SE = √(10²/60 + 20²/60) = 2.887

误差范围

E = 1.96·2.887 = 5.658

区间

4.5 ± 5.658 → [−1.158, 10.16]

答案

上限 = 10.16 h

区间包含 0,所以数据没有显示出显著差异。

16.置信区间

答案: n = 174

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 = 1.645²·0.2·0.8/0.05² = 173.2

向上取整

n = 174

答案

n = 174
17.假设检验与置信区间

答案: t = 2.975

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 = 4/√49 = 4/7 = 0.5714

检验统计量

t = (121.7 − 120)/0.5714 = 2.975

答案

t = 2.975
t0.025; df = 48 = 2.011

|t| > 2.011,所以在 5% 水平下拒绝 H₀(双侧)。

18.假设检验与置信区间

答案: n = 155

检验的样本量:在水平 α 下的单侧 z 检验中,要以功效 1 − β 检测出真实偏移 δ,标准误必须满足 δ = (z_α + z_β)·σ/√n,所以 n = ((z_α + z_β)·σ/δ)²,向上取整。

解出 n

n = ((1.645 + 1.282)·17/4)² = 154.7

向上取整

n = 155

答案

n = 155
19.线性回归与相关

答案: r = 0.9597

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 = 110/5 = 22
ȳ = 247/5 = 49.4

平方和与乘积和

Sxx = Σ(x − x̄)² = 90
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 273
Syy = Σ(y − ȳ)² = 899.2

相关系数

r = 273/√(90·899.2) = 0.9597

答案

r = 0.9597
20.线性回归与相关

答案: x = 3.591

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 = 20/5 = 4
ȳ = 244/5 = 48.8

平方和与乘积和

Sxx = Σ(x − x̄)² = 10
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 44

回归直线

b = 44/10 = 4.4
a = 48.8 − 4.4·4 = 31.2
ŷ = 31.2 + 4.4·x

解出 x

x = (47 − 31.2)/4.4 = 3.591

答案

x = 3.591

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