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
期数0123411 + EAR = ?24% / 4

一张信用卡的名义年利率为 24%,按季度复利。求实际年利率 EAR,以百分比表示。

r = 24%m = 4
EAR = %
2.货币的时间价值困难
月0123…84A?AA€20 000

你希望在 7 年后得到 €20 000。你在每月月末把相同的金额存入一个年利率 4.2%、按月复利的账户。求每月存款额 A。

FV = €20 0004.2% / 12N = 84
A = €
3.NPV 与 IRR中等
年0123456−60 00022 00022 00022 00022 00022 00022 000

一个项目今天需投入 €60 000,在 6 年内每年年末回报 €22 000。资本成本为 10%。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 = 10%CF0 = −60 000CF1 = 22 000CF2 = 22 000CF3 = 22 000CF4 = 22 000CF5 = 22 000CF6 = 22 000
DPB = 年
4.NPV 与 IRR困难
年0123−20 0009 50010 50014 000

某项目投入 €20 000,在第 1 年至第 3 年年末每年回收 €9 500, €10 500, €14 000。求其内部收益率 IRR(百分数)。

CF0 = −20 000CF1 = 9 500CF2 = 10 500CF3 = 14 000
IRR = %
5.债券定价与收益率中等
半年0123…20€20€20€20 + €1 000P = ?

一张面值为 €1 000 的债券,年票面利率为 4%,每半年付息一次,10 年后到期。到期收益率为每年 3%。 求该债券的价格 P。

F = €1 000票面利率 = 4%YTM = 3%n = 10
P = €
6.债券定价与收益率困难
年012345€1 167€90€90€90 + €1 090

一只剩余期限为 13 年的债券(面值 €1 000,年票息 9%)售价 €1 167。发行人可在 5 年后以 €1 090 的赎回价格赎回。求赎回收益率 YTC,以百分比表示。

F = €1 000票面利率 = 9%P = €1 167赎回价格 = €1 090赎回时间 5 年
YTC = %
7.CAPM 与 WACC中等
WACC = ?所有者权益€10 000 000re​ = 13%债务€1 000 000rd​ = 4.5%T = 20%

某公司有价值 €10 000 000 的股权和价值 €1 000 000 的债务。其股权成本为 13%,税前债务成本为 4.5%,税率为 20%。求 WACC。

E = €10 000 000D = €1 000 000re = 13%rd = 4.5%T = 20%
WACC = %
8.CAPM 与 WACC困难
WACC = ?所有者权益5 000 000 × €53.00D0​ = €0.60g = 5%债务€132 500 000rd​ = 6%T = 25%

一家公司有 5 000 000 股股票,股价为 €53.00;其股权账面价值为 €79 500 000。公司刚支付了每股 €0.60 的股利,股利每年增长 5%。其债务市场价值为 €132 500 000,税前成本为 6%。税率为 25%。用股利增长模型计算股权资本成本,求 WACC。

N = 5 000 000P0 = €53.00股权账面价值 = €79 500 000D0 = €0.60g = 5%D = €132 500 000rd = 6%T = 25%
WACC = %
9.描述统计中等
15202530354045505560

求数据的样本标准差 s:36, 32, 60, 14, 36, 55。

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 500,标准差为 40。数值低于 516 的比例 P 是多少?

μ = 500σ = 40x = 516
P =
11.概率中等
xp(x)10.320.3530.2540.1μ = 2.15

对图中的分布,求 X 的方差 Var(X)。

x: 1, 2, 3, 4p(x): 0.3, 0.35, 0.25, 0.1
Var(X) =
12.概率困难
n = 9, p = 0.4: P(X = 4) = ?k0123456789

一份测试有 9 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 4 题的概率 P 是多少?

n = 9p = 0.4k = 4
P =
13.正态分布中等
242.5252.75P = ?

袋装重量服从正态分布,均值为 250 g,标准差为 5 g。介于 242.5 和 252.75 g 之间的比例是多少?P 以小数表示。

μ = 250σ = 5x1 = 242.5x2 = 252.75
P =
14.正态分布困难
μ = 65x = ?10%

考试成绩服从正态分布,均值为 65 分,标准差为 10 分。求数值 x,使得有 10% 的数据低于它(第 10 百分位数)。

μ = 65σ = 10P = 10%
x = 分
15.置信区间中等
n = 25, s = 1.5LUx̄ = 39E = ?95%

一个包含 25 个个体的样本,均值为 39,标准差 s = 1.5。总体近似服从正态分布。 求均值的 95% 置信区间的误差范围 E。

n = 25x̄ = 39s = 1.595%t(24) = 2.064
E =
16.置信区间困难
p = 0.5, n = ?p̂ − Ep̂ + Ep̂E = 0.0395%

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 95% 置信区间的误差范围不超过 0.03?

p = 0.5E = 0.0395%
n =
17.假设检验与置信区间中等
2.12p = ?

据称某总体的均值为 500;已知总体标准差为 20。一个含 25 个观测值的随机样本均值为 508.48。检验 H₀: μ = 500 对 H₁: μ > 500。求 p 值 p。

μ₀ = 500σ = 20n = 25x̄ = 508.48H₁: μ > μ₀
p =
18.假设检验与置信区间困难
H₀H₁μ₀x̄cμ₀ + 5α = 0.01βσ = 30, 功效 80%, n = ?

在 α = 0.01 下的单侧 z 检验,必须以 80% 的功效检测出均值 5 个单位的偏移。标准差为 30。求最小样本量 n。

α = 0.01功效 = 80%δ = 5σ = 30zα = 2.326zβ = 0.842
n =
19.线性回归与相关中等
xy2544676688871092xy5106080

表中给出 5 对观测值 x = 学习小时数 和 y = 考试成绩。 已给出它们的各项和。由这些和求皮尔逊相关系数 r。

n = 5Σx = 30Σy = 368Σx² = 220Σy² = 28062Σxy = 2400
r =
20.线性回归与相关困难
xy127225321419516611xy24610152025x = 5.5

表中给出 6 对观测值 x = 车龄(年) 和 y = 价格 (k€)。 使用最小二乘直线 ŷ = a + b·x。 新得到一个观测值 (5.5, 12)。求其残差 e = y − ŷ。

n = 6(5.5, 12)
e =

3溶液

1.货币的时间价值

答案: EAR = 26.25 %

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。

每期利率

r/m = 0.24/4 = 0.06

复利一年

EAR = (1 + 0.06)4 − 1 = 1.262 − 1 = 26.25%

答案

EAR = 26.25%

当一年内复利多于一次时,实际年利率总是高于名义利率。

2.货币的时间价值

答案: A = 205.2 €

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 = 0.042/12 = 0.0035
N = 12·7 = 84

存款额

A = FV·i/((1 + i)N − 1) = 20 000·0.0035/(1.341 − 1) = €205.22

答案

A = €205.22
3.NPV 与 IRR

答案: DPB = 3.352 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: 22 000/1.1 = 20 000.00 → Σ = 20 000.00
年份 2: 22 000/1.21 = 18 181.82 → Σ = 38 181.82
年份 3: 22 000/1.331 = 16 528.93 → Σ = 54 710.74
年份 4: 22 000/1.464 = 15 026.30 → Σ = 69 737.04

最后一年的分数

DPB = 3 + 5 289.26/15 026.30 = 3.352

答案

DPB = 3.352 年

折现回收期总是长于简单回收期(2.727 年)。

4.NPV 与 IRR

答案: IRR = 29.64 %

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(25%) = 1 488.00
NPV(30%) = −106.96

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 ≈ 25 + 5·1 488.00/(1 488.00 − (−106.96)) = 29.66%
精确: NPV(29.64%) = 0 → IRR = 29.64%

答案

IRR = 29.64%
5.债券定价与收益率

答案: P = 1086 €

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 = €20.00, i = 0.015, N = 20

票息的现值

€20.00·(1 − 0.7425)/0.015 = €343.37

面值的现值

€1 000·0.7425 = €742.47

价格

P = €1 085.84

答案

P = €1 085.84

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: YTC = 6.554 %

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

1167 = 90·(1 − (1 + y)−5)/y + 1090/(1 + y)5

数值求解

y = 6%: €1 193.62
y = 7%: €1 146.17
YTC = 6.554%

答案

YTC = 6.554%

到期收益率为 7.002%。溢价债券的投资者预期它会被赎回,所以较低的赎回收益率更符合实际。

7.CAPM 与 WACC

答案: WACC = 12.15 %

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 = €11 000 000, E/V = 0.9091, D/V = 0.09091

WACC

WACC = 0.9091·13% + 0.09091·4.5%·(1 − 0.2) = 12.15%

答案

WACC = 12.15%
8.CAPM 与 WACC

答案: WACC = 5.626 %

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)。

股权成本

D1 = 0.6·1.05 = €0.63
re = 0.63/53 + 0.05 = 6.189%

市场价值

E = 5 000 000·€53.00 = €265 000 000
V = €397 500 000, E/V = 0.6667, D/V = 0.3333

WACC

WACC = 0.6667·6.189% + 0.3333·6%·(1 − 0.25) = 5.626%

答案

WACC = 5.626%
9.描述统计

答案: s = 16.67

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 = 233/6 = 38.83

离差平方

Σ(x − x̄)² = (−2.833)² + (−6.833)² + 21.17² + (−24.83)² + (−2.833)² + 16.17² = 1389

标准差

s = √(1389/5) = 16.67

答案

s = 16.67
10.描述统计

答案: P = 0.6554

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 = 0.4

标准正态分布表

Φ(0.4) = 0.6554
P = 0.6554

答案

P = 0.6554
11.概率

答案: Var(X) = 0.9275

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 = 1·0.3 + 2·0.35 + 3·0.25 + 4·0.1 = 2.15

平方的均值

E(X²) = 1·0.3 + 4·0.35 + 9·0.25 + 16·0.1 = 5.55

方差

Var(X) = 5.55 − 2.15² = 0.9275

答案

Var(X) = 0.9275
12.概率

答案: P = 0.2508

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 = 4) = 126·0.44·0.65 = 126·0.0256·0.07776 = 0.2508

答案

P = 0.2508
13.正态分布

答案: P = 0.642

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 = (242.5 − 250)/5 = −1.5
z₂ = (252.75 − 250)/5 = 0.55

中间面积

P = Φ(0.55) − Φ(−1.5) = 0.7088 − 0.06681 = 0.642

答案

P = 0.642
14.正态分布

答案: x = 52.18 分

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。

该百分位数对应的 z

Φ(z) = 0.1 → z = −1.282

换算回 x

x = 65 + −1.282·10 = 52.18 分

答案

x = 52.18 分
15.置信区间

答案: E = 0.6192

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 = 24, t = 2.064

误差范围

E = 2.064·1.5/√25 = 0.6192

答案

E = 0.6192
16.置信区间

答案: n = 1068

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 = 1.96²·0.5·0.5/0.03² = 1067

向上取整

n = 1068

答案

n = 1068
17.假设检验与置信区间

答案: p = 0.017

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.

检验统计量

SE = σ/√n = 20/√25 = 4
z = (508.48 − 500)/4 = 2.12

尾部面积

Φ(2.12) = 0.9830
1 − Φ(2.12) = 0.0170

p 值

p = 0.017

答案

p = 0.017

p ≤ 0.05,所以在 5% 水平下拒绝 H₀。

18.假设检验与置信区间

答案: n = 362

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 = ((2.326 + 0.842)·30/5)² = 361.3

向上取整

n = 362

答案

n = 362
19.线性回归与相关

答案: r = 0.9711

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。

中心化后的和

Sxy = 2400 − 30·368/5 = 192
Sxx = 220 − 30²/5 = 40
Syy = 28062 − 368²/5 = 977.2

相关系数

r = 192/√(40·977.2) = 0.9711

答案

r = 0.9711
20.线性回归与相关

答案: e = −1.605

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 = 21/6 = 3.5
ȳ = 119/6 = 19.83

平方和与乘积和

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17.5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −54.5

回归直线

b = −54.5/17.5 = −3.114
a = 19.83 − (−3.114)·3.5 = 30.73
ŷ = 30.73 − 3.114·x

预测值

ŷ = 30.73 + (−3.114)·5.5 = 13.6

残差

e = 12 − 13.6 = −1.605

答案

e = −1.605

该点位于直线下方。

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