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…9PV = ?€2 000+3%+3%…r = 9%

一处房产预计明年获得 €2 000 的净租金。租金预计每年永久增长 3%。要求回报率为每年 9%。求该房产今天的价值 PV。

C1 = €2 000g = 3%r = 9%
PV = €
2.货币的时间价值困难
月0123…60€8 000A?AAA

一笔 €8 000 的贷款在 5 年内以等额月供偿还。年利率 6%,按月复利。求月供 A。

P = €8 0006% / 12N = 60
A = €
3.NPV 与 IRR中等
年0123…8€50 000€5 000€5 000€5 000€5 000r = 12%, EAC = ?

一台机器今天花费 €50 000,使用 8 年,每年运行费用为 €5 000(每年年末支付)。资本成本为 12%。求其等值年成本 EAC。

C0 = €50 000M = €5 000n = 8r = 12%
EAC = €
4.NPV 与 IRR困难
年0123−50 00025 00033 50018 000

某项目投入 €50 000,在第 1 年至第 3 年年末每年回收 €25 000, €33 500, €18 000。求其内部收益率 IRR(百分数)。

CF0 = −50 000CF1 = 25 000CF2 = 33 500CF3 = 18 000
IRR = %
5.债券定价与收益率中等
半年0123…24€10€10€10 + €1 000P = ?

一张面值为 €1 000 的债券,年票面利率为 2%,每半年付息一次,12 年后到期。到期收益率为每年 2.5%。 求该债券的价格 P。

F = €1 000票面利率 = 2%YTM = 2.5%n = 12
P = €
6.债券定价与收益率困难
半年0123…18€930€22.50€22.50€22.50 + €1 000

一只面值为 €1 000 的债券每年支付 4.5% 的票息,分两次半年支付,9 年后到期。其售价为 €930。求其到期收益率 YTM(以年利率表示,即半年收益率的两倍),以百分比表示。

F = €1 000票面利率 = 4.5% (2×)n = 9P = €930
YTM = %
7.CAPM 与 WACC中等
WACC = ?所有者权益€8 000 000re​ = 10%债务€3 000 000rd​ = 6%T = 25%

某公司有价值 €8 000 000 的股权和价值 €3 000 000 的债务。其股权成本为 10%,税前债务成本为 6%,税率为 25%。求 WACC。

E = €8 000 000D = €3 000 000re = 10%rd = 6%T = 25%
WACC = %
8.CAPM 与 WACC困难
WACC = ?所有者权益5 000 000 × €46.50β = 0.9rf​ = 4%, rm​ = 9.5%债务40 000 × €1 050rd​ = 5%T = 25%

某公司有5 000 000 股、每股 €46.50 的股票,以及 40 000 张、每张市价 €1 050 的债券。税前债务成本为 5%,税率为 25%。股票的 β 系数为 0.9,无风险利率为 4%,市场回报率为 9.5%。求 WACC。

β = 0.9rf = 4%rm = 9.5%rd = 5%T = 25%
WACC = %
9.描述统计中等
253035404550

求数据的样本标准差 s:21, 21, 53, 49, 53。

n = 5
s =
10.描述统计困难
z −2−1012

某量服从正态分布,平均数为 60,标准差为 20。数值高于 50 的比例 P 是多少?

μ = 60σ = 20x = 50
P =
11.概率中等
P(至少一个六点) = ??1?2?3?4?5?6?7?8每次掷出 P(六点) = 1/6

一颗均匀骰子掷 8 次。至少掷出一次六点的概率 P 是多少?

n = 8
P =
12.概率困难
€p(x)−20.7440.25180.01

一局游戏的参与费用为 €2。你以概率 0.25 赢得 €6,以概率 0.01 赢得 €20;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 = €2€6: p = 0.25€20: p = 0.01
E(G) = €
13.正态分布中等
125 kg124.4 kgT = X₁ + … + X₅?

水泥袋的质量相互独立,服从均值 25 kg、标准差 0.5 kg 的正态分布。求其中 5 个的总质量超过 124.4 kg 的概率 P。z 取两位小数。

μ = 25 kgσ = 0.5 kgn = 5> 124.4 kg
P =
14.正态分布困难
557085100115130145分底部 20%

智商分数 服从正态分布,均值为 100 分,标准差为 15 分。拖动截断值,使阴影的后 20% 位于其左侧。求截断值 x。

μ = 100 分σ = 15 分20%
x = 分
15.置信区间中等
n = 7, s = 11.5LUx̄ = 90E = ?90%

一个包含 7 个个体的样本,均值为 90,标准差 s = 11.5。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 = 7x̄ = 90s = 11.590%t(6) = 1.943
E =
16.置信区间困难
p ≈ 0.6, n = ?p̂ − Ep̂ + Ep̂E = 0.0495%

一项预研究表明,约有 0.6 的产品有缺陷。 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 0.04?

p ≈ 0.6E = 0.0495%
n =
17.假设检验与置信区间中等
t −2.0302.03

36 名学生的样本平均分为 48.8,样本标准差为 8。求 H₀: μ = 50 的检验统计量 t。

μ₀ = 50x̄ = 48.8s = 8n = 36
t =
18.假设检验与置信区间困难
μ₀x̄c

在 α = 0.01 下,用容量为 25 的样本对 H₀: μ = 500 与 H₁: μ < 500 进行单侧 z 检验;已知标准差为 15。实际上均值为 488。 求该检验的功效 1 − β,以百分比表示。

μ₀ = 500μ = 488σ = 15n = 25α = 0.01
1 − β = %
19.线性回归与相关中等
xy1473675817889106xy56080100

表中给出 5 对观测值 x = 学习小时数 和 y = 考试成绩。 求皮尔逊相关系数 r。

n = 5
r =
20.线性回归与相关困难
xy274861181610201219xy510101520x = 5

表中给出 6 对观测值 x = 荷载 (kN) 和 y = 伸长量 (mm)。 使用最小二乘直线 ŷ = a + b·x。 预测 x = 5 时的 ŷ。

n = 6x = 5
ŷ =

3溶液

1.货币的时间价值

答案: PV = 33333 €

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。

增长型永续年金

PV = C1/(r − g) = 2 000/(0.09 − 0.03) = 2 000/0.06 = €33 333.33

答案

PV = €33 333.33
2.货币的时间价值

答案: A = 154.7 €

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。

月利率和还款期数

i = 0.06/12 = 0.005
N = 12·5 = 60

每期还款

N 笔等额付款 A 的现值为 A·(1 − (1 + i)⁻ᴺ)/i。令其等于贷款额,解出 A。

(1 + i)−N = 0.7414
A = 8 000·0.005/(1 − 0.7414) = €154.66

答案

A = €154.66
3.NPV 与 IRR

答案: EAC = 15065 €

等值年成本:把所有成本的现值在寿命期内分摊为每年相等的金额(一份年金):EAC = PV·r/(1 − (1 + r)⁻ⁿ)。它可以用来比较寿命不同的机器。

年金系数

(1 − 1.12−8)/0.12 = 4.968

年化购置价格

50 000/4.968 = 10 065.14

EAC

EAC = 10 065.14 + 5 000 = €15 065.14

答案

EAC = €15 065.14
4.NPV 与 IRR

答案: IRR = 25.92 %

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%) = 656.00
NPV(30%) = −2 753.76

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 + 5·656.00/(656.00 − (−2 753.76)) = 25.96%
精确: NPV(25.92%) = 0 → IRR = 25.92%

答案

IRR = 25.92%
5.债券定价与收益率

答案: P = 948.4 €

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 = €10.00, i = 0.0125, N = 24

票息的现值

€10.00·(1 − 0.7422)/0.0125 = €206.24

面值的现值

€1 000·0.7422 = €742.20

价格

P = €948.44

答案

P = €948.44

收益率高于票面利率,所以债券折价出售。

6.债券定价与收益率

答案: YTM = 5.496 %

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 = €22.50, N = 18

数值求解

i = 2.748% 每半年

YTM

YTM = 2·2.748% = 5.496%

答案

YTM = 5.496%
7.CAPM 与 WACC

答案: WACC = 8.5 %

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 = 0.7273, D/V = 0.2727

WACC

WACC = 0.7273·10% + 0.2727·6%·(1 − 0.25) = 8.5%

答案

WACC = 8.5%
8.CAPM 与 WACC

答案: WACC = 8.154 %

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 = 5 000 000·€46.50 = €232 500 000
D = 40 000·€1 050 = €42 000 000

股权成本(CAPM)

re = 4% + 0.9·5.5% = 8.95%

权重

V = €274 500 000, E/V = 0.847, D/V = 0.153

WACC

WACC = 0.847·8.95% + 0.153·5%·(1 − 0.25) = 8.154%

答案

WACC = 8.154%
9.描述统计

答案: s = 16.88

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 = 197/5 = 39.4

离差平方

Σ(x − x̄)² = (−18.4)² + (−18.4)² + 13.6² + 9.6² + 13.6² = 1139

标准差

s = √(1139/4) = 16.88

答案

s = 16.88
10.描述统计

答案: P = 0.6915

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 = −0.5

标准正态分布表

Φ(−0.5) = 0.3085
P = 1 − 0.3085 = 0.6915

答案

P = 0.6915
11.概率

答案: P = 0.7674

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)8 = 0.2326
P = 1 − 0.2326 = 0.7674

答案

P = 0.7674
12.概率

答案: E(G) = −0.3 €

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: 4 (p = 0.25), 18 (p = 0.01), −2 (p = 0.74)

期望值

E(G) = 4·0.25 + 18·0.01 − 2·0.74 = −0.3 €

答案

E(G) = −0.3 €

负值表示平均而言你会亏钱。

13.正态分布

答案: P = 0.7054

正态变量的和与差:若 X 和 Y 相互独立且服从正态分布,则 X + Y 与 X − Y 也服从正态分布。均值相加或相减:E(X ± Y) = μX ± μY。方差总是相加,差也是如此:Var(X ± Y) = σX² + σY²,所以 σ = √(σX² + σY²)。标准差从不直接相加。n 个独立同分布项的总和,均值为 n·μ,标准差为 σ·√n。然后照常标准化:z = (x − 均值)/σ,再查 Φ(z)。

总和的分布

μT = 125 kg, σT = 0.5·√5 = 1.118 kg

标准化

z = (124.4 − 125)/1.118 = −0.54

概率

P = 1 − Φ(−0.54) = 0.7054

答案

P = 0.7054
14.正态分布

答案: x = 87.4 分

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 = 100 − 0.84·15 = 87.4 分

答案

x = 87.4 分
15.置信区间

答案: E = 8.445

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 = 6, t = 1.943

误差范围

E = 1.943·11.5/√7 = 8.445

答案

E = 8.445
16.置信区间

答案: n = 577

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 = 1.96²·0.6·0.4/0.04² = 576.2

向上取整

n = 577

答案

n = 577
17.假设检验与置信区间

答案: t = −0.9

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 = 8/√36 = 8/6 = 1.333

检验统计量

t = (48.8 − 50)/1.333 = −0.9

答案

t = −0.9
t0.025; df = 35 = 2.03

|t| < 2.03,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: 1 − β = 95.29 %

检验功效:功效 = 1 − β,是 H₀ 为假时拒绝 H₀ 的概率。由 μ₀ 和 z_α 求出临界值 x̄c,再用真实均值计算落在 x̄c 以外的概率:z = (x̄c − μ)/(σ/√n)。

临界样本均值

SE = 15/√25 = 3
x̄c = 500 − 2.326·3 = 493

真实均值下的 z

z = (493 − 488)/3 = 1.674

功率

功效 = P(Z < 1.674) = 95.29%
1 − β = 95.29%

答案

1 − β = 95.29%
19.线性回归与相关

答案: r = 0.9891

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 = 25/5 = 5
ȳ = 389/5 = 77.8

平方和与乘积和

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 278
Syy = Σ(y − ȳ)² = 1975

相关系数

r = 278/√(40·1975) = 0.9891

答案

r = 0.9891
20.线性回归与相关

答案: ŷ = 10.61

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 = 42/6 = 7
ȳ = 81/6 = 13.5

平方和与乘积和

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 101

回归直线

b = 101/70 = 1.443
a = 13.5 − 1.443·7 = 3.4
ŷ = 3.4 + 1.443·x

预测

ŷ = 3.4 + 1.443·5 = 10.61

答案

ŷ = 10.61

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