Prof. Dr. John R 0 h m 0 n n Praktikum der Finanzmathematik FOnfte, durchgesehene Aufloge In der Wirtschaft sowohL aLs auch in den offenUichen VerwaUungen faUen mehr und mehr Aufgaben an, die nur mit HHfe der Mathematik geLost werden konnen. Insbesondere trifft dies fur aUe Bereiche zu, die mit Finanzierungsvorgiingen zu tun ha ben. Hier ist das Anwendungsgebiet der Finanzmathematik, eines der wichtigsten Zweige der angewandten Mathematik. VieLe Praktiker in Unternehmen und VerwaUungen gehen ungern an aUes heran, was mit Mathematik zu tun hat. DeshaLb hat Rahmann sein Buch bewufit so konzipiert, dafi die Pra xis im Vordergrund steht, und aUf aUe theoretischen mathematischen Untersuchungen und AbLeitungen verzichtet. Er erLiiutert zuniichst die rechnerischen Methoden und geht dann ausfuhrHch auf die verschiede nen Gebiete ein, in denen Finanz mathematik angewandt wird. Dabei behandeU er die Anwendung nicht nur verbaL, sondern veranschauHcht sie an hand zahLreicher instruktiver BeispieLe aus der Praxis. Berechnung der Rendite von AnLeihen und Ak tien, Abschreibungen, steuerHche Be wertungsfragen, Investitionsrech nung, Abfindung ausscheidender Ge seUschafter - das sind nur einige von vieLen dargesteHten Bereichen. So gar randstiindige ProbLeme, die aber von aUgemeinem Interesse sind, wie z. B. der ZerfaU radioaktiver ELe mente, werden behandeU. Betriebswirtschaftlicher Verlag Dr. Th. Gabler, Wiesbaden Rahmann Praktikum der Finanzmathematik Prof. Dr. John Rahmann Praktikum der Finanzmathematik Methoden und Erkenntnisse zu Finanzierungsfragen von heute Fiinfte, durchgesehene Auflage Betriebswirtschaftlicher Verlag Dr. Th. Gabler . Wiesbaden ISBN-13: 978-3-409-30191-6 e-ISBN-13: 978-3-322-89261-4 DOl: 10.1007/978-3-322-89261-4 Copyright by Dr. Th. Gabler-Verlag· Wiesbaden 1976 Inhalt Vorwort ............................................................ 9 I. Zahlenfolgen und Zahlenreihen ................................... 11 Die arithmetische Folge / Die geometrische Folge erster Ordnung / Die geometrische Reihe erster Ordnung II. Das Ratenkreditgeschift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Faile aus der Praxis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 III. Die Zinseszinsrechnung .................................... . . . . .. 22 1. Allgemeines .•............................................... 22 2. Das Zinseszinsgesetz .......................................... 23 3. Vergleich der Endkapitalbetrage bei einfachen Zinsen und Zinseszinsen ........................... 23 4. Wachstum der Sozialproduktes einer Volkswirtschaft 5. Ableitungen aus dem Zinseszinsgesetz ........................... 24 6. Die Zinssatze ................................................ 25 a) der dekursive ZinsfuLl ...................................... 25 b) der relative ZinsfuJ3 .............................•.......... 25 c) der konforme ZinsfuLl .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 26 d) Vorschlissige Verzinsung - ErsatzzinsfuJ3 ..................... 27 7. Die unterjahrliche Laufzeit der Verzinsung ...............•...... 30 8. Sparvertrage ................................................ 33 Ratensparvertrag / Der "Allgemeine Sparvertrag" / Wertpapier-Spar vertrag/ 624,-DM -Gesetz/A nsparraten 9. Die stetige Verzinsung und das organische Wachstum .....•....... 34 10. Ubersicht liber in der Praxis gebrauchliche Formeln .............. 37 IV. Lineare und degressive Abschreibung .............................. 38 1. Die lineare Abschreibung ...................................... 39 2. Die degressive Abschreibung ................................... 40 a) die gleichf6rmige AfA vom Buchwert (geometrisch.degressive Ab- schreibung) ................................................ 40 b) digitale (arithmetisch-degressive) Abschreibung ................ 44 c) die degressive Abschreibung in Staffelsatzen ................... 46 6 Inhalt8verzeichnis d) die degressive Abschreibung nach Leistungseinheiten . . . . . . . . . . . . 47 3. Die arithmetisch-progressive Abschreibung ...................... 48 Vergleichsbeispiel fUr die einzelnen Abschreibungsarten . . . . . . . . . . . . 50 V. Die Rentenrechnung ............................................ 52 1. Begriff und Arten der Renten ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 52 2. Die Zeitrenten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 52 Die Endwertermittlung von Zeitrenten .......................... 53 a) bei der nachschiissigen Rente ................................ 53 b) bei der vorschiis61igen Rente ................................. 54 Barwertermittlung von Zeitrenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 55 a) bei der nachschiissigen Rente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 55 b) bei der vorschiissigen Rente ................................. 57 c) bei der aufgeschobenen nachschiissigen Rente. . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 d) bei der aufgeschobenen vorschiissigen Rente ................... 59 e) Vergleich zwischen vorschiissigen und nachschiissigen Renten . . .. 59 f) die ewige Rente aIs Zeitrente mit unendlicher L8oufzeit. . . . . . . . .. 59 Ubersicht liber die einzelnen Rentenarten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 60 Unterjahrliche Zins- und Rententermine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 61 a) Jahrliche Renten - unterjahrliche Zinsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 61 b) Jahrliche Zinsen - unterjahrliche Renten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 61 nachschiissige Renten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 62 vorschiissige Renten ........................................ 62 Sparkassenformel und Kapitalrente ............................. 64 Umwandlungen von Zahlungsvereinbarungen .................... 65 3. Die Leibrente ................................................ 67 4. Formellibersicht ............................................. 74 VI. Die Bewertung von Wertpapieren und Anteilen, Kapitalforderungen und Schulden . . . . . . . . . . . . . . . ...... . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 1. Bewertung von Wertp80pieren und Anteilen ...................... 75 a.) Da.s Stuttgarter Verfa.hren zur Bewertung nicht notierter Wert- papiere ................................................... 75 Ermittlung des Vermogenswertes (V). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Ermittlung des Ertr8ogshundertsa.tzes (E) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 Ermittlung des gemeinen Wertes ............................. 77 b) Investmentanteile und Anteile an Immobilienfonds. . . . . . . . . . . . . 78 2. Bewertung von Kapitalforderungen und Schulden ................ 79 VIT. Die Bewertung von Nutzungen und Lelstungen ...................... 80 1. Zeitlich beschrankte und immerwahrende Nutzungen und Leistungen 80 a) Zeitlich beschrankte Nutzungen und Leistungen (§ 13,1 BewG) .. 80 b) Immerwahrende Nutzungen und Leistungen (§ 13,2 BewG) ...... 81 2. Lebenslangliche Nutzungen und Leistungen ................ ...... 81 3. Ja.hreswert von Nutzungen und Leistungen ...................... 82 Inhaltaverzeichnis 7 VIII. Der Gesamtwert einer Unternehmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 1. Der Firmenwert .............................................. 83 2. Der Ertragswert und der Firmenwert............................ 84 3. Die Berechnung des Ertragswertes einer Unternehmung ........... 84 a) die mathematische Berechnungsmethode ...................... 84 b) die kaufmannische Berechnungsmethode ...................... 85 4. Der korrigierte Ertragswert und Firmenwert .................... 87 5. Die Bewertung der Unternehmung ...... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 IX. Die Auseinandersetzung ......................................... 90 X. Die Investitionsrechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 XI. Die Wertpapiere des Rentenmarktes ............................... 98 1. Das Darlehen ................................................ 98 2. Die Kreditsicherung .......................................... 98 3. Die Wertpapiere ............................................. 99 Darlehnsbrief - Schuldverschreibungen - unverzinsliche Schatz8on· weisungen - Kommun8olschuldverschreibungen - Pfandbriefe - Industrieschuldverschreibungen 4. Die Tilgungs. und Frist8onleihen ................................. 100 Auslosung - Riickkauf - Kiindigung - Tilgung a) die Zinsschuld ............................................. 101 b) die R80tenschuld (Tilgungsanleihe) ............................ 105 c) die Annuitatenschuld (Tilgungsanleihe) ....................... 108 5. Spezielle Ausst8ottungskl8ouseln ................................. 112 Selbstschuldnerische Biirgschaft - Miindelsicherheit - Deckungs. stockfahigkeit - Lombardfiihigkeit XII.Die Kursberechnung von Anleihen ................................ 117 1. Begriff des Kurses ............................................ 117 2. Nominal· und Effektivverzinsung, Nettoverzinsung ............... 119 3. Kursberechnung von Zinsschulden ........... . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 120 a) ohne Aufgeld (Agio) ........................................ 120 b) mit Aufgeld ............................................... 122 c) Kurszuschl80g fur Zinsschulden mit und ohne Aufgeld bei halb· jahrlicher Zinsz80hlung ...................................... 123 4. Kursberechnung von R80tenschulden ............................ 126 a) Auflosung einer R80tenschuld in Zinsschulden .................. 127 b) Kursberechnung einer Ratenschuld mit Aufgeld ................ 129 c) Kursberechnung einer 8oufgeschobenen R80tenschuld ............ 131 d) Kursberechnung einer Ratenschuld mit h80lbjahrlicher Zinsza.hlung 132 e) R8otenschuldformeln ........................................ 134 5. Kursberechnung von Annuitatenschulden •...................... 134 a) mit und ohne Aufgeld ...................................... 134 b) einer 8oufgeschobenen Annuitatenschuld ....................... 136 6. Mittlere L80ufzeit und mittlerer Tilgungstermin . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 137 a) Mittlere L80ufzeit einer Annuitatenschuld mit h80lbjiihrlicher Zins. zahlung .................................................. 137 b) Mittlere Laufzeit einer R80tenschuld .......................... 141 c) Der mittlere Tilgungstermin ................................ 143 7. Leitaatze und Formeliibersicht ...........•..................... 143 8 Inhaltsverzeiohnis XIII. Renditen von Anlelhen und Aktien ................................ 145 1. Begriff der Rendite ........•.................................. 145 Gesamtrendite - Stiiokrendite 2. Die Rendite von Zinssohulden ................................. 148 a) die mathematisohe Bereohnungsmethode ...................... 148 Naherungsverfahren ........................................ 148 Praktisohes Beispiel der Renditenbereohnung einer Zinssohuld .,. 149 b) die Faustregeln der Praxis - das Bankenverfahren . . . . . . . . . . . .. 150 0) Vergleiohsbeispiele aus der Praxis ............................ 152 3. Die Rendite von Ratensohulden ................................ 155 a) die Hoohstrendite .......................................... 155 b) die Zwisohenrendite ........................................ 156 0) die Mindestrendite ......................................... 156 d) die Gesamtrendite p' der Anleihe ............................ 157 e) vollstandige Renditenbereohnung der 5,5%-Bundespost-Anleihe 158 f) Praktisohe Beispiele der Renditenbereohnung von Ratensohulden. 164 4. Die Rendite von Annuitaten-Anleihen .......................... 168 a) Bereohnung der Gesamtrendite .............................. 168 b) die Stiiokrendite bei Annuitatenschulden .................... " 170 Leitsatze fUr die Renditenberechnung ........................ 172 5. SonderfiUle der Renditenbereohnung bei Anleihen mit uneinheitlicher Tilgung ........................ 172 6. Rendite von Aktien .......................................... 176 XIV. Tilgungspliine ................................................. 178 1. Tilgungsplan einer Zinsschuld ................................. 178 2. Tilgungsplan einer Ratenschuld . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 179 3. Tilgungsplan einer Annuitatenschuld ........................... 180 a) ohne Aufgeld, ohne Stiickelung ............................. 181 b) bei einer Stiickelung von 1000 DM .......................... 181 c) mit Aufgeld und Stiickelung ................................ 182 d) mit ungleicher Stiickelung .................................. 184 e) Tilgungshypotheken ........................................ 189 f) Tilgungsdauer von Bauspardarlehen .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 192 g) Finanzierung eines Wohnhauses (Eigenheims) und Amortisation der Darlehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 193 XV. Leasing-Vermietung 195 XVI. Das Logarithmieren ............................................ 199 XVlI.Tabellen .......... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . .. 201 I: die Logarithmen (vierstellig) ............. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 201 II: Aufzinsungsfaktor ..... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 203 III: Abzinsungsfaktor .......................................... 204 IV: Barwert der nachschiissigen Rente 1,-DM ................... 206 V: Quadratwurzeln ........................................... 208 VI: Allgem. Deutsche Sterbetafeln: 1924/26,3% ; 1949/51,3% ••••••• 210 Abkiirzungen und Symbole ........................................... 213 Sachworterverzeichnis ................................................ 215 Vorwort In zunehmendem Umfang wachsen der Wirtschaft Bereiche zu, die wertmaJ3ig er faLlt werden mussen. Der Staat, die Lander, Gemeinden und Unternehmungen stehen vor Planungsaufgaben, fur deren Bearbeitung finanzmathematische Er kenn tnisse erforderlich sind. Die Probleme einer langfristigen Finanzierung, insbesondere die Moglichkeiten und Grenzen einer Fremdfinanzierung in Form von Darlehen, Anleihen, Schuld verschreibungen, Obligationen und Pfandbriefen stehen mit im Brennpunkt der gegenwartigen Diskussion. Sowohl fUr den Kreditnehmer wie fUr den Geldgeber gewinnt die Ausstattung des Wertpapieres unter besonderer Berucksichtigung des ZinsgefUges auf dem Markte fUr langfristige Kapitalanlagen hohe Bedeutung. Die Rendite als Wertmesser bestimmt entscheidend die Unterbringungsmoglichkeit und Marktgangigkeit des Papiers. Die Gewinnermittlung, gesteuert von den verschiedenen Abschreibungsmoglich keiten, ist ebenso ein Standardproblem wie das Ratenkreditgeschaft mit den Risiken und Kosten des Konsumentenkredits. Die Abfindung ausscheidender Gesellschafter aus Personengesellschaften, die Be wertung von Unternehmungen einschlieLllich des Firmenwertes sind alltagliche Fragen im Rahmen betriebswirtschaftlicher Bewertungen. Die Zinseszinsrechnung wird nicht nur im Rahmen der traditionellen Geschafte der Bank- und Sparkasseninstitute behandelt, sondern es werden auch jene Be reiche einbezogen, die heutzutage die Offentlichkeit ganz besonders interessieren: das Pramiensparen, der Ratensparvertrag, der Allgemeine Sparvertrag, wie auch die Finanzierungsvorgange und Tilgungsmodalitaten bei der Erstellung von Eigen heimen. Eine besondere Darstellung finden ihrer wirtschaftlichen Bedeutung ent sprechend die Investitions-Rechnung und das "financial leasing". Ein Exkurs in die Bereiche der Naturwissenschaften - das organische Wachsturn, die Holzver zuckerung, der Zerfall radioaktiver Elemente sowie die Verseifung der Fette - rundet die Gesamtdarstellung abo Die Rentenrechnung bezieht auch die Leibrente und damit Grundbetrachtungen zur Wahrscheinlichkeitslehre, Ausftihrungen uber die mathematische und statis tische Lebenserwartung und das Gesetz der groJ3en Zahlen mit der Blickrichtung auf die Praxis ein. GefUhrt von dem Motto "Aus der Praxis fUr die Praxis" stellt die vorliegende Schrift diese Bereiche in den Mittelpunkt der Erorterung. Mathematische Be trachtungen werden nur dort durchgefUhrt, wo die Durchleuchtung, Deutung und Erkenntnis des Sachverhaltes es erfordern. Theoretische mathematische Unter suchungen sind bewuJ3t nicht angestellt, urn das Buch auf praxisgerechte Ver wendung auszurichten. Die Rechenoperationen sind durch die beigefUgten Tabellen auf ein MindestmaJ3 herabgesetzt. 10 Vorwort Das Buch wendet sich an den praktisch tatigen Kaufmann, der till die Planung in seiner Untemehmung mitverantwortlich ist, an die Kaufmannschaft der Banken, Spark888en und Kreditanstalten, die ala Helfer die Wirtschaft berat und finan ziert. Studierende der Wirtschaftswissenschaften konnen sich mit den Grundgedanken betriebswirtschaftlicher Probleme vertraut machen und ihr Riistzeug fiir eineprak tische Tatigkeit vervollstandigen. Der Verfasser