solutions tutorials

33
TUTORIALS. Tutorial 2 : Money-Time Relationships 1.a. What will be the amount accumulated by the following present investment? R5 000 in 8 years at 14% compounded annually. (R14263). F=? 0 8 years 5 000 i = 14% compounded annually Formule: F P i R n 1 5000 1 014 14263 8 . Tabels: F = P(F/P,i,n) = 5000(F/P,14,8) =5000(2.8526) = R14263 2.a. For an interest rate of 14% compounded annually, find how much can be loaned now if R2 000 will be repaid at the end of 3 years? (R1350). F = 2000 0 3 years P=? i = 14% compounded annually Formula: P F i R n ( ) ( . ) 1 2000 1 014 1350 3 Tables: P = F(P/F,i,n) = 2000(P/F,14,3) = 2000(0.6750) = R 1350

Upload: kingsleymodjadji

Post on 02-Dec-2015

206 views

Category:

Documents


4 download

DESCRIPTION

economics

TRANSCRIPT

Page 1: Solutions Tutorials

                            TUTORIALS. 

Tutorial 2 : Money-Time Relationships  

1.a.  What will be the amount accumulated by the following present investment? 

R5 000 in 8 years at 14% compounded annually. (R14263).                                                                                                                       F = ?                              

 

                   0     8 years                                      

                  5 000 

           i = 14% compounded annually 

Formule: 

            F P i Rn 1 5000 1 014 142638.  

Tabels: 

 F = P(F/P,i,n)  = 5000(F/P,14,8)  =5000(2.8526) = R14263 

2.a. For an interest rate of 14% compounded annually, find how much can be loaned now if

R2 000 will be repaid at the end of 3 years? (R1350).     F = 2000       

0 3 years 

 

                   P = ?             i = 14% compounded annually   

Formula: 

     PF

iRn

( ) ( . )1

2000

1 01413503

 

Tables: 

       P = F(P/F,i,n)  = 2000(P/F,14,3) = 2000(0.6750)  = R 1350 

Page 2: Solutions Tutorials

3.a.  What is the accumulated value of each of the following series of payments: 

  R600 at the end of each year for 5 years at 14% compounded annually?          (R3 996). 

                                                                                                                   F   

   

                       0           1                  2                 3                  4                   5years  

                                    600              600            600              600          600 

               i = 14% compounded annually  

Formula:         

           F Ai

iR

n

( ) ( . )

.

1 1600

1 014 1

0143966

Tables: 

F = A(F/A,i,n) = 600(F/A,14,5) = 600(6.6101) = R3966 

 

4.  What  equal  series  of  payments must  be  put  into  a  sinking  fund  to  accumulate  the  following 

amount: 

  R65 000 in 15 years at 14% compounded annually when payments are annual?  (R1482.65). 

                                                                                                          F = 65000 

                     0               1                                                                           15 years    

 

                                       A        A 

            i = 14% compounded annually 

Formula: 

                 A Fi

iRn

( )

.

( . ).

1 165000

014

1 014 11482 5815

  

Tables: 

A = F(A/F,i,n) = 65000(A/F,14,15) = 65000(0.02281) = R1482.65  

 

Page 3: Solutions Tutorials

5.  What is the present value of the following series of prospective receipts? 

  R1 500 a year for 15 years at 14% compounded annually?  (R9213.3). 

                                      1500                                                         1500      

 

                      0      1                                                               15                     

                      P = ?     

      i = 14% compounded annually 

Formula: 

             P Ai

i iR

n

n

( )

( )

( . )

. ( . ).

1 1

11500

1 014 1

014 1 01492133

15

15 

Tables: 

P = A(P/A,i,n) = 1500(P/A,14,15)  = 1500(6.1422) = R9213.3 

 

Tables:                                 F = P(F/P,i,n)    

                                     23670 = 10000(F/P,i,10) 

                                 (F/P,i,10) = 2.3670 

i = 9%                     (F/P,9,10) = 2.3670 

i = 8%                     (F/P,8,10) = 2.1589 

After interpolation:  i = 0.08998 = 9% 

 

7.  What series of equal payments is necessary to repay the following present amount? 

  R5 00

         5000 0 in 5 years at 14% compounded annually with annual payments?         (R1 456.4). 

 

                      0                                                                                                    5 years      

                                       A                                                                                A               

Page 4: Solutions Tutorials

           i = 14% compounded annually 

Formula: 

        A P

i i

iR

n

n

( )

( )

. ( . )

( . ).

1

1 15000

014 1 014

1 014 11456 37

5

5

 

Tables: 

A = P(A/P,i,n) = 5000(A/P,14,5) = 5000(0.29128) = R1456.4 

 

 

Multiple Factors in a Cash Flow 1.    Convert the cash flow to an equivalent uniform annual amount , using an  interest rate of 12% per 

year. (P = + 127279  AW = + 23888 ) 

Year      1     2     3     4     5     6     7     8     9 

Cash 

flow 

20000  20000  20000  25000  25000  25000  30000  30000  30000 

 

                              30000 

                 25000 

                       20000    

             0           1           2           3              4               5              6              7               8              9                                             

AE =  + 20000 + 5000(P/A,12,6)(P/F,12,3)(A/P,12,9)+ 5000(P/A,12,3)(P/F,12,6)(A/P,12,9)  

       =  + 20000 + 5000(4.1114)(0.7118)(0.18768) + 5000(2.4018)(0.5066)(0.18768) 

       = + 23888 

 

 

2.    Convert the cash flow to an equivalent uniform annual amount , using an  interest rate of 12% per 

year. (P = + 7559  AW = +1419 ) 

Year      2     3     4     5     6     7     8     9 

Cash 

flow 

1200  1200  1200  2000  2000  2000  3000  2000 

                                   

 

Page 5: Solutions Tutorials

                                                                                                              3000 

                                                                       2000                                                          2000 

                      1200    

                                      

  0        1           2              3              4               5              6             7                 8             9                                   

AE = [1200(P/A,12,8)(P/F,12,1) + 800(P/A,12,3)(P/F,12,4) + 1800(P/F,12,8)                                       

+800(P/F,12,9)](A/P,12,9)           

      = [+ 1200(4.9676)(0.8929) + 800(2.4018)(0.6355) +1800(0.4039)+800(0.3606)](0.18768)   

      = + 1418.72 

Tutorial 1:      Cost Estimation. 

2.1.         Manufacturing equipment that was purchased in 2005 for R500 000 must now be replaced at 

the end of 2010. What is the estimated cost of the replacement based on the following equipment cost 

index ?     

 

   

YEAR  Index 

2005  223 

2006  238 

2007  247 

2008  257 

2009  279 

2010  293 

 

 

223500000 20052005 IC  

293? 20102010 IC  

                              6.656950223

293500000

2005

201020052010

I

ICC  

 

 

 

Page 6: Solutions Tutorials

2.2.          Prepare a composite(weighted) index for housing construction costs in 2010 using the 

following data: 

Type of housing  Percent  Reference year  2005 (R/sq m) Index = 100 

 Cost (R/sq m) 2010 

Single units  70%  4100  6200 

Duplex units  5%  3800  5700 

Multiple units  25%  3300  5300 

How would a change in the percentage of the mix of single‐,duplex‐, and multiple units influence the 

value of the composite index ? 

What mix would you prefer to be the more advantageous for your company ? 

5.1531003300

530025.0

3800

570005.0

4100

62007.0

IndexComposite  

2.3.         If a plant that produces 500 000 Kg per year cost R2 500 000 to construct 8 years ago, what 

would a 1 500 000Kg per year plant cost now ? .The construction cost  has increased  at an average rate 

of 12% per year for the past eight years and that the cost capacity factor is 0.65.  

                                     12641900500000

150000012.012500000

65.08

1

212

x

Q

QCC  

2.4.  The purchase price of a boiler with a capacity X was R181 000 eight years ago. Another similar  

boiler with capacity 1.42X is considered. If the boiler is purchased some extra features would increase 

the purchasing price by R28 000.The cost index  was 162 for this equipment when the smaller boiler was 

purchased and is 221 today. The cost capacity factor is 0.8. What is the estimated price for the new 

boiler ?. 

61.35487842.1

162

22118100028000

8.0

1

2

1

212

X

X

I

I

Q

QCC

x

 

2.5.          The structural engineering design section within the engineering department of a regional 

electrical utility corporation has developed several standard designs for a group of similar transmission 

line towers. The detailed design for each tower is based on one of the standard designs. A transmission 

line project involving 50 towers has been approved. The estimated number of engineering hours needed 

to accomplish the first detailed tower design is 126. Assuming a 95% learning curve,                                                         

  a. what is your estimate of the number of engineering hours needed to design the eight tower 

and to design the last tower in the project. 

               b. what is your estimate of the cumulative average hours required for the first five designs ? 

 

Page 7: Solutions Tutorials

a.          

                             hoursZ 02.10881268126 073999.02log

95.0log

8  

                            hoursZ 33.945012650126 073999.02log

95.0log

50  

b. 

               42.587543211265 07399.007399.007399.0073999.0073999.0 T  

                 unitperhoursC 48.1175

42.5875

 

2.6.        The cost of building a supermarket is related to the total area of the building. Data for the last 

10 supermarkets built are shown in the table below:  

Building No.  Area(sq m)  Cost (R) 

1  14 500  8 000 000 

2  15 000  8 250 000 

3  17 000  8 750 000 

4  18 500  9 720 000 

5  20 400  10 740 000 

6  21 000  12 500 000 

7  25 000  13 070 000 

8  26 750  15 340 000 

9  28 000  14 755 000 

10  30 000  15 250 000 

 

a. Develop a CER for the construction of supermarkets. Use the CER to estimate the cost of  the 

next store that has  a planned area of 23 000sq m. 

b. Compute the standard error and the correlation coefficient for the CER developed in part (a). 

 

    

 

  

 

  

 

  

 

  1  14500  8000000  210250000  1.16E+11

2  15000  8250000  225000000  1.2375E+11

3  17000  8750000  289000000  1.4875E+11

4  18500  9720000  342250000  1.7982E+11

5  20400  10740000  416160000  2.19096E+11

6  21000  12500000  441000000  2.625E+11

7  25000  13070000  625000000  3.2675E+11

8  26750  15340000  715562500  4.10345E+11

ix iy 2ix ix iy

Page 8: Solutions Tutorials

9  28000  14755000  784000000  4.1314E+11

10  30000  15250000  900000000  4.575E+11

  216150  116375000  4948222500  2.65765E+12

         

         

    b =  514.9751802  

    a  =  506311.4803  

       

        

b. 

 i         ix iy   Cost   i  (  ‐ Costi)^2  iy ix ‐  

x iy ‐  

y i ))((

yyxx ii   ( ‐ )^2   ix

x (( ‐ )^2 iy

y

1  14500  8000000  7973400  707560000  ‐7115  ‐3637500  2.5881E+10  50623225  1.32E+13 

2  15000  8250000  8230970  362140900  ‐6615  ‐3387500  2.2408E+10  43758225  1.15E+13 

3  17000  8750000  9260900  2.61019E+11  ‐4615  ‐2887500  1.3326E+10  21298225  8.34E+12 

4  18500  9720000  10033300  98156890000  ‐3115  ‐1917500  5973012500  9703225  3.68E+12 

5  20400  10740000  11011810  73880676100  ‐1215  ‐897500  1090462500  1476225  8.06E+11 

6  21000  12500000  11320700  1.39075E+12  ‐615  862500  ‐530437500  378225  7.44E+11 

7  25000  13070000  13380600  96472360000  3385  1432500  4849012500  11458225  2.05E+12 

8  26750  15340000  14281870  1.11964E+12  5135  3702500  1.9012E+10  26368225  1.37E+13 

9  28000  14755000  14925580  29097536400  6385  3117500  1.9905E+10  40768225  9.72E+12 

10  30000  15250000  15955500  4.9773E+11  8385  3612500  3.0291E+10  70308225  1.31E+13 

  21615  11637500    3.56781E+12      1.4221E+11  276140250  7.68E+13 

                   

      R       =  0.97649641           

      SE      =  597311.7955           

 

2.7.  An electronics manufacturing company is planning to introduce a new product in the market. The 

best competitor sells a similar product at R420 per unit. Other data are: 

                                             Direct labor cost:    R15.00/hour 

                                             Factory overheads :    120% of direct labor 

                                             Production materials :   R300.00 per unit 

                                             Packaging costs  :   20% of direct labor 

Page 9: Solutions Tutorials

       It has been found that an 85% learning curve applies to the labor required. The time to complete the 

first unit has been estimated to be 5.26 hours. The company decides to use the time required to 

complete the 20th unit as a standard for cost estimation purposes. The profit margin is based on the 

total manufacturing costs. 

a. Based  on the above information, determine the maximum profit margin that the 

company can have so as to remain competitive. 

b. If the company desires a profit margin of 15%, can the target cost be achieved ? If not, 

suggest two ways in which the target cost can be achieved. 

 

a. hoursZ 61.22026.52026.5 234465.02log

85.0log

20  

 

 

 

     Direct labour = 2.61(15) = R39.086 

Overheads     = 1.2(39.086) = R46.90 

                                 Material = R300 

     Packaging = 0.2(39.086) = R7.8172 

                         Total cost             = 393.80 

    Maximum profit = 420 – 393.80 = R26.20 

 

b. 

        Target cost = 420/1+0.15 = R365.21 

          

         Actual profit % =26.20/393.80 = 0.066 = 6.6% 

 

2.8.          A personal computer company is trying to bring a new  model of a PC to the market. According 

to the marketing department the best selling price for a similar model from a world‐class competitor is 

R2 500. The company wants to sell at the same price as its best competitor. The cost breakdown of the 

new model is: 

             Assembly time for first unit : 1.00hour 

             Handling time:   10% of assembling time 

             Direct labor: R15.00 per hour 

             Planning labour :  10% of direct labour 

             Quality control : 50% of direct labour 

             Factory overheads:   200% of total labour 

             General & admin. Expense : 300% of total labour 

             Direct material cost : R200 per computer 

             Outside manufacture:  R2 000 per computer 

             Packing cost : 10% of total labour 

             Facility rental : 10% of total labour 

Page 10: Solutions Tutorials

             Profit : 20% of total manufacturing cost 

             Number of units : 20 000 

 

                                  The company management is of the opinion that the average assembly time for the 

first 8 computers can be used  for the feasibility study.   Since the company mainly produces sub‐

assemblies purchased from other manufacturers and repackages the product, the direct material cost is 

estimated at R200.00 per computer. Direct labor time consists of handling time and assembling time . 

The company estimates the learning curve for assembling the new model is 95%. Compute the total 

manufacturing cost for 20 000 of these computers and determine the unit selling price. How can the 

company reduce its costs to meet the target cost.           

 

               073999.0301029.0

022276.0

2log

95.0log

 

 

073999.0073999.0073999.0073999.0073999.0073999.0073999.0073999.08 876543211T  

       =  1[1+0.95+0.9219+0.9025+0.88772+0.87582+0.86589+0.857377] 

       = 7.2612 hours 

 

hoursT 90765.08

2612.7

 

 

34.208366.4162500cosarg66.4162.02500

tetTxx

 

    Cost/unit  Factor Estimate  Direct Estimate  Total 

1  Total hours    0.90765hours/unit    18 153 hours 

2  Factory labour    1.1hours/unit  R15/hour  R330 000 

3  Planning labour      R1.50/hour  R27 202.5 

4  Quality control      R7.50/hour  R136 147.5 

5  Total labour        R493 350 

6  Factory rental    10% of total labour    R49 335 

7  Overheads      R30/hour  R544 590 

8  General & Adm      R45/hour  R816 885 

9  Production material      R200/computer  R4 000 000 

Page 11: Solutions Tutorials

10  Outside 

Manufacture 

    R2000/computer  R40 000 000 

11  Sub total        R45 904 160 

12  Packing cost      R1.50/hour  R27229.50 

15  Total 

manufacturing cost 

      R45 931 389.50 

16  Quantity/lot size        20 000 

17  Manufacturing cost 

/unit 

      R2296.56 

18  Profit    20% of total 

manufacturing cost 

  R9186277.90 

19  Unit selling price        R2755.88 

 

 

2.9.      You have been requested to prepare a quick estimate of the construction cost for a coal‐fired 

electricity generating plant and facilities. A work breakdown structure(level3)  is shown below. You have 

the following  information available to make your decision: 

       A coal‐fired generating plant twice the size of the one you are estimating was built in 1977. The 1977 

boiler(1.2) and boiler support system (1.3) cost R110 million. The cost index for boilers was 110 in 1977; 

it is 492 in 2000. The cost capacity factor for similar boilers and support systems is 0.9. 

     The 600 acre site is property you already own, but improvements (1.1.1) and roads (1.1.2) ,will cost   

R 2 000 per acre  and railroads (1.1.3) will cost R3 000 000. Project integration (1.9) is projected to cost 

3% of all other construction costs. 

      The security systems (1.5.4) are expected to cost R1 500 per acre, based on recent(2000) 

construction of similar plants. All other support facilities and equipment (1.5) elements are to be built by 

Index Engineering. Index Engineering  has built the support facilities and equipment elements for two 

similar generating plants. Their experience is expected to reduce labor requirements substantially; a 

90% learning curve can be assumed. Index Engineering built the support facilities and equipment on 

their first job in 95 000 hours. For this project Index `s labor will be billed to you at R60 per hour. Index 

estimates  materials for the construction of the support facilities and equipment elements(except (1.5.4) 

will cost you R15 000 000. 

Page 12: Solutions Tutorials

    The coal storage facility (1.4) for the coal‐fired generating plant built in 1977 cost R5 million. Although 

your plant is smaller, you require the same size coal storage facility as the 1977 plant. You assume you 

can apply the cost index for similar boilers to the coal storage facility. 

     What is your estimated 2000 cost for building the coal fired generating facility ?. Summarize your 

calculations in a cost estimating worksheet, and state the assumptions you make. 

  Line No.  Title  WBS Element code 

001  Coal‐fired power plant  1. 

002  Site  1.1. 

003  Land improvements  1.1.1 

004  Roads, parking and paved area  1.1.2. 

005  Railroads  1.1.3. 

006  Boiler  1.2. 

007  Furnace  1.2.1. 

008  Pressure vessel  1.2.2. 

009  Heat exchange system  1.2.3. 

010  Generators  1.2.4 

011  Boiler support system  1.3. 

012  Coal transport system  1.3.1 

013  Coal pulverizing system  1.3.2. 

014  Instrumentation & control  1.3.3. 

015  Ash disposal system  1.3.4. 

016  Transformers & distribution  1.3.5. 

017  Coal storage facility  1.4. 

018  Stockpile reclaim system  1.4.1. 

019  Rail car dump  1.4.2. 

020  Coal handling equipment  1.4.3 

021  Support facilities & equipment  1.5. 

022  Hazardous waste systems  1.5.1. 

023  Support equipment  1.5.2. 

024  Utilities& communication system  1.5.3. 

025  Security systems  1.5.4 

026  Project integration  1.9. 

027  Project management  1.9.1. 

028  Environmental management  1.9.2. 

029  Project safety  1.9.3. 

030  Quality assurance  1.9.4. 

031  Test, start‐up & transition management  1.9.5. 

WBS: 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 13: Solutions Tutorials

Tutorial3:       Risk Analysis. 

1. A machine costing R10 000 will produce net cash savings of R4 000 per year. The useful life is 5 

years. A major overhaul is planned after 3 years of operation. These repairs will cost R5 000. If 

the company`s MARR is 10%, would this project be economically viable ? Analyze the sensitivity 

of the economic viability of the project if the once of overhaul cost changes by ±20%. 

                                           4 000 

 

                              0              1                         3                                     5 

                                                                        5 000 

                             10 000                       MARR = 10% 

                PV(R5000) = ‐10 000 +4 000(P/A,10,5)  ‐ 5000(P/F,10,3) 

                        = ‐10 000 +4 000(3.7908)  ‐ 5000(0.7513) 

                                     = 1406.7 

                  PV(R3000) = ‐10 000 +4 000(P/A,10,5)  ‐ 3000(P/F,10,3) 

                          = ‐10 000 +4 000(3.7908)  ‐ 3000(0.7513) 

                                       = 2909.3 

                  PV(R7000) = ‐10 000 +4 000(P/A,10,5)  ‐ 7000(P/F,10,3) 

                        = ‐10 000 +4 000(3.7908)  ‐ 7000(0.7513) 

                                     = ‐ 95.9 

 

    PV(R6000) = ‐10 000 +4 000(P/A,10,5)  ‐ 6000(P/F,10,3) 

                        = ‐10 000 +4 000(3.7908)  ‐ 6000(0.7513) 

                                     = 655.4 

After interpolation between 6000 and 7000  x = 6872.35  (Maximum value for upgrade) 

2. It is desired to determine the optimal height for a proposed building that is expected to last 40 

years. The net market value after being demolished is zero Rand. Analyze the sensitivity of the 

decision due to changes in estimates of the MARR value between 10%, 15% and 20%. Use the 

present value calculation . Ignore tax payable. 

Page 14: Solutions Tutorials

Number of floors  2  3  4  5 

Capital investment  200 000  250 000 320 000 400 000

Annual revenue  40 000  60 000  85 000  100 000

Annual cost  15 000  25 000  25 000  45 000 

 

       PV=‐Po+A(P/A,i,40) 

Number of floors    2  3  4  5 

MARR           

10%  PV  44477.50 92268.5  266746  137850.50 

15%  PV  ‐ 33955  ‐ 17316.50 78886  ‐ 34354.50

20%  PV  ‐ 75085  ‐ 75119  ‐ 20204 ‐ 125187 

 

PV(10%)(2floors)=‐200000+25000(P/A,10,40) =‐200000+25000(9.7791)= 44477.50 

PV(10%)(3floors)=‐250000+35000(P/A,10,40) =‐250000+35000(9.7791)= 92268.5 

PV(10%)(4floors)=‐320000+60000(P/A,10,40) =‐320000+60000(9.7791)= 266746 

PV(10%)(5floors)=‐400000+55000(P/A,10,40) =‐400000+55000(9.7791)= 137850.50 

PV(15%)(2floors)=‐200000+25000(P/A,15,40) =‐200000+25000(6.6418)= ‐ 33955 

PV(15%)(3floors)=‐250000+35000(P/A,15,40) =‐250000+35000(6.6481)= ‐ 17316.50 

PV(15%)(4floors)=‐320000+60000(P/A,15,40) =‐320000+60000(6.6481)= 78886 

PV(15%)(5floors)=‐400000+55000(P/A,15,40) =‐400000+55000(6.6481)= ‐ 34354.50 

PV(20%)(2floors)=‐200000+25000(P/A,20,40) =‐200000+25000(4.9966)= ‐ 75085 

PV(20%)(3floors)=‐250000+35000(P/A,20,40) =‐250000+35000(4.9966)= ‐ 75119 

PV(20%)(4floors)=‐320000+60000(P/A,20,40) =‐320000+60000(4.9966)= ‐ 20204 

PV(20%)(5floors)=‐400000+55000(P/A,20,40) =‐400000+55000(4.9966)= ‐ 125187 

 

Page 15: Solutions Tutorials

 

3. A bridge is to be constructed as part of a new road. Analysis has shown that traffic density on 

the new road will justify a two lane bridge at the present  time. Because of uncertainty regarding 

future use of the road, the time at which an extra two lanes will be required is currently being 

studied. The estimated probabilities of having to widen the bridge to four lanes at various times 

in the future are: 

Widen bridge in Probability

3 years  0.1 

4 years  0.2 

5 years  0.3 

6 years  0.4 

 

 The present estimated cost of the two lane bridge is R2 000 000. If constructed now , the four 

lane bridge will cost R3 500 000. The future cost of widening the bridge will be an extra R2 000 

000 plus R250 000 for every year that widening is delayed.  

a. If the relevant MARR = 12% what should the decision be?  

4 Lane bridge if constructed now = R3 500 000 

 2 Lane bridge if constructed now = R2 000 000 

2 lane bridge     

PV(2lane +3Y) 1.0]

3,12,/

7118.01075.2102[ 66

FPxx

=395 745 

PV(2lane +4Y) 2.0]

`4,12,/

6355.0103102[ 66

FPxx  

=781 300 

PV(2lane +5Y) 3.0]

5,12,/

5674.01025.3102[ 66

FPxx

=1 153 215 

PV(2lane +6Y) 4.0]

6,12,/

5066.0105.3102[ 66

FPxx  

=1 509 240 

                                                            EPV  =  3 839 500 

Page 16: Solutions Tutorials

b. Determine how sensitive the choice of a four lane bridge built now  versus a four lane bridge  

constructed in 2 stages to the relevant MARR value. 

2 lane bridge     

PV(2lane +3Y) 1.0]

3,15,/

6575.01075.2102[ 66

FPxx  

=3 80812.5 

PV(2lane +4Y) 2.0]

`4,15,/

5718.0103102[ 66

FPxx  

=743080 

PV(2lane +5Y) 3.0]

5,15,/

4972.01025.3102[ 66

FPxx

=1 084 770 

PV(2lane +6Y) 4.0]

6,15,/

4323.0105.3102[ 66

FPxx  

=1 405 220 

                                                            EPV  =  3 613 882.5 

 

c. Will a MARR=15% change the decision ?    No 

d. At what MARR would constructing the two lane bridge now be preferred? 

2 lane bridge  MARR = 16% MARR = 17%

PV(2lane +3Y)  376192.5  371 710 

PV(2lane +4Y)  731380  720 220 

PV(2lane +5Y)  1 064 197.5  1 044 697.5 

PV(2lane +6Y)  1 374 560  1 345 720 

EPV  =       3 546 330    3 482 347.5 

 

     After interpolation between 16% and 17%   MARR = 16.72% 

4.  A ski resort is considering buying a new ski lift for R900 000. Expenses for operating and 

maintenance are estimated atR1 500 per day when operating. It is estimated that there is a 60% 

probability of 80 days of skiing weather per year, 30% probability of 100 days per year and 

probability of 10% of 120 days per year. The owner of the resort estimates that during the first 

80 days of operation an average of 500 people will use the lift per day at a fee of R10 each. If 20 

Page 17: Solutions Tutorials

additional days are available, the lift will be used by 400 people per day for the extra 20 days. If 

another 20 days can be added 300 people will be using the lift during the additional 20 days. The 

owner wants to recover his investment over a period of 5 years if his MARR = 25%. Is this project 

economically viable ?.  

  80 

days/year 

80+20days/year  80+20+20days/year 

Po  ‐900 000  ‐900 000  ‐900 000 

Income /year  80(500)(10)  80(500)(10)+20(400)(10) 80(500)(10)+20(400)(10)+20(300)(10)

O&M 

cost/year 

80(1500)  (80+20)1500  (80+20+20)1500 

Probability  60%  30%  10% 

MARR  25%  25%  25% 

 

PV(80days/5years)=‐900000+[80(500)(10)‐120000](P/A,25,5) 

                       =‐900000+[80(500)(10)‐120000](2.6893) 

                                    = ‐146996 

PV(80+20days/5years)=‐900000+[80(500)(10)+20(400)(10)‐150000](P/A,25,5) 

                             =‐900000+[80(500)(10)+20(400)(10)‐150000](2.6893) 

                                          = ‐12531 

PV(80+20days/5years)=‐900000+[80(500)(10)+20(400)(10)+20(300)(10)‐180000](P/A,25,5) 

                                          =‐900000+[80(500)(10)+20(400)(10)+20(300)(10)‐180000](2.6893) 

                                         = 68148 

         EPV = (‐146996)(0.6) +(‐12531)(0.3) +(68148)(0.1) 

                 = ‐ 85142.1 

Tutorial 6: Capital investment decisions.   

1. Engineering projects A, B1, B2 and C are being considered with cash flows estimated over 10 years as shown in the table below. Projects B1 and B2 are mutually exclusive. Project

Page 18: Solutions Tutorials

C depends upon B2, and Project A depends upon B1. The budget limit is R100 000. The MARR is 12%.

 

  A  B1  B2  C 

         

First cost  25 000  20 000  50 000  70 000 

Installation cost  3 000  1 000  10 000  10 000 

System test  2 000  1 000  10 000  2 000 

         

Annual sales  100000  80 000  120000  130 000 

Annual  cost  of 

production 

92 000  74 000  106 000  112 000 

Salvage value  3 000  2 000  5 000  7 000 

                                                            

  1.1  Identify ALL possible alternatives. 

  1.2  Develop the cash flows for ALL FEASIBLE alternatives. 

  1.3  Which investment alternative should be selected?  Use the Present Value Method. 

  1.4  Verify your decision by using the annual equivalent cost method. (Answer: Limited budget 

A+B1  Unlimited budget B2 + C) 

1. Total Investment Approach.  

   Alternative A:                                                                                                             3 000 

                                                          8 000 

                            

                                      0                        1                                                                           10                        

                                  30 000             

                          6.1616710,12,/

3220.03000

10,12,/

6502.5800030000

FPAPNPV         

 

                          

Alternative B1:                                                                                                           2 000 

                                                        6 000 

 

Page 19: Solutions Tutorials

                                     0                     1                                                                           10 

                                  22 000  

  2.1254510,12,/

3220.02000

10,12,/

6502.5600022000

FPAPNPV  

Alternative B2:                                                                                                         5 000 

                                                     14 000 

                            

                                    0                      1                                                                           10                                   

                                70 000 

   8.1071210,12,/

3220.05000

10,12,/

6502.51400070000

FPAPNPV  

Alternative C:                                                                                                           70 000 

                                                       8 000 

                            

                                   0                     1                                                                             10                                   

                               82 000  

 6.21957

10,12,/

3220.07000

10,12,/

6502.51800082000

FPAPNPV

 

 

 

 

 

 

 

  A   B1  B2  C  Investment  NPV  FV  AE   

Page 20: Solutions Tutorials

AO  0  0  0  0  0  0  0  0   

A1  1        30000  16167.6 50214  2861  

A2    1      22000  12545.2 38962  2220  

A3        1  82000  21957.6 68197  3886  

A4  1  1      52000  28712.8 89174  5081 Limited 

A5      1    70000  10712  33270  1896  

A6      1  1  152000  32669.6 101456 5780 Unlimited 

A7  1    1             

A8    1    1           

A9  1      1           

A10    1  1             

A11  1  1    1           

A12    1  1  1           

A13  1  1  1  1           

A14  1  1  1             

A15  1    1  1           

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 21: Solutions Tutorials

2. A small company has surplus funds that it wishes to invest in new revenue producing projects. Three independent sets of mutually exclusive projects have been developed. At most one project from each one of the three different sets can be selected.

  If the MARR = 12% nominal compounded annually: 

 

Set  Project  First Cost Net Annual 

benefits 

Useful life of 

project Salvage value 

           

1  A1  R5 000  R1 500  5 years  R1 500 

  A2  R7 000  R1 600  5 years  R1 800 

           

2  B1  R12 000  R2 000  6 years  R2 000 

  B2  R18 000  R4 000  6 years  R4 000 

           

3  C1  R14 000  R4 000  7 years  R4 000 

  C2  R18 000  R4 500  7 years  R4 500 

           

 

  2.1  Use the annual equivalent cost concept to determine which projects should be selected  if 

the available funds are unlimited. (Answer :     A1+B2+C1    ) 

2.2  Use the annual equivalent cost concept to determine which projects should be selected if 

the available funds are limited to R20 000?               (Answer:  Limited budget A1+C1  ) 

 

                                  

  NPW  INVESTMENT   

A1  +1258.3  5000   

A2  ‐ 211  7000  Not considered

B1  ‐2764  12000  Not considered

B2  +472  14000   

C1  +6064.4  14000   

C2  +4572.45  18000   

 

Page 22: Solutions Tutorials

  A1  B2  C1  C2  NPW  INVESTMENT 

A1  1        +1258.3  5000 

A2    1      +472  14000 

A3        1  +4572.45  18000 

A4  1  1      +1730.3  19000 

A5      1    +6064.4  14000  

A6      1  1     

A7  1    1    +7322.7  19000  limited 

A8    1    1  +5044.45  36000 

A9  1      1  +5830.75  23000 

A10    1  1    +6536.4  32000 

A11  1  1    1  +6302.75  41000 

A12    1  1  1     

A13  1  1  1  1     

A14  1  1  1    +7794.7  37000 unlimit.

A15  1    1  1     

          

 

Tutorial 4: Decision between alternatives.         1.a.  Which alternative of A and B should be recommended if the MARR = 20% and the requirement 

is short term?  

           A:                 0                1               2                3                4                    5                6       

             

                                             1 000        

                                                               1 500       

                             10 000                                          2 000     

                                                                                                     2 500 

                                                                                                                          3 000            

                                                                                                                                            3 500 

Page 23: Solutions Tutorials

          B                   0               1                2                 3                4                                                                

                                             

 

                                             2 500        2 500          2 500          2 500 

                            9 000       

PV(A) = ‐ 10000 – 1000(P/A,20,4) – 500(P/G,20,4) 

            = ‐ 10000 – 1000(2.5887) – 500(3.2986) 

            = ‐ 14238 

PV(B) = ‐ 9000 – 2500(P/A,20,4) 

           = ‐ 9000 – 2500(2.5887) 

           = ‐ 15471.75      

             Alternative A most economical                                                                                           

    

     1.b.  Which alternative of A and B should be recommended if the MARR = 20% and the requirement is 

short term? 

       The salvage value decreases by R1 000 per year.       

 

                                                                                                                  Salvage value  5 500 

                                                                                                                                                                                                                          

           A:                 0              1                2                  3                 4               5                 6                   

                                                   

 

                                            2 000         2 000          2 000          2 000        2 000          2 000 

                         10 000      

                                                                            Salvage value  4 500                                                             

          B:                  0               1                2                 3              4                                                    

                                             

 

                                             1 500         1 500         1 500    1 500                         

                           9 000     

                                            

              

            PV(A) = ‐10000 – 2000(P/A,20,4)+ 7500(P/F,20,4) 

           = ‐10000 – 2000(2.5887) + 7500(0.4823) 

           = ‐11560.15 

Page 24: Solutions Tutorials

         PV(B) = ‐9000 – 1500(P/A,20,4) + 4500(P/F,20,4) 

            = ‐9000 – 1500(2.5887) + 4500(0.4823) 

          = ‐ 10712.7                             

              Alternative B most economical one 

 

      1.c. Which alternative of A and B should be recommended if the MARR = 20% and the requirement is 

short term? 

       The salvage value decreases by R1 000 per year. 

         

                                                                                                                    Salvage value  5 500 

           A:                             2 500       2 500        2 500        2 500       2 500      2 500 

 

 

                                0           1               2                 3                 4               5                    6         

                                    

                        

                          10 200                                                                                                   

                                                                            Salvage value   5 000      

  

                                           2 500        2 500        2 500        2 500   

                                      

            B :               0           1                2                 3                    4      

                                               

                                                                  

                          8 000    

 

PV(A) = ‐10200 + 2500(P/A,20,6) + 5500(P/F,20,6) 

            = ‐10200 + 2500(3.3255) + 5500(0.3349)  

            = ‐10000 +8313.75 + 1841.95    

            = ‐ 44.3 

PV(A) = ‐10200 + 2500(P/A,20,4) + 7500(P/F,20,4) 

           = ‐10200 + 2500(2.5887) + 7500(0.4823)  

           = ‐10200 +6471.75 + 3617.25  = ‐ 111 

Page 25: Solutions Tutorials

PV(B) = ‐8000 + 2500(P/A,20,4) + 5000(P/F,20,4) 

           = ‐8000 + 2500(2.5887) + 5000(0.4823)     

           = 883.25                          

  Alternative B most economical one 

 

        1.d. Which alternative of A and B should be recommended if the MARR = 20% and the requirement 

is short term? 

       The salvage value decreases by R1 000 per year. 

         

                                                                                                                  Salvage value  5 500 

 

           A:                            3 000       3 000          3 000        3 000        3 000       3 000 

 

                               0            1               2                 3                 4               5                    6         

 

                                    

                          10 000      

 

                                                                             Salvage value  5 000   

     

                                           2 500        2 500         2 500     2 500     

                                    

          B:                   0          1                2                3                 4      

                                               

                                                                  

                           8 000      

 

    PV(A) = ‐10000 +3000(P/A,20,6) + 5500(P/F,20,6) 

            = ‐10000 +3000(3.3255) + 5500(0.3349) 

            = 1818.45 

PV(B) = ‐8000 + 2500(P/A,20,4) + 5000(P/F,20,4) 

            = ‐8000 + 2500(2.5887) + 5000(0.4823)     

            = 883                              

   Alternative A most economical one 

Page 26: Solutions Tutorials

AE(B) = ‐ 10712.7(A/P,20,4) = ‐ 10712.7(0.38629) 

             = ‐ 4138.20 

       Alternative B most economical one                                                 

 

 Tutorial5:   Depreciation and Income Taxes 

         Loans: 

1.An  individual  is borrowing   R100 000 at 10% compounded annually. The  loan  is to be repaid  in equal annual payments over 10 years. However  ,  just after the fifth payment  is made  , the bank increases the interest rate to 15% per year compounded annually. Calculate : 

a. The annual payments if the interest rate is 10%.   (16275) b. What amount is being paid as interest with the fifth payment.(7088.25) c. What amount is being paid as capital with the fifth payment (9187.23) d. What is the balance of the principal amount after the fifth payment. (61689.49) e. What is the balance of the principal amount after the 6th payment.(52539.91) f. What amount is being paid as interest with the 6th payment.(9253.68) g. What amount is being paid as capital with the 6th payment (9150) 

 

                    100000       i = 10%                                i = 15% 

 

                       0       1                         5             6                                               10y 

16275 18403.2 a. Annual payments i = 10%: 

  A = 100000(A/P,10,10) = 100000(0.16275) = 16275  b. Interest component of 5th payment: 

   I(t=5) = A(P/A,i,n‐t+1)i  = 16275(P/A,10,6)0.10 = 16275(4.3553)0.10 = 7088.25 

    Alternative calculation: 

U(4) = 100000(F/P,10,4) – 16275(F/A,10,4) 

         = 100000(1.4641) – 16275(4.6410) 

         = 70877.7 

I(t=5) = U(4)i = 70877.72(0.10) = 7087.7    

Page 27: Solutions Tutorials

c. Capital component of 5th payment: 

B(t=5) = A(P/F,i,n‐t+1) = 16275(P/F,10,6) = 16275(0.5645) = 9187.23 

    Alternative calculation: 

B(t=5) = A – I(t=5) = 16275 – 7088.25 = 9186.75 

 

d. Balance of principal amount at t=5: 

U(5) = 100000(F/P,10,5) – 16275(F/A,10,5) = 100000(1.6105) – 16275(6.1051) = 61689.49 

    Alternative calculation: 

U(5) = 16275(P/A,10,5) = 16275(3.7908) = 61695.27 

e. Annual payment i = 15%: 

A(y6‐y10) = 61689.49(A/P,15,5)  = 61689.49(0.29832) = 18403.2 

       U(t=6) = 61689.49(F/P,15,1) – 18403.2(F/A,15,1) 

                    = 61689.49(1.15) – 18403.2(1.0000) 

                    = 52539.91 

Alternative calculation: 

U(6) = 18403.2(P/A,15,4) = 18403.2(2.8550) = 52541.13 

f. Interest component of 6th payment: 

   I(t=6) = A(P/A,i,n‐t+1)i  = 18403.2(P/A,15,5)0.15  = 18403.2(3.3522)0.15 = 9253.68 

Alternative calculation: 

I(t=6) = U(5)0.15 = 61689.49(0.15) = 9253.42 

g. Capital component of 6th payment: 

B(t=6) = A(P/F,i,n‐t+1)  = 18403.2(P/F,15,5) = 18403.2(0.4972) = 9150 

 

After tax cash flow calculations.

Page 28: Solutions Tutorials

1.         A  lathe can be purchased new for R18 000.    It will have an 8‐year useful  life and a zero salvage 

value after the 8 years.  Reductions in operating costs (savings) from the machine will be R8 000 

for the first 4 years and R3 000 for the  last 4 years.   Depreciation will be by the 200% Declining 

Balance Method and using a tax  life of 5 years.   A used  lathe can be bought for R8 000 and will 

have a salvage of R3 000 after 5 years.    It will save a constant R3 000 per year over  the 8‐year 

period  ,  a market  value  of  R3000  after  8  years  ,    and will  be  depreciated  by  the  straight‐line 

method over a period of 5 years.   The effective  income tax rate  is 40%.   The before tax MARR = 

15%.   Should the company buy the new  lathe?   Note:   .(Answer: NPV new machine = 7543   NPV 

used machine = 5024) 

 

New Machine: 

Y  BTCF  Depr. 

=0.4 

BV beginning 

of the year 

Taxable 

income 

Tax 

‐40% 

ATCF 

0  ‐18000          ‐18000 

1  +8000  7200  18000  +800  ‐320  +7680 

2  +8000  4320  10800  +3680  ‐1472  +6528 

3  +8000  2592  6480  +5408  ‐2163  +5837 

4  +8000  1555  3888  +6445  ‐2578  +5422 

5  +3000  933  2333  +2067  ‐826.8  +2173 

6  +3000    1400  +3000  ‐1200  +1800 

7  +3000      +3000  ‐1200  +1800 

8  +3000      +3000  ‐1200  +1800 

MV           0    1400   ‐1400  +560  + 560   

 

 

   

 

 

Page 29: Solutions Tutorials

  After Tax MARR = (0.15)(1 – 0.40) = 0.09 = 9% 

NPV =  – 18000 + 7680(P/F,9,1) + 6528(P/F,9,2) + 5837(P/F,9,3) + 5422(P/F,9,4)  

               + 2173(P/F,9,5) + 1800(P/A,9,3)(P/F,9,5) + 560(P/F,9,8) 

          =  – 18000 + 7680(0.9174) + 6528(0.8417) 

               + 5837(0.7722) + 5422(0.7084) 

               + 2173(0.6499) + 1800(2.5313)(0.6499) 

               + 560(0.5019) 

          = 7543 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Used Machine: 

Page 30: Solutions Tutorials

 

Y  BTCF  Depr. 

 

BV beginning 

of the year 

Taxable 

income 

Tax 

‐40% 

ATCF 

0  ‐8000          ‐8000 

1  +3000  ‐1000  8000  +2000  ‐800  +2200 

2  +3000  ‐1000  7000  +2000  ‐800  +2200 

3  +3000  ‐1000  6000  +2000  ‐800  +2200 

4  +3000  ‐1000  5000  +2000  ‐800  +2200 

5  +3000  ‐1000  4000  +2000  ‐800  +2200 

6  +3000    3000  +3000  ‐1200  +1800 

7  +3000      +3000  ‐1200  +1800 

8  +3000      +3000  ‐1200  +1800 

MV  +3000    3000           0     +3000 

 

     

After Tax MARR = (0.15)(1 – 0.40) = 0.09 = 9% 

NPV =  – 8000 + 2200(P/A,9,5) + 1800(P/A,9,3)(P/F,9,5) + 3000(P/F,9,8)      

         = 5024   

 

 

 

 

 

 

5. First cost:   R75 000                                 

Page 31: Solutions Tutorials

Savings per year: R10 000                       

Project life : 6 years                                 

Tax life: 10 years                                     

Tax rate: 40%                                           

Residual value: R25 000                         

Loan : R25 000                                        

Interest on loan: 12%                               

Payback period : 2 years                          

Market value end of project life: R30 000  

Depreciation method: 200% declining balance method . 

Before tax MARR = 33.3333%       

By calculating the after tax NPV, determine if this project is economically feasible . 

Y  BTCF  DB 

α = 0.2 

BV  It  Taxable 

income 

Tax  Loan 

repay‐ 

ment 

ATCF 

0  ‐50000              ‐50000 

1  10000  15000  75000  3000  ‐8000  +3200  14792.50  ‐1592.5 

2  10000  12000  60000  1585  ‐3585  +1434  14792.50  ‐3358.5 

3  10000  9600  48000    +400  ‐160    +9840 

4  10000  7680  38400    +2320  ‐928    +9072 

5  10000  5720  30720    +4280  ‐1712    +8288 

6  10000        +15000  ‐6000    +34000 

Mv  30000    25000           

 

                 NPV = ‐ 28872.63               Not economically feasible 

A = 25000(A/P,12,2) = 25000(0.59170) = 14792.50 

It(y1) = 14792.50(P/A,12,2)0.12 =14792.50(1.6901)0.12 = 3000 

It(y2) = 14792.5(P/A,12,1)0.12 =14792.5(0.8929)0.12 = 1585                                                                             

 

Page 32: Solutions Tutorials

3. Index Engineering  specialize in the manufacturing of  low volume components for the health sector. 

Index Engineering received an order for  components that will realize an annual profit of R20 000 per 

year for the next ten years. To execute this order Index Engineering will have to procure equipment 

worth R100 000. A loan worth R42252.50 to be repaid in two equal annual payments, the interest 

payable is 12% per year, has been negotiated with the local bank. The loan of R42252.50 forms part of 

the total amount of  R100 000 to be invested. The following information is also available: 

Tax life:  8 years 

Depreciation method: The straight line or the 200% declining  balance method can be applied which  is the most advantageous for the company in each year. 

Residual value at the end of the tax life: R15 000  

Effective tax rate: 40% 

Before tax MARR = 33.3333% 

Original project life : 10 years 

Market value: R10 000 from year 5 until year 10        The client of Index Engineering is now negotiating to terminate the contract at the end of year 5. 

Will the contract be economically viable for Index Engineering if they allow their client to change the 

contract accordingly ?              

 

 

Y  BTCF  Straight 

line depr. 

BV  200% 

DB 

α=0.25 

It  Taxable 

income 

Tax  Loan 

repay‐ 

ment 

ATCF 

0  ‐57747.5    100000            ‐57747.5 

1  20000  10625  75000  25000  5070.3  ‐10070.3  +4028.12  25000  ‐971.88 

2  20000  8571.42  56250  18750  2678.7  ‐1428.7  +571.48  25000  ‐4428.5 

3  20000  6875  42188  14062    5938  ‐2375.2    17624.8 

4  20000  5437.6  31641  10547    9453  ‐3781    16219 

5  20000  4160.25  23731  7910    12090  ‐4836    15164 

Mv  10000    23731      ‐13731  +5492.4    15492.4 

 

 

 

A = 42252.50(A/P,12,2) = 42252.50(0.5917) = 25000 

Page 33: Solutions Tutorials

I(t1) = 25000(P/A,12,2)0.12 = 5070.3 

I(t2) = 25000(P/A,12,1)0.12 = 2678.7 

After tax MARR = 33.3333(1‐0.4) = 20% 

 

NPV = ‐ 57747.5 – 971.88(P/F,20,1) 

             ‐ 4428.52(P/F,20,2) 

             ‐ 17624.8(P/F,20,3)  

             + 16219(P/F,20,4) 

             + 15164(P/F,20,5)+15492.4(P/F,20,5)        

         = ‐ 31291.46      

                     Not   economically  feasible