Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

финансов.матем

.pdf
Скачиваний:
108
Добавлен:
22.02.2015
Размер:
2 Мб
Скачать
☆

Анализ финансовых потоков

1.1. Финансовые ренты (аннуитеты)

Поток платежей, все члены которого положительные величины, а временные интервалы постоянны, называют фи-

нансовой рентой или аннуитетом.

Финансовая рента имеет следующие параметры: член ренты – величина каждого отдельного платежа, период ренты – временной интервал между двумя соседними платежами, срок ренты – время, измеренное от начала финансовой ренты до конца ее последнего периода, процентная ставка – ставка, ис- пользуемая при наращении или дисконтировании платежей, образующих ренту, число платежей в году, число начислений процентов в году, моменты платежа внутри периода ренты.

1.2. Виды финансовых рент

Классификация рент может быть произведена по раз- личным признаками. Рассмотрим их.

В зависимости от продолжительности периода, ренты делят на годовые и p-срочные, где p – число выплат в году.

По числу начислений процентов различают ренты с на- числением один в году, m раз или непрерывно. Моменты на- числения процентов могут не совпадать с моментами рентных платежей.

По величине членов различают постоянные (с равными членами) и переменные ренты. Если размеры платежей из- меняются по какому-либо математическому закону, то часто появляется возможность вывести стандартные формулы, зна- чительно упрощающие расчеты.

По вероятности выплаты членов различают ренты вер- ные и условные. Верные ренты подлежат безусловной выпла- те, например, при погашении кредита. Выплата условной ренты ставится в зависимость от наступления некоторого слу- чайного события. Поэтому число ее членов заранее неизвест- но. Например, число выплат пенсий зависит от продолжи- тельности жизни пенсионера.

61

Финансовая математика

По числу членов различают ренты с конечным числом членов или ограниченные и бесконечные или вечные. В каче- стве вечной ренты можно рассматривать выплаты по облига- ционным займам с неограниченными или не фиксированны- ми сроками.

В зависимости от наличия сдвига момента начала ренты по отношению к началу действия контракта или какому-либо другому моменту ренты подразделяются на немедленные и отложенные или отсроченные. Срок немедленных рент на- чинается сразу, а у отложенных запаздывает.

Ренты различают по моменту выплаты платежей. Если платежи осуществляются в конце каждого периода, то такие ренты называются обычными или постнумерандо. Если же выплаты производятся в начале каждого периода, то ренты называются пренумерандо. Иногда предусматриваются пла- тежи в середине каждого периода.

Анализ потоков платежей в большинстве случаев пред- полагает расчет наращенной суммы или современной вели- чины ренты.

1.3. Формулы наращенной суммы

Обычная годовая рента

Пусть в конце каждого года в течение n лет на расчетный счет вносится по R рублей, проценты начисляются один раз в года по ставке i. В этом случае первый взнос к концу срока ренты возрастет до величины R(1+i)n-1, так как на сумму R проценты начислялись в течение n-1 года. Второй взнос увеличится до R(1+i)n-2 и т.д. На последний взнос проценты не начисляются. Таким образом, в конце срока ренты ее наращенная сумма будет равна сумме членов геометрической прогрессии

S=R+R(1+i)+R(1+i)2+. . . + R(1+i)n-1,

в которой первый член равен R, знаменатель (1+i), число чле- нов n. Эта сумма равна

62

Анализ финансовых потоков

S = R

(1+i)n

−1

= R

(1+i)n −1

= Rsn;i ,

(1.1)

(1+i) −1

i

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sn;i

=

 

(1+i)n −1

 

(1.2)

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и называется коэффициентом наращения ренты. Он зависит только от срока ренты n и уровня процентной ставки i. По- этому его значения могут быть представлены в таблице с дву- мя входами.

Пример В течение 3 лет на расчетный счет в конце каждого года

поступает по 10 млн. руб., на которые начисляются проценты по сложной годовой ставке 10%. Требуется определить сумму на расчетном счете к концу указанного срока.

Решение

S =10 (1+0,1)3 −1 = 33,1. 0,1

Годовая рента, начисление процентов m раз в году

Посмотрим как усложнится формула, если предполо- жить теперь, что платежи делают один раз в конце года, а проценты начисляют m раз в году. Это означает, что приме- няется каждый раз ставка j/m, где j – номинальная ставка про- центов. Тогда члены ренты с начисленными до конца срока процентами имеют вид

R(1+j/m)m(n-1), R(1+j/m)m(n-2), . . . , R.

Если прочитать предыдущую строку справа налево, то нетрудно увидеть, что перед нами опять геометрическая про- грессия, первым членом которой является R, знаменателем (1+j/m)m, а число членов n. Сумма членов этой прогрессии и будет наращенной суммой ренты. Она равна

S = R

(1+ j / m)mn −1

.

(1.3)

(1+ j / m)m −1

 

 

 

 

63

Финансовая математика

Рента p-срочная, m=1

Найдем наращенную сумму при условии, что рента вы- плачивается p раз в году равными платежами, а проценты на- числяются один раз в конце года. Если R – годовая сумма пла- тежей, то размер отдельного платежа равен R/p. Тогда после- довательность платежей с начисленными до конца срока процентами также представляет собой геометрическую про- грессию, записанную в обратном порядке,

R

1

 

R

2

 

R

3

 

R

 

(1+i)n−

 

,

(1+i)n−

 

,

(1+i)n−

 

,...,

,

p

p

p

p

p

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

у которой первый член R/p, знаменатель (1+i)1/p, общее число членов np. Тогда наращенная сумма рассматриваемой ренты равна сумме членов этой геометрической прогрессии

S =

R

 

(1+i)(1/ p)np −1

= R

(1+i)n −1

= Rsn(;pi) ,

(1.4)

p

(1+i)1/ p −1

p[(1+i)1/ p −1]

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sn(;pi) =

 

(1+i)n −1

 

 

(1.5)

 

 

 

 

p[(1+i)1/ p −1]

 

 

 

 

 

 

 

 

коэффициент наращения p-срочной ренты при m=1.

Рента p-срочная, p=m

В контрактах часто начисление процентов и поступление платежа совпадают во времени. Таким образом число платежей p в году и число начислений процентов m совпадают, т.е. p=m. То- гда для получения формулы расчета наращенной суммы можно воспользоваться аналогией с годовой рентой и одноразовым на- числениемпроцентов в конце года, для которой

S = R (1+i)n −1 . i

Различие будет лишь в том, что все параметры теперь характеризуют ставку и платеж за период, а не за год.

Таким образом получаем

 

R

 

(1+ j / m)mn −1

 

(1+ j / m)mn −1

.

(1.6)

 

 

 

 

 

 

 

S = m

 

j / m

= R

j

 

64

Анализ финансовых потоков

Рента p-срочная, p≥1, m≥1

Это самый общий случай p-срочной ренты с начислени- ем процентов m раз в году, причем, возможно p≥m.

Первый член ренты R/p, уплаченный спустя 1/p года по- сле начала, составит к концу срока вместе с начисленными на него процентами

 

 

 

1

 

R

 

j m(n−

 

)

+

p

 

1

 

 

 

 

p

 

m

=

R

+

j mn−m / p

.

 

1

 

 

 

 

 

p

 

m

 

Второй член ренты к концу срока возрастет до

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

R

 

j m(n−

 

)

 

R

 

j mn−2(m / p)

+

p

=

+

 

1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

p

 

m

 

p

 

m

и т.д. Последний член этой записанной в обратном порядке геометрической прогрессии равен R/p, ее знаменатель (1+j/m)m/p, число членов nm.

В результате получаем наращенную сумму

S =

R (1+ j / m)(m / p)np

 

(1+ j / m)mn −1

.

(1.7)

 

 

 

 

p (1+ j / m)m / p −1 = R p[(1+ j / m)m / p −1]

 

Отметим, что из нее легко получить все рассмотренные выше частные случаи, задавая соответствующие значения p и m.

1.4. Формулы современной величины

Обычная годовая рента

Пусть член годовой ренты равен R, процентная ставка i, проценты начисляются один раз в конце года, срок ренты n. Тогда дисконтированная величина первого платежа равна

R 1+1 i = Rv ,

где

v = 1+1 i – дисконтный множитель.

65

Финансовая математика

Приведенная к началу ренты величина второго платежа равна Rv2 и т.д. В итоге приведенные величины образуют геометрическую прогрессию: Rv, Rv2, Rv3, ..., Rvn, сумма кото- рой равна

A = Rv vvn −−11 = R 1−(1i+i)−n = Ran;i ,

где

an;i = 1−(1i+i)−n

– коэффициент приведения ренты.

(1.8)

(1.9)

Как видим, коэффициент приведения ренты зависит только от двух параметров: срока ренты n и процентной став- ки i. Поэтому его значения могут быть представлены в таб- личном виде. Такие таблицы можно найти в книгах или по- строить самим на компьютере.

Рента p-срочная, p ≥ 1, m ≥ 1

Аналогичные рассуждения позволяют получить форму- лу для расчета современной величины ренты в самом общем случае для произвольных значений p и m

A = R

1−

(1+ j / m)−mn

 

,

(1.10)

p[(1

+ j / m)m/ p −1]

от которой нетрудно перейти к частным случаям при различ- ных p и m.

1.5.Зависимость между современной величиной и наращенной суммой ренты

Пусть A – современная величина годовой ренты постну- мерандо, а S – ее наращенная стоимость к концу срока n, p = 1, m = 1.

Покажем, что наращение процентов на сумму A за n лет дает сумму, равную S:

A(1+i)n = R

1−(1+i)−n

(1+i)n = R

(1+i)n −1

= S

(1.11)

i

i

 

 

 

 

 

66

Анализ финансовых потоков

Отсюда же следует, что дисконтирование S дает A:

Svn=A,

(1.12)

а коэффициент дисконтирования и наращения ренты связа- ны соотношениями:

a

n;i

(1+ i)n = s

(1.13)

 

n;i

 

 

sn;i vn =an;i .

(1.14)

1.6. Определение параметров финансовой ренты

Иногда при разработке контрактов возникает задача оп- ределения по заданной наращенной сумме ренты S или ее со- временной стоимости A остальных параметров ренты: R, n, i, p, m. Такие параметры как m и p обычно задаются по согласию двух подписывающих сторон. Остаются параметры R, n, i. Два из них задаются, а третий рассчитывается. Такие расчеты мо- гут быть неоднократно повторены при различных значениях задаваемых параметров, пока не будет достигнуто согласие сторон.

Определение размера ежегодной суммы платежа R

В зависимости от того какая обобщающая характеристи- ка постоянной ренты задана S или A, возможны два варианта расчета

R=S/sn;I

(1.15)

или

R=A/an;i. (1.16)

Определение срока постоянной ренты

Рассмотрим решение этой задачи на примере обычной годовой ренты с постоянными заданными платежами. Решая исходные формулы для S и A

S = R

(1+i)n −1

и A = R

1−(1+ i)−n

 

i

 

i

67

Финансовая математика

относительно срока n, получаем соответственно следующие два выражения

 

S

 

 

 

 

A

 

 

 

ln

 

i +1

 

−ln 1

−

 

i

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

n =

R

 

и

n =

 

 

 

(1.17)

ln(1

+ i)

 

 

ln(1+i)

 

 

 

Последнее выражение, очевидно, имеет смысл только при R>Ai.

Определение ставки процентов

Для того, чтобы найти ставку i, необходимо решить одно из нелинейных уравнений (опять предполагаем, что речь идет о постоянной годовой ренте постнумерандо) следующего вида

S = R

(1+i)n −1

или A = R

1−(1+ i)−n

,

 

i

 

i

 

которые эквивалентны двум другим

(1+i)n −1

=

S

= sn;i

или

1−(1+i)−n

=

A

= an;i

(1.18)

i

 

R

i

R

 

 

 

 

 

 

В этих уравнениях единственным неизвестным является процентная ставка i. Решение нелинейных уравнений может быть найдено лишь приближенно. Известно несколько мето- дов решения таких уравнений: метод линейной интерполя- ции, метод Ньютона-Рафсона и др. Мы рассмотрим сначала первый из них.

Метод линейной интерполяции

Прежде всего нужно найти с помощью прикидочных расчетов нижнюю (iн) и верхнюю (iв) оценки ставки. Это осу- ществляется путем подстановки в одну из формул (1.18) раз- личных числовых значений i и сравнения результата с правой частью выражения. Далее корректировка нижнего значения ставки производится по следующей интерполяционной фор- муле

i = i +

s − s’

(i

−i ) ,

(1.19)

 

’

s

‰

− s

‰

’

 

 

 

’

 

 

 

68

Анализ финансовых потоков

в которой sв и sв – значения коэффициента наращения (или коэффициента приведения) ренты для процентных ставок iн и iв соответственно. Полученное значение ставки проверяют, подставляя его в левую часть исходного уравнения и сравнивая результат с правой частью. Если достигнутая точность недоста- точна, повторно применяют формулу (1.19), заменив в ней зна- чение одной из приближенных оценок ставки на более точное, найденное на предыдущей итерации, и соответствующее ей значение множителя наращения (или приведения).

Метод Ньютона-Рафсона

Вэтом методе решение также находят итеративно, по- степенно шаг за шагом уточняя оценку. Метод разработан для решения нелинейных уравнений вида f(x)=0.

Внашем конкретном случае алгоритм поиска сводится к трем операциям на каждом шаге, которые зависят от поста- новки задачи (задана S или A) и типа ренты.

Сначала будем считать, что известна наращенная сумма S и найдена какая-то начальная оценка процентной ставки (например, методом проб).

А) Постоянная годовая рента постнумерандо, проценты начисляются один раз в конце года, p=1, m=1.

Требуется решить уравнение вида

(1+i)n −1

=

S

= sn;i

или

(1+i)n −1

 

− sn;i = 0.

i

 

R

i

 

Если ввести обозначение q=1+i и умножить обе части уравнения на –(q-1), то получим алгоритм уточнения оценки на каждом шаге k, состоящий из следующих трех операций:

f (qk ) = qkn −1−

 

S

 

(qk −1)

R

 

 

f ' (qk ) = nqkn−1 −

 

S

 

 

R

 

 

 

 

f (q ) qk +1 = qk − f ' (qkk )

69

Финансовая математика

Б) Постоянная p-срочная рента постнумерандо, процен- ты начисляются один раз в конце года, p≥1, m=1.

Требуется решить уравнение вида

(1

+i)n −1

 

=

S

= sn(,pi) или

(1

+i)n

−1

 

− sn(,pi) = 0 .

p[(1

+i)1/ p −1]

R

p[(1

+i)1/

p −1]

 

 

 

Вновь используем обозначение q=1+i и получим алго- ритм уточнения оценки на каждом шаге k, состоящий из сле- дующих трех операций:

f (qk ) = qkn −1−

f ' (qk ) = nqkn−1 −

qk +1 = qk −

RS p(q1k / p −1)

RS (qk(1/ p)−1 )

f (qk )

f ' (qk )

Замечания:

1)Начальную оценку q0=1+i0, требующуюся для начала итеративной процедуры следует выбирать такой, чтобы соот- ветствующий ей множитель наращения был как можно бли- же к заданному отношению S/R. Это сократит число итераций

иобеспечит сходимость алгоритма.

2)Остановка вычислений осуществляется после того как проверка, заключающаяся в сравнении множителя наращения

иотношения S/R, свидетельствует об их совпадении с доста- точной (наперед заданной) точностью.

Теперь будем считать, что известна современная стои- мость A и найдена какая-то подходящая начальная оценка процентной ставки.

А) Постоянная годовая рента постнумерандо, проценты начисляются один раз в конце года, p=1, m=1.

Требуется решить уравнение вида

1−(1+i)−n

=

A

= an;i

или

1−(1+i)−n

−an;i = 0

i

R

i

Здесь также используем обозначение q=1+i, и после ум- ножения обеих частей равенства на (q-1) получим алгоритм

70

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]