
- •Г.В. Бабенко Математическая экономика
- •Г.В. Бабенко
- •Предисловие
- •Глава 1 посвящена вопросам финансовых вычислений - процентные вычисления, дисконтирование, расчет доходности в случае совершения операций несколько раз в году.
- •Глава 4 раскрывает подходы к расчетам, применяемым при определении параметров сделок по краткосрочному и долгосрочному страхованию жизни.
- •Введение
- •1. Финансовые вычисления
- •Проценты простые
- •1.1.1. Наращивание по простой процентной ставке
- •1.1.2 Сложные проценты
- •1.1.3 Наращивание по сложным процентам
- •1.1.4 Определение суммы по смешанным процентным ставкам
- •1.1.5 Эквивалентная ставка
- •1.1.6 Номинальная ставка
- •1.1.7 Эффективная ставка
- •1.2 Математическое дисконтирование и банковский учёт
- •1.2.1 Математическое дисконтирование
- •1.2.2 Банковский учёт или учёт векселей
- •1.3 Учёт платёжного обязательства с начислением простых процентов.
- •1.3.1 Наращение по простой процентной ставке
- •1.3.2. Дисконтирование по сложным годовым учётным ставкам
- •1.3.3 Наращение по сложным учётным ставкам
- •1.3.4 Наращение по сложной учётной ставке m раз в году.
- •Вопросы и задачи:
- •2. Наращение процентов и инфляция.
- •2.1. Консолидация платежей
- •2.2 Методы составления планов погашения обязательств
- •2.3 Обыкновенная годовая рента
- •2.4 Оценки инвестиционных проектов
- •2.4.1 Внутренняя норма окупаемости
- •2.4.2 Граничный дисконтный множитель
- •2.5 Барьерная ставка
- •Вопросы и задачи:
- •3. Риски и их измерители
- •3.1. Методы уменьшения финансового риска
- •3.2. Оптимизация портфеля ценных бумаг
- •Вопросы и задачи:
- •4. Распределение рисков в страховании
- •4.1. Актуарная математика
- •4.2 Основные вероятностные характеристики продолжительности жизни
- •4.3. Анализ моделей краткосрочного страхования жизни
- •Откуда получим, что
- •4.4 Анализ модели долгосрочного страхования
- •Вопросы и задачи
- •5. Линейное программирование
- •5.1 Основные понятия математического программирования экономических процессов
- •5.1.1 Исследование операций. Оптимальное решение.
- •5.1.2 Классификация оптимизационных методов и моделей
- •5.1.3 Основные понятия и этапы построения оптимизационных моделей
- •5.1.4 Примеры задач линейного программирования
- •5.1.5 Общая постановка задачи линейного программирования
- •5.1.6 Теоретические основы методов линейного программирования. Выпуклые множества точек
- •5.2 Геометрический метод решения задач линейного программирования
- •5.2.1 Свойства задачи линейного программирования
- •5.2.2Геометрическое изображение системы ограничений.
- •5.3 Симплексный метод
- •5.3.1 Геометрическая интерпретация симплексного метода
- •5.3.2 Аналитические методы поиска оптимального решения
- •5.3.3. Симплексные таблицы
- •5.3.4 Метод искусственного базиса
- •5.4 Двойственные задачи
- •5.4.1 Экономическая интерпретация двойственной задачи
- •5.4.2 Взаимно двойственные задачи линейного программирования и их свойства
- •5.4.3 Первая теорема двойственности
- •5.4.4 Вторая теорема двойственности
- •5.5 Транспортная задача.
- •5.5.1. Экономико-математическая модель транспортной задачи.
- •5.5.2 Нахождение первоначального базисного распределения поставок
- •5.5.3. Поиск оптимального решения методом потенциалов.
- •5.6. Открытая модель транспортной задачи.
- •Вопросы и задачи:
- •6. Управление запасами
- •6.1 Модели управления запасами в экономике
- •6.2 Управление запасами при случайном спросе и задержке в поставках
- •Вопросы и задачи.
- •Заключение
- •Библиографический список
4.4 Анализ модели долгосрочного страхования
Рассмотрим модель финансовой деятельности компании, имеющей N страховых договоров t0, и предположим, что в этот момент премии p по страховым договорам внесены полностью. Обозначим через Tk время выплаты пособия по k-му договору, а через bk – величину этого пособия. В момент t0+0 капитал компании равен:
,
где Pk – плата за k-й договор.
Проанализируем динамику компании U(t), расположим Tk в порядке возрастания и получим вариационный ряд: 0<T(1)T(2)…T(N). В промежутках (Tk, Tk+1) капитал возрастает по закону U(T(k)+t)=U(T(k))(1+i)t, где i- ставка процента, не зависящая от времени.
В момент Tk+1 значение U(t) уменьшается на величину страховой выплаты:
.
Если окажется, что в некоторый момент времени T(k) величина U(T(k+1)–0) окажется меньше величины b(k), то компания не сможет выплатить нужную сумму, что означает разорение. Рассмотрим изменение величины U(T), при котором компания не разоряется. В момент времени T(1) – 0 компания располагает капиталом
U0(1+i)T(1) .
При этом выполняется соотношение:
.
В момент времени T(1) + 0 компания имеет сумму
,
т. е. она делает страховую выплату.
В момент T(2)-0 компания располагает капиталом
,
при этом условие «неразорения»
.
В момент времени T(2) + 0 капитал компании составит сумму
.
В момент времени T(N-1) – 0 компания будет располагать средствами:
.
Условие «неразорения»:
.
И тогда в момент времени T(N) – 0 капитал составит:
.
Условие «неразорения» на T(N) – 0:
Капитал должен соответствовать системе уравнений:
k=1…0
Компания не разорится, если будет выполнено N неравенств.
Разделив правую и левую части на (1+i), получим:
,
k=1…N
-
множитель дисконтирования
В таком виде все предыдущие неравенства будут справедливы, если будет выполнено неравенство при k=N, т. е.
условие «неразоримости».
,
тогда
,
Zk – сумма выплаты по k-ому договору, приведённая к моменту Т=0. Таким образом «неразорение» компании выглядит следующим образом:
.
Вероятность разорения компании задаётся формулой:
.
Эта формула аналогична формуле для вероятности разорения компании при краткосрочном страховании.
Величина U0 играет роль суммарного капитала, а величина Zk - убытка по k-тому договору. Таким образом при расчёте вероятности разорения по долгосрочному страхованию всё происходит также как и при краткосрочном страховании с убытками Zk при этом НСПО – премия для k-го договора будет выглядеть следующим образом:
(Pk)n=MZk.
А относительная страховая надбавка может быть определена формулой
.
Как было описано в вводном замечании актуарной математики, продолжительность жизни для цели страхования описывается функциями (t) и b(t). Предположим, что
приведённая стоимость страхового пособия на момент заключения страхового договора человеком в возрасте Х лет. Здесь - интенсивность процентов. Чтобы подчеркнуть зависимость связи Z от процентной ставки, введём обозначения Z:
A=MZ=Mb(Tx)V (Tx)=Mb(Tx)e- (Tx) -
приведённая стоимость страховой выплаты, если интенсивность процентов =. Предположим, что в нашей страховой модели функция b(Т) принимает значения «1» и «0». Это означает, что величина выплачиваемого пособия не зависит от момента выплаты. В этом случае:
,
где j
– степень величины будущей страховой
выплаты, подсчитанной для интенсивности
% ,
совпадающая со страховой выплатой,
рассчитанной для интенсивности % j.
Для средних значений получим:
Обычно основная процентная ставка не фиксируется, и в этом случае величины А=А, Z=Z. А величина Аj=jA, в этом случае
DZ=2A-A2.
Таким образом стоимость страхового пособия на момент заключения договора с человеком в возрасте Х лет может быть конкретизирована, и её расчёт может быть упрощён. В случае исключительно накопительного страхования
.
И тогда актуарная стоимость страхового пособия на момент заключения договора с человеком в возрасте Х лет задаётся по формуле
.