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

5404

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
13.11.2022
Размер:
1.36 Mб
Скачать

3.В чём отличие простой процентной ставки от номинальной?

4.Как определяется принцип согласованности?

3.СИЛА ПРОЦЕНТА

3.1.Определение силы процента.

3.2.Связь между силой процента и коэффициентом накопления.

3.3.Связь между номинальными процентными ставками и силой процента.

3.4.Текущая стоимость.

3.5.Формула Студли для силы процента.

3.1.Определение силы процента

В предыдущих разделах было введено понятие номинальной процентной ставки ih(t). Особый интерес представляет предел этого выражения при h 0 Знак "плюс" здесь означает тот факт, что h стремится к нулю справа,

то есть является положительной величиной. Этот предел называется силой процента, которую будем обозначать символом (t ).Таким образом, по определению,

 

h

 

(3.1)

(t) lim i

 

(t).

 

h0

Вфинансовом смысле силу процента можно рассматривать как номи-

нальную процентную ставку, конвертируемую мгновенно, однако на практике невозможно реализовать процентную ставку, конвертируемую сколько угодно часто в единицу времени. Поэтому хорошим приближением к силе процента, достаточным для целей практического финансового анализа, можно считать номинальную процентную ставку сроком на один день.

22

3.2 Связь между силой процента и коэффициентом накопления

Подставим в формулу (3.1) выражение для номинальной процентной ставки, при этом получим

(t) lim

A(t, t h) 1

(3.2)

 

 

 

h 0

h

 

Коэффициент А(t,t+h) представляет собой накопление единичного капитала к моменту t + h, инвестированного в момент времени t. Таким образом, сила процента есть скорость изменения единичного капитала в момент времени t.

Поставим обратную задачу: найти коэффициенты накопления с помощью силы процента. Если эта задача будет решена, то сила процента будет той универсальной величиной, с помощью которой можно будет решать любые финансово-экономические вопросы.

Теорема. Если (t) непрерывна, a A(t0 ,t) имеет производную при t > to, где to – начальный момент времени, то при условии выполнения принципа согласованности имеет место формула

t

 

 

A(t0,t) = exp (t)dt .

(3.3)

t0

 

 

Доказательство. Рассмотрим выражение w(t) =

A(t, t

h) 1

 

h

 

 

 

и умножим числитель и знаменатель на величину A(to,t). Тогда на основании принципа согласованности получим

w(t) =

A(t

0,t) A(t,t h) A(t0,t)

 

A(t0

,t h) A(t0,t)

.

(3.4)

 

hA(t0 ,t)

 

 

hA(t

0,t)

 

 

 

 

 

 

Так как величина A(to,t) не зависит от приращения h, то формула (3.1) в

силу (2.9) принимает вид

(t)

1

lim

A(t0 , t)

A(t0 , t)

.

(3.5)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A(t0,t) h 0

h

 

Функция A(t0,t) является функцией одной переменной, а предел, стоящий в правой части (3.5), есть, по определению, производная от A(to,t). Поэтому

23

равенство (3.5) можно записать в виде

 

A (t0 , t)

(3.6)

(t)

A(t0 , t) .

Равенство (3.6) является дифференциальным уравнением первого порядка с разделяющимися переменными относительно неизвестной функции А. Решим (3.6):

 

 

1 dA

 

,

dA

dt.

(3.7)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A dt

 

A

 

 

 

1 dA

t

dt, InA

 

t

t

dt,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

t

0

 

 

t0

t0

 

 

 

 

 

 

t0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

InA(t0 ,t)

 

InA(t0 ,t0 )

dt.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t0

Так как А(t0 , t0 )

1 (см. формулу (2.10)), то равенство (3.7) принимает

вид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

InA(t0 ,t)

(t)dt или

A(t0 , t)

 

exp

(t)dt .

t0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t0

Теорема доказана.

Замечание. Доказательство этой теоремы имеет важное методоло-

гическое значение, так как здесь явно прослеживается основная идея теории сложных процессов – идея непрерывного роста денег. Если в начальный момент времени t = 0 инвестируется сумма Р 0 , то накопленный капитал A(t) за время t находится по формуле

 

t

(3.8)

 

 

A(t) P0 exp

 

(t)dt .

 

0

 

Из формулы (3.3) можно получить связь между силой процента и годовой процентной ставкой. Для этого достаточно в (3.3) положить t0 =

0, t = 1:

 

1

(3.9)

1 1 exp

 

(t)dt .

 

0

 

24

Пример 3.1. Найти накопленную стоимость 100 у.д.е. за год при силе процента 0,083 5 в год. Найти годовую фактическую процентную ставку,

соответствующую этой силе процента.

Решение. По формуле (3.8)

1

A 1 100exp 0,0835dt .

0

1

По формуле Ньютона-Лейбница 0,0835dt 0,835, поэтому А (1) = 100е0,0835

0

у.д.е.

На основании формулы (3.9) i = е0,0835 – 1= 0,0871.

Пример 3.2. Годовая фактическая процентная ставка равна 6 % Найти соответствующую ей постоянную силу процента.

Решение. По формуле (3.9)

 

 

1

i

e .

 

(3.10)

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

In(1,06)

0,058.

 

(3.11)

Пример 3.3. Накопление происходит при переменной силе процента,

которая задаётся формулой

(t)

a b exp(t /10), где единица измерения

времени – год. Найти а, b, если известно, что сумма 100 у.д.е. даёт

 

накопление 150 у.д.е. через 5 лет и 190 у.д.е. через 10 лет.

 

Решение. Воспользуемся формулой (3.8)

 

 

 

5

 

 

 

 

(3.12)

А(5)

100exp

a

b exp(t /10 dt

150,

 

 

0

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

A(10)

100exp

a

b exp t /10 dt

190.

(3.13)

 

 

0

 

 

 

 

Вычислим интегралы, стоящие в правых частях равенств (3.12), (3.13):

25

0
С другой стороны, по определению, A(0, h) = 1+hih.
Сравнивая две последние формулы, получим
26
h

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

b exp(t /10) dt

(at

10b exp(t /10)

t 5

5a

10b(e

1/ 2

1),

t 0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

b exp(t /10) dt

(at

10b exp(t /10)

t

10

10a 10b(e

1).

t

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

После этого система (3.12), (3.13) примет вид:

 

 

 

 

 

 

5a 10(e1/ 2 1)b

In1,5,

 

 

 

 

(3.14)

 

10a 10(e 1)b

In1,9.

 

 

 

 

 

Умножим первое уравнение на 2 и вычтем из него второе:

 

10(1 e) 20e1/ 2 b

2In15, In1,9 или

b

 

2In1,5 In1,9

0,0402 .

 

10 1 e 20e1 / 2

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставим теперь выражение для в первое уравнение системы (3.14):

5a

10 e1/ 2

1 2In1,5 In1,9

In1,5,

а = 0,5448.

10(1

е) 20е1/ 2

 

 

 

3.3 Связь между номинальными процентными ставками и силой

процента

В предыдущем разделе была установлена связь между фактической годовой процентной ставкой и силой процента. Аналогичным образом можно получить соотношения, связывающие номинальные процентные ставки с силой процента и, следовательно, с фактической годовой про-

центной ставкой.

За период времени h от начального момента t0 = 0 единичный капитал

прирастится на величину A(0,h) = exp (t)dt .

 

h

(3.15)

 

 

1 hih exp

 

(t)dt .

 

0

 

Рассмотрим практически важный случай, когда сила процента не зависит от времени, то есть (t)= . В этом случае формула (3.15)

принимает вид: 1+hih = e h

Учитывая тот факт, что e 1 i (см.формулу

(3.10)) получим, что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

(3.16)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1

hi

) h

 

1

i.

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассмотрим практически важный случай, когда h

1

p-целое. Тогда

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

формула (3.16) примет вид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1

 

1

 

i

( p)

)

p

1 i.

 

(3.17)

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Здесь i(р) – номинальная процентная ставка, конвертируемая р раз в единицу времени, в частности в год. Из (3.17) можно получить

выражение i через i(р) и наоборот:

 

 

 

 

i

(1

1

i

( p)

)

p

1,

(3.18)

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

(3.19)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i ( p)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1 i) p

 

 

1 p.

 

Из формулы (3.19) следует, что номинальная процентная ставка i(р)

эквивалента фактической процентной ставке в единицу времени i в том смысле, что они приносят одинаковый доход за единицу времени.

Пример 3.4. Найти накопленную стоимость 100 у.д.е. за 20 лет при:

а) фактическая процентная ставка 5 % в год ;

б) номинальная процентная ставка 5 % в год, выплачиваемая ежеквартально;

27

0,0676.
0,06882 .
0,06823 ,
In1,07
2 (1 0,07)1/ 2
4 (1 0,07)1/ 4
1
1

в) фактическая ставка 5 % в год, выплачиваемая в течение 10 лет, и

номинальная процентная ставка, выплачиваемая ежеквартально в течение последующих 10 лет.

Решение. А. Пользуясь формулой (2.2), получим А = 100(1+0,05)20 =

=265,33 у.д.е.

Б. Так как 20 лет состоят из 80 кварталов, то А = 100(1 + 14 0,05)80 = 270,15

у.д.е.;

 

 

 

В. А = 100(1 + 0,05)10 (1

1

0,05)40

267,73 у.д.е.

4

 

 

 

Пример 3.5. Пусть фактическая процентная ставка в год равна

10 %. Найти эквивалентную ей фактическую ставку в квартал.

Решение. Воспользуемся формулой (3.19): 14 i(4) (1 0,1)1/ 4 1 0,024.

Это фактическая квартальная ставка. Номинальная ставка: i(4) =

4 (1 0,1)1/ 4 1 0,096 .

Пример 3.6. При i = 0,07 найти: а) i(12), б) i(4), г) .

Решение. Воспользуемся формулой (3.19):

а) i (12) 12 (1 0,07)1/ 12 1 0,06785 ,

б) i (4)

в) i (2)

По формуле (3.10)

В этом примере выполняются неравенства: < i(12) < i(4) < i(2) < i.

Эти неравенства выполняются всегда, то есть для любых р1 < р2

< i ( p2 ) < i p1 ) < i.

28

3.4.Текущая стоимость

Впредыдущих разделах была выведена формула накопления капитала по известной силе процента:

t

(3.20)

 

A P exp (t)dt ,

0

где Р – начальный капитал; А – накопленная стоимость. Чтобы найти текущую стоимость, достаточно воспользоваться формулой (3.20)

и найти Р:

 

t

(3.21)

 

 

P Aexp

 

(t)dt .

 

0

 

Пусть накопленная стоимость А = 1. В этом случае величину Р обозначим через V(t):

 

t

(3.22)

V (t) exp

 

(t)dt .

 

0

 

Таким образом, V(t) – это текущая стоимость суммы 1, накопленной

за время t.

Замечание. Формула (3.20) и, следовательно, формула (3.21) были

выведены в случае, когда (t) является непрерывной функцией. Мате-

матически точно можно показать, что формула (3.20) остаётся верной,

когда (t) кусочно-непрерывная, в частности, кусочно-постоянная.

Пример 3.7. Пусть сила процента равна 6 %. Найти текущую стои-

мость суммы 100 у.д.е., выплачиваемой через 20 лет.

Решение. По формуле (3.21)

20

P 100exp 0,06dt 100 e 20 0,06100 e1,2 36,79у.д.е.

0

Пример 3.8. А. Пусть сила процента в банке А является кусочно-

постоянной:

29

 

0,08,

0

t

5,

(t)

0,06,

5

t

10,

 

0,04,

 

t

10.

Какая сумма дает за 20 лет накопленную стоимость 250 у.д.е.?

Б. Банк Б выплачивает проценты по фактической ставке 6 % в год в течение 20 лет. В какой банк следует поместить деньги, чтобы за 20 лет получить максимальный доход?

Решение: А. Воспользуемся формулой (3.21) : P = 250 exp

20

 

5

10

20

 

(t)dt

250exp 0,08ве

0,06dt

0,04dt 250exp 0,4 0,3 0,4 250е 1,3

0

 

0

5

10

83,22 у.д.е.

 

 

 

Б. Найдём текущую стоимость суммы 250 у.д.е. за 20 лет: Р =

250

77,95

у.д.е.

 

 

 

 

 

1,06 20

 

 

 

 

 

 

Вывод: доход в банке А выше.

Рассмотрим практически важный частный случай, когда сила процента

постоянна, t . При этом exp

Обозначим exp V , тогда

t

 

t

 

 

dt

exp

dt

exp

t (e )t .

0

 

0

 

 

V (t) V t

(3.23)

для любых t > 0. На основании (3.10) формула (3.23) принимает вид

V (t)

1

 

.

(3.24)

(1

i)t

 

Все вышесказанное можно выразить в терминах учётной ставки, если вспомнить соотношение. Тогда V(t) = (1 – d)t.

30

3.5 Формула Студли для силы процента

Важным примером математической формулы для силы процента является формула Студли, которую можно записать в виде

(t) p

S

,

 

1 r est

 

 

(3.25)

где p,s,r – параметры, которые определяются по заданной статистике.

Сила процента, определяемая формулой (3.25), обладает важным свойством: текущая стоимость любой суммы равна средневзвешенной текущих стоимостей двух сумм при различных постоянных значениях силы процента. Действительно,

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

s

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

rse sy

 

 

 

 

V (t)

exp

( у)

exp

( p

 

 

 

 

 

 

)dy

exp

( p s

 

 

 

 

 

 

)dy

 

1

r

est

 

1

r

esy

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

dre sy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

exp

( p

s)t

 

 

 

 

exp

 

( p

s)t

 

exp In(1

re sy )

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

r

esy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

exp

( p

s)t exp In(1

re st )

In(1

 

 

r)

 

exp

( p

s)t

1 re st

 

 

1

 

 

1

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

r

1

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x exp

( p

s)t

 

 

 

r

 

exp pt

1

 

 

V t

 

 

1

V t ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

r

 

 

1

r

1

1

 

r

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где V

e ( p

s) ,V

2

 

 

e p .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Итак, если сила процента (t) определяется формулой Студли (3.25), то

дисконтирующий множитель V(t) находится по формуле V(t) =

1

 

е p s t

 

r

 

e p t .

 

 

 

 

 

1

r

1

r

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1.Каково экономическое содержание понятия силы процента?

2.Каковы формулы накопления и дисконтирования в схеме непрерывных процентов?

31

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]