(完整版)北大版金融数学引论第二章答案.docx

合集下载
相关主题
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

版权所有,翻版必究
第二章习题答案
1.某家庭从子女出生时开始累积大学教育费用
5万元。

如果它们前十年每年底存
款1000元,后十年每年底存款 1000+X 元,年利率 7%。

计算 X 。

解:
S = 1000s ?
+ Xs ?
p 7% 10 p 7%
20
X = 50000 - 1000s 20
?p
7% = 651 72
s ? p7%
.
10
2.价值 10,000元的新车。

购买者计划分期付款方式:每月底还 250元,期限 4年。

月结算名利率 18%。

计算首次付款金额。

解: 设首次付款为 X ,则有
10000 = X + 250a 48
?p1.5%
解得
X = 1489.36
3.设有 n 年期期末年金,其中年金金额为
n ,实利率 i = 1。

试计算该年金的现值。

n
解:
P V =
na?n
pi
=
1 - v n
n 1
n
= (n + 1)n n 2- n n +2
(n + 1) n
4.已知: a?
n
p
= X , a ?
n
p
= Y 。

2
试用 X 和Y 表示 d 。

解: a 2
? n
p
= a? n
p
n
p
(1 - d) n

1
+ a?
Y - X ) n
d = 1 - (
X
5.已知: a? 7
p = 5.58238, a ? p
= 7.88687, a ? = 10.82760。

计算 i 。

11
18 p
解:
a 18
?p = a?7
p + a 11
?p v 7
解得
i = 6.0%
6.证明: 1
s
10
p +a ∞? p 。

= s 10? p
1-v 10
版权所有,翻版必究
证明:
s ? + a ?
(1+i) 10 - 1+1
1
10
p ∞ p
=i
i
=
10 p
10
1 - v 10
(1+i) - 1
s ?
i
7.已知:半年结算名利率 6%,计算下面 10年期末年金的现值:开始
4年每

年200元,然后减为每次 100
元。

解:
P V = 100a?8
p3% + 100a 20
?p
3% = 2189.716
8.某人现年 40岁,现在开始每年初在退休金帐号上存入 1000元,共计 25年。


后,从 65岁开始每年初领取一定的退休金,共计 15年。

设前 25年的年利率为 8%,
后15年的年利率 7%。

计算每年的退休金。

解: 设每年退休金为 X ,选择 65岁年初为比较日
1000¨?X ¨ ?
p7%
25
p8%=
15
解得
X = 8101.65
9.已知贴现率为 10%,计算 ¨?8
p。

解: d = 10%,则 i 1-d - 1 =1
9
=1
1 - v 8
= 5.6953
¨?8
p = (1 + i)
i
10.求证:
n
p
n p
+ 1 -
(1) ?¨ = a?
v n ;
(2) ?¨n
p = s? - n
p 1 + (1 + i) n
并给出两等式的实际解释。

证明: (1) ¨?n p =1
- d v n
=1
- i v n
=1
- v n
i
+ 1
- v n
1+i
所以
¨?n
p = a?n
p + 1 - v n
(1+ n
n
n
所以n p
= s? -n
p
1 + (1 + i)
n
¨?
版权所有,翻版必究
12.从 1980年 6月7日开始,每季度年金100元,直至 1991年 12月 7日,季结算名利
率6%,计算: 1)该年金在 1979年 9月 7日的现值; 2)该年金在 1992年 6月 7日的终值。

解:
P V = 100a49?p1.5%- 100a?2p1.5%= 3256.88
AV = 100s 49?p1.5% - 100s?2p1.5% = 6959.37
13.现有价值相等的两种期末年金 A 和 B。

年金 A 在第 1-10年和第 21- 30年中每
年1元,在第 11- 20年中每年 2元;年金 B在第 1- 10年和第 21-30年中每年付款金
额为 Y ,在第 11- 20年中没有。

已知: v10=1,计算 Y。

2
解:因两种年金价值相等,则有
a30 ?p i+a10?p i v10=Y a30 ? - p i Y a10?pi v10
所以Y = 3- v10- 2v30
=1
1+v10- 2v30.8
14.已知年金满足: 2元的 2n期期末年金与 3元的 n期期末年金的现值之和为 36;另外,递延 n年的 2元 n 期期末年金的现值为 6。

计算 i。

解:由题意知,
2a?
n pi + 3
a?= 36
2n
pi
2a?n pi v n= 6
解得
a?7p 15.已
a11?p 知
i = 8.33%
a?3p + s X ?p
=
a Y ?p + s Z?p。


X
,Y和Z。

解:由题意得
1 - v
1 - v 解得
7
11
=(1 + i) X - v3
(1 + i) Z - v Y
X=4,Y =7,Z=4
16.化简 a15?p(1 + v15 + v30)。

解:
15p153045p
a ?(1 + v+ v) = a ?
北京大学数学科学学院金融数学系第 3 页
版权所有,翻版必究
17.计算下面年金在年初的现值:首次在下一年的4月1日,然后每半年一
次2000元,半年结算名利率9%。

解:年金在4月1日的价值为P
4.5%
×2000 = 46444.44,则
=1+4 .
5%
P V =
P
= 41300.657 (1 + i)2+23
18.某递延永久年金的买价为P ,实利率 i,写出递延时间的表达式。

解:设递延时间为 t,有
1
P = i v t
解得
ln
t = - ln(1+ iP i)
19.从现在开始每年初存入 1000元,一直进行 20年。

从第三十年底开始每年领取一
定的金额 X ,直至永远。

计算 X 。

解:设年实利率为 i,由两年金的现值相等,有
X
1000¨20pi=v29
i
解得X = 1000((1 + i) 30- (1 + i)10)
20.某人将遗产以永久年金的方式留给后代 A 、B、C、和 D :前 n年, A 、 B和C三人平分每年的年金, n年后所有年金由 D一人继承。

如果四人的遗产份额的现值相
同。

计算 (1 + i) n。

解:设遗产为1,则永久年金每年的年金为i ,那么 A,B,C 得到的遗产的现值为 i,而D得到遗产的现值为v n。

由题意得
3a
n pi
1 - v n= v n
3
所以(1 + i) n= 4
21.永久期末年金有 A 、 B、C、和 D四人分摊, A 接受第一个 n年, B接受第二
个n年, C接受第三个 n 年, D接受所有剩余的。

已知: C与A 的份额之比为 0.49,
求B与D 的份额之比。

版权所有,翻版必究
解: 由题意知
PV C =
a?n
p
= 0.49
P V
v n
A
2
那么
a?n
p
PV B
=
a?n
p = 0.61
v n
13
n
P V v
D
i
22.1000元年利率 4.5%的贷款从第五年底开始每年还贷 100元,直至还清,如果最后一次的还款大于 100元。

计算最后一次还款的数量和时间。

100a?
<1000
n p4.5%v 4
解得 n = 17
解:
n
+1 p4.5%v
4
>1000
100a
列价值方程
100a ?
p4.5%+
Xv 1 = 1000
16
2
解得
X = 146.07
23.36年的期末年金每次 4元,另有 18年的期末年金每次 5元;两者现值相等。

如果 以同样的年利率计算货币的价值在 n 年内将增加一倍,计算 n 。

解: 两年金现值相等,则
4 ×a
36 p
i = 5 × ,可知
? 18
18
= 0.25
v
由题意, (1 + i) n
= 2
解得 n = 9
24.某借款人可以选择以下两种还贷方式:每月底还 100元, 5年还清; k 个月后一
次还 6000元。

已知月结算名利率为 12%,计算 k 。

解: 由题意可得方程
100a 60
?p1% = 6000(1 + i) - k
解得
k = 29
25.已知 a?2
pi = 1.75,求 i 。

解: 由题意得
1 - v 2= 1.75i
解得
i = 9.38%
26.某人得到一万元人寿保险赔付。

如果购买 10年期末年金可以每年得到 1538元, 20

的期末年金为每年 1072元。

计算年利率。

版权所有,翻版必究
27.某人在银行中存入一万元 10年定期存款,年利率 4%,如果前 5年半内提前支
取,银行将扣留提款的 5% 作为惩罚。

已知:在第 4、 5、 6和7年底分别取出 K
元, 且第十年底的余额为一万元,计算 K 。

解: 由题意可得价值方程
10000 = 105Ka?2
p4%v3+Ka? 2
p4% + 10000v 10
则 K = 10000-10000v
10
= 979.94
105a?
+a?
5
2p4%v 3
2 p4%v
28.贷款 P 从第六个月开始分十年逐年还清。

第一次的还款额为后面还款的一半,前四年半的年利率为 i ,后面的利率为 j 。

计算首次付款金额 X 的表达式。

解: 选取第一次还款日为比较日,有价值方程
1
P (1 + i) 2
= X + 2Xa? 4pi + 2Xa? 5
pj (1 + i) - 4
所以
P (1 + i) 1
2
X =
1 + 2a?4
pi + 2a?5
pj (1 + i) - 4
29.已知半年名利率为 7%,计算下面年金在首次付款 8年后的终值:每两年付款2000元,共计 8次。

解:
30.计算下面十年年金的现值:前 5年每季度初支付 400元,然后增为 600元。

已知年利率为 12%。

(缺命令)
解:
P V = 4 ×400 + 4 600v ×5= 11466.14
31.已知半年结算的名贴现率为 9%,计算每半年付款 600元的十年期初年金的现值表达式。

解:
32.给出下面年金的现值:在第 7、 11、15、19、23和27年底支付一个货币单位。

解:
1
(1 +i ) 24
= a 28
? - p
a?4
p
P V =
24
p i
v
3 =
- 1 4
- 1] s?
(1 + i) [(1 + i) + s?
i
版权所有,翻版必究
33.750元的永久年金和每 20年付款 750元的永久年金可以用每次 R 元的 30年期末年金代替,半年换算名利率 4%,求 R 的表达式。

解: 设年实利率为 i ,则 (1 + 2%) 2
= 1 + i 。

有题意得
750
+
750
i
20
pii =Ra
30? pi
s ?
解得
R = 1114.77
34.已知每三年付款一元的永久期末年金的现值为 125/91,计算年利率。

解: 由题意知
1 = 125
is?3pi 91
解得
i = 20%
35.已知: 1元永久期初年金的现值为 20,它等价于每两年付款 R 元的永久期初年 金,计算 R 。

解: 由题意得
20= 1
=
R
d
a?2pi
i
解得
R = 1.95
36.已知每半年付款 500元的递延期初年金价格为 10000元。

试用贴现率表示递延时间。

(2)
1
解: 设贴现率为 d ,则 1 =
i
2
(1 - d)
+
1
2
设递延时间为 t ,由题意 得
10000 = 2
t (2)
?
×500v ¨
∞ p
1
解得
t = ln 20 + ln(1 - (1 - d) 2
)
ln(1 - d)
37. 计算: 3a?(2) np = 2a (2) 2 np =
45s?(2) 1p
,计算 i 。

i
a?
= 45 × s?
解:
n pi
1 pi
i
i
a
3 ×?n pi
= 2
×
n
= 1
1 i (2)
i 2
i 2
解得: v , i = 。

2 30
版权所有,翻版必究
38.已 知 i (4) = 16%。

计 算款1元, 共12年。

(问题)
解:
39.已知: δ t =1+
1t。

求 ˉ?n
p
解:
以下期初年金的现值:现
在开始每4个月付
的表达式。

∫n
ˉ?n
p =
e
- R 0
t
δs
ds
dt = ln(1 + n)
40.已知一年内的连续年金函数为常数 1,计算时刻 t ,使得只要在该时刻一次性支付一个货币单位,则两种年金的现值相等。

解: 第一种年金的现值为
∫1
v t
dt = 1 - e - δ
δ
第二种年金的现值为 e - δt ,则
ln
所以
t = 1 +1 δ δi
1 - e - δ δ
= e - δt
41.已知: δ = 0.08。

计算从现在开始每个季度初存入 100元的 20年期初年金的现值。

(结果和李凌飞的不同)
解: 设季度实利率为 i 。

因 a(t) = e ,则 e
= (1 + i) 所以
δt
1
4 δ
1 - v 80
= 4030.53
80 pi
i
P V = 100 ¨? = 100(1 + i)
42.现有金额为 40,000元的基金以 4%的速度连续累积。

同时每年以 2400元的固定
速连续地从基金中取钱,该基金可以维持多少时间?
解: 设年实利率为 i ,则 i = e δ- 1
设基金可维持 t 年,由两现值相等得
40000 = 2400a?t
pi
北京大学数学科学学院金融数学系第 8 页
版权所有,翻版必究
43.已知某永久期末年金的金额为: 1,3, 5, . . . 。

另外,第 6次和第 7次付款的现值相等,计算该永久年金的现值。

解: 由题意:
11 13
(1+i) 6
=(1+i) 7
?
i = 11
2 P V = v + 3v 2+ ···+ (2n - 1)v n + ···
2
+ ··· = v[1 + P V + 2(v + v )]
= v(1 + P V +
1-v
)
2v
解得:P V = 66
44.给出现值表达式 Aa? n
p + B (Da) n
|所代表的年金序列。

用这种表达式给出如
下25年递减年金的现值:首次 100元,然后每次减少 3元。

解: 年金序列: A + nB, A + (n - 1) B, . . . , A + 2B, A + B
所求为 25a 25
?p
+ 3(Da) 25
|
45. 某期末年金(半年一次)为: 800, 750, 700, . . . , 350。

已知半年结算名利率
为16%。

若记: A = a 10
?p
8% ,试用 A 表示这个年金的现值。

解: 考虑把此年金分割成 300元的固定年金和 500元的递减,故有:
2 × (10-A)
10
p8%
+ 500(Da) 10 |8%
= 300A + i (2) = 6250 - 325A
300a ?
46. 年利率 8%的十年储蓄:前 5年每年初存入 1000元,然后每年递增 5%。

计算第十年底的余额。

解: 由题意:
AV =1000s? 5
p8%
(1 + 8%)6+ (1000 ×1.05 ×1.085 +
2
4
···
5
×1.08)
1000 ×1.05 ×1.08 +
+ 1000 ×1.05 =100
(1 + 8%)
5 - 1
6
+ 1000 ×1.05
5
8% 1.08
×1.08
1(
1.05
1.08)5
11.05
1.08
=16606.72
47. 已知永久年金的方式为:第 5、 6年底各 100元;第 7、 8年底各 200元,第 9、10年底各 300元,依此类推。

证明其现值为 :
v 4
100
北京大学数学科学
学院
金融数学系i - vd
第 9 页
版权所有,翻版必究
解:把年金分解成:从第5年开始的 100元永久年金,从第 7年开始的 100元永久
年金 . . .。

从而
P V =v41001 1
= 100v
4
11= 100v4
i a?2pi i i 1 - v 2i - vd
48.十年期年金:每年的 1月1日 100元; 4月1日200元; 7月 1日 300元; 10月 1日400元。

证明其现值为:
1600¨10p(4)(4)1|

(I¨)
证:首先把一年四次的付款折到年初:m = 4, n = 1, R = 100m2= 1600从而每年初当年的年金现值:
1600(I(4)(4)
¨) 元
1|
再贴现到开始时:
10 p
(I (4)(4)1|

1600¨¨)
49. 从现在开始的永久年金:首次一元,然后每半年一次,每次增加3%,年利率8%,计算现值。

解:半年的实利率: j = (1 + 8%) 1
2- 1 = 3.923%
PV =1+ 1.03 + 1.032+ ···
1 + j(1 + j) 2
1.03
=(1 - 1 + j
)- 1
=112.59
50. 某人为其子女提供如下的大学费用:每年的前9个月每月初 500元,共计 4年。

证明当前的准备金为:
6000¨4p (12) /12|¨ 9
证:首先把 9个月的支付贴现到年初:m = 12, n = 9/12, R = 500m = 6000从而每年初当年的年金现值:
(12)
6000¨
9/12|
贴现到当前:
4p (12)9/12|
? ¨
北京大学数学科学学院金融数学第 10页

版权所有,翻版必究
51.现有如下的永久年金:第一个 k 年每年底还;第二个 k 年每年底还 2R ;第三个k 年每年底还 3R;依此类推。

给出现值表达式。

解:把此年金看成从第nk年开始的每年为 R的永久年金 (n = 0, 1, 2, ···):每个年金的值为
Ra∞?p
在分散在每个 k年的区段里:
Ra∞|
a k|
再按标准永久年金求现值:
R(a∞|)2
a k|
52.X表示首次付款从第二年底开始的标准永久年金的现值,20X表示首次付款
从第三年底开始的永久年金:1, 2, 3, ···的现值。

计算贴现率。

解:由题意:
1
X=1
i 1+i
20X = (1
11
解得: i = 0.05即: d =i1+i= 0.04762i
+
i 2
)
(1+i) 2
53.四年一次的永久年金:首次 1元,每次增加 5元, v4 = 0.75,计算现值。

与原答
案有出入
解: (期初年金 )
∑∞5-4= 64 P V = 1 + 6v4+ 11v9+=(4n-4) =
···
(5n - 4)v(1 - v 4)2 1 -v4
i=1
(期末年金 )
P V¨= v + 6v5+ 11v10 +····P V=
= v
59.5587
54.永久连续年金的年金函数为 :(1 + k) t,年利率 i ,如果: 0 < k < i ,计算该年金
现值。

与原答案有出入
解:由于 0 < k < i ,故下列广义积分收敛:
P V =∫∞

∞ 1 + k
t- δt
)t dt=
0dt0
1
ln(1 + i) - ln(1 + k)
北京大学数学科学学院金融数学系第11页
版权所有,翻版必究

i
t=1
1∑n1∑
¨? t-p 55. 递延一年的 13年连续年金的年金函数为 t2 - 1 ,利息力为 (1 + t) - 1,计算该年金
现值。

与原答案有出入
解:
∫1∫14t- 1
P V = exp(-
1(t2
- 1) exp(-

1
1 + t
dt)
10
1 + s ds)dt = 47.43
56. 给出下列符号的表达式 :
n n
∑∑
(Ia)t|和(Da) t|
t=1t=1
解:由 (Ia)t|表达式有:
∑n
(Ia)t|=
t=1
=ntv t
n
¨tp? -tv t
i t=1i t=1
1
=
1 ∑n
[(1 + i) - v t- 1]-i(Ia)n|展开求和即得
i2
=
1 t=1
2¨n p+ nv n]
i2[n(1 + i) -?
由(Da) t|表达式有:
n∑t
p
t - a?
t=1
(Da)t| =
t=1
i

=
1 ∑n
t -n1 - v t
i t=1t=1i
= 1 n(n + 1) - 1(n - a? n p)
i2i2
i
=n2(n + 1) - n + a? n p
i2
57. 现有两种永久年金: A -金额为 p的固定期末年金; B-金额为 q, 2q, 3q,的
···递增期末年金。

分别对两种年金的现值之差为
0和得到极大两种情况计算年

率。

北京大学数学科学学院金融数学系第12页
版权所有,翻版必究
解: 年金现值分别为:
P V A
= pa ∞?pi =
p
i q q
P V =
q(Ia)
∞|
= i +
B
(1)当P V A
= P V B
时有:
ip = iq + q
i =q p-q ,
p > q
解得:
i 不存在 ,
p ≤ q
(2)令 f(i) = p i - q i - i
q 2
p
+ q + 2 q
= 0 f 0
(i) = -
i 2 i 2 i 3
解得: i
p-q
p > q
= 2q
58. 某零件的使用寿命为 9年,单位售价为 2元;另一种产品,使用寿命 15年,单价
增加 X 。

如果某人需要 35年的使用期,假定在此期间两种产品的价格均以年
增4%的幅度增加,要使两种产品无差异的 X 为多少? (缺少利率 ?下面的计算年利率i = 5%)( 与原答案有出入 )
解: 用 9年一周期的产品,则有支付的现值为:
1.04 ) 1.04
)
1.04
1 = 2
×[1 + ( 1.0
1.0
)
9+ (
18+ (
27]
5
5 5
用15年一周期的产品,则有支付的现值为:
PV 2
=(2+X)
1. 04
1.04
15+ ( 1.0 30]
[1×+ ( 1.0 )
)
由P
V 1
2
5
5
= PV 有:X=0.6992
59. 计算 m + n 年的标准期末年金的终值。

已知:前 m 年年利率 7%,后 n 年年利 率11%,s m
p 7% n p11%。

= 34, s? = 128
解: 由 s?n
p 的表达式有: (1 + 0.11) n
= 0.11s?n p11%+ 1
AV
= s ?
(1 + 0.11) + s?
n p11%
m
p 7%×
n
=
s m
?p7%×(0.11s?n
p11% + 1) + s?n
p11%
= 640.72
北京大学数学科学学院金融数学系第13页
版权所有,翻版必究
60.甲持有 A 股票 100股,乙持有 B股票 100股,两种股票都是每股 10元。

A 股票

年底每股分得红利0.40元,共计10年,在第10次分红后,甲以每股2元的价格将
所有的股票出售,假设甲以年利率6%将红利收入和股票出售的收入进行投资。

B股
票在前 10年没有红利收入,从第 11年底开始每年每股分得红利 0.80元,如果乙也
是以年利率 6%进行投资,并且在 n年后出售其股票。

为了使甲乙在乙的股票出售
时刻的累积收入相同,分别对 n = 15, 20两种情况计算乙的股票出售价格。

解:设 X 为买价,有价值方程:
+
0.4s10?p6% + 2 = 0.8s n- 10|6% X(1 + 0.06) -(n-10)
从而有:
X= (0.4s 10?p6%+ 2- 0.8s n- 10|6%)(1 + 0.06)(n-
10)5.22 n = 15
解得:X=
2.48n = 20
61.某奖学金从 1990年元旦开始以十万元启动,每年的 6月 30日和 12月 31日用半年结算名利率 8%结算利息。

另外,从 1991年元旦开始每年初可以固定地收到捐
款5000元。

(从 1991年的 7月开始? )每年的 7月 1日要提供总额为一万二千元
的奖金。

计算在 2000年元旦的 5000元捐款后基金的余额。

解:由题意:
AV = 100000(1 + 4%) 20+ 5000 s
20
?
p
4%
- 12000(1 + 4%)s20? p4% = 109926.021 s?s?2p4%
2p4%
62.已知贷款 L经过 N (偶数)次、每次 K 元还清,利率 i 。

如果将还贷款次数减少一半,记每次的还款为 K 1,试比较 K 1与 2K 的大小。

解:由题意:
2m pi ? K1=K[1+
1
m ] < 2K
1 m pi
= Ka(1 + i)
K a ?
63.已知贷款 L经过 N 次、每次 K 元还清,利率 i 。

如果将每次的还款额增加一倍,比较新的还款次数与 N/2 的大小。

解:由题意:
N
1 +N
2Ka M ?p i=Ka N ?p i v M = v> v 2
即:M < N/2
2
北京大学数学科学学院金融数学系第14页
版权所有,翻版必究
64.从 1990年的元旦开始在每年的 1月和 7月的第一天存款 500元,年利率 6%,问:什么时刻,余额首次超过一万元、十万元。

解:半年实利率: i = (1 + 6%) 1/2 - 1 = 2.9563% 余额首次超过 X 的时刻:
500¨2n|i≥ X
8X = 10000
从而解得: n ≈
35X = 100000
65.帐户 A 从 1985年元旦开始每年初存款 1000元,共计 10年;帐户 B从1985年元旦开始每年初存款 500元;两帐户年利率均为 5%。

问:何时帐户 B的余额首次超过帐户A 。

解:由题意,设所求时间为n:
1000¨10p5%≤500¨?n p5%
解得: n - 1≥ 故30在2015年的元旦B超过A。

66.已知 A = s n|i,B = s n+1|i。

用 A 和 B给出 n和 i的表达式。

解:由 =(1+i)n- 1得: (1 + i)A = B - 1
i
从而 i = B-A-1
2
A
ln(+1)
带入 s n|i=A 解得:n =A B2-A-1
ln(B- 1
)
A
67.分别对以下三种情况给出i的表达式 :
1)A = a? n pi, B = s?n pi
2)A = a? n pi, B = a2?n pi
3)A = a? n pi, B = s2?n pi

解: 1)Bv n = A ? i = n B
A -1
a 2 n|
√-A B2
2)ia?n p + a n |= 2 ? i = A2
2n
A ? i =n √ 2B
3)v nB = A + v A+
A2+4AB - 1
68. 对于固定的 n和L ,且 L > n ,证明: L = a?n p在 - 1 < i < 1 上有唯一解。

版权所有,翻版必究
证: (斯图姆判别? ) 考虑如下现金流:初始时刻投入L, 而后的 n年每年末得到回
报1,从而此投资的内部收益率 i满足
L = a?n pi
由于现金流只改变一次方向,从而由笛卡儿符号法则有,在- 1 < i < 1, 有唯一的内部收益率。

69.证明: (Ia)n pi+ (Da)ni= (n + 1)a n pi;s n+1pi=i(Is) n pi+ (n + 1)。

并给出实际
背景解释。

n, n - 1,, 1
···
证: 1)实际意义:现金流拆分 (n + 1), (n + 1), ···, (n +
1) ?
1, 2,···, n
(Ia)n pi+ ( Da)ni =¨ ? n-p nv n+n- a?n p
i i
a?n p(i-d d) + n(1 - v n)
=
i
= (n + 1)a?n p
2)实际意义:终值是本金(n + 1)和利息利滚利 i(Is) n pi的结果:
s n+1| - (n + 1)
i(Is) n pi+ ( n + 1) =i i+ (n + 1)
=s n+1|
70. 当i > 0, n > 0 时,有:
(Ia)n pi< [(n + 1)/2]a? n pi< (Da)n pi
证:由 69题有: [(Ia)
n p i
+ (
Da)n p i]
/2 = (n + 1)a?n
p i/
从而,只要证:
2
(Ia)n pi<(Da) n pi(? )
注意到: (Da)n pi
-(Ia)n pi
?(n - 1), (n - 3),
···这年金
, -(n - 3), -(n - 1)
前后对称,而后面的贴现因子比较大,从而有(? )成立。

71.某雇员在退休前的第 37年参加企业养老金计划 ,当时年收入为 18,000元,然后每年以 4%的速度增加 (假定提薪恰好在每年的年中进行 )。

1)分别对以下两种退
休金方式计算年退休金占退休前一年年薪的比例:如果年退休金为工作期间年平均工资的 70%;年退休金为年平均工资的 2.5%再乘以工作年限。

2〕如果企业和个人分别将年工资的3%存入年利率 6%的养老基金,试对以上两种退休金方式计算退休金的领取年限。

北京大学数学科学学院金融数学系第16页
版权所有,翻版必究
解: 1)平均工资: $ = 18000(1 + 1.04 + ···+ 1.0436)/37 = 39747.04
退休前一年的工资:18000 ×(1 + 0.04)36 = 73870.79
法一:年退休金: 0.7$ = 27822.93,比例为: 37.66%
法二:年退休金: 0.25$ ×37 = 36766.01,比例为: 49.77%
2)企业和个人各存 3%则一共存 6%,从而这笔基金的终值为:
36

P = 18000×6% × (1 + 4%)t(1 + 6%)36- t= 235871.7
t=0
设年退休金为 R,则有:
R¨?n p6%≤ P
解得: n = 12第一种方式
8第二种方式
72.已知永久期初年金为:首次1元;第二年初 1 + 2元;第三年初 1 + 2 + 3元;依此类推;第 n年初 1 + 2 ++ n元。

证明该年金的现值为: ¨(I¨)。

···∞p∞p
解:进行现金流拆分:从第一年出发的一份标准永久年金,从第二年出发的两份标准永久年金,···,从第n年出发的n份标准永久年金···。

分别求各个子
现金流的现值得到如下的现金流:
¨∞p, 2¨∞p, ··· , n ∞¨p, ···
其现值即为原年金的现值:¨∞p(I¨)∞p。

73.已知连续年金函数为 f(t) ,0时刻的年金为 F ,利息力δ,如果用 F 表示时刻 t

0t
年金终值,证明 :
dF t
= δF t+f (t)
dt
证:由定义
∫t∫t
F t= f (s)e(ds= e f (s)e ds
t-s) δt δ-s) δ
00
dF t
∫t
= δe- δs
dt0tδF
δt f (s)e + f(t) = + f (t)
74.A从B处借得 10,000元,年利率 4%,计划分 40次按季度等额偿还。

在第 6年底, B希望立即收回所有借款,因此将今后接受还款的权利转卖给C,转卖价格
使C今后几年的年收益率将达到6%,计算转卖价格。

北京大学数学科学学院金融数学系第17页
版权所有,翻版必究
解: A 从 B借款:季度实利率为 i = (1 + 0.04)1/4- 1
10000 = Ra ?
pi
40
B把后 16次的还款卖给 C:季度实利率为: i0 = (1 + 0.06)1/4 - 1
P = Ra40|i0= 10000a40|i0
40pi a ?
解得: P = 4303.1。

75. 现有两种年收益率相同的投资选择: A -第 5年底收益 800元,第 10年底收
益100元; B- 10年间每年底收益 100元。

如果投资 A 的成本为 425元,计算投资 B 的成本。

解:投资 A 的价值方程:
C A = 425 = 800v 5+ 100v 10? v5= 0.5
投资 B的价值方程:
1 - v 10
B10 p
= 100i= 504.38
C = 100a ?
76. 已知 : a?5p = 3.982, a10 ?p = 6.680, a15?p = 8.507,计算利率 i ( 有必要给出 a15?p= 8.507吗? )。

解:由 a?n p的表达式易见:
a 2 -
v5=10|- 1 ? a?5p =i
a
|
5
解得:
2 -a
i =10| = 0.081
a5|a2a 10|
a5|
5|
77.某人有 3700元的借款,今后在每月初还款 325元,问:在一年内还清借款的可接受年利率为多少?
解:由题意:
325¨12p i= 3700
解得: i = (1 + 0.00972) 12- 1 = 12.31%
北京大学数学科学学院金融数学系第18页
版权所有,翻版必究
78.永久年金 A 有如下的年金方式: 1, 1, 1, 2, 2, 2, 3, 3, 3, ···;永久年金 B有如下的年金方式: K, K, 2K, 2K, 3K, 3K,···。

如果两个年金的现值相等,计算K 。

解:现金流拆分 :
1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,···1, 1, 1, 2, 2, 2, 3, 3,0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, ···
3, ··?
0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1,···
1i
,0, 0,1 i,0, 0,······
由此方式 A 的现值为:P V=11
3+1
6 +···=1i
(
1-1v3
)
+ v v
i i i
同理方式 B的现值为:P V=K1
()
i 1-v 2
解得: K = a? 2p (a?3p)- 1
79.永久年金的年金方式为: 1, 1, 2, 1, 1, 3, 1, 1, 4, ···。

每年底支付,假定年实利率5%,计算现值。

解:现金流拆分:
1, 1, 2, 1, 1, 3, 1, 1, 4, ···
现金流 A 的现值:现金流B的现值:求和得到: P V
1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,···(A) 0, 0, 1, 0, 0, 2, 0, 0, 3, ···(B)
P V1=1i
P V2= v3+ 2v6+···= v3(1 - v3)- 2
=66.59
80.在5年中每年初存入 100元。

已知第 5年底的余额为 620元,计算单利率。

81.实利率 i满足以下条件:期初年金 1, 2, ··· , n - 1, n 的现值为 A ; n年底的单位支付的现值为 iP 。

试给出 a?n p的表达式。

相关文档
最新文档