证券投资的数学模型

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X4 0.000000 0.6363636E-03
X5 0.5000000 0.000000
Row Slack or Surplus Dual Price
1 0.3282000 1.000000
QIANSHU 0.000000 0.2983636E-01
TOUZHI 4.100000 0.000000
(3)在1000万元资金情况下,若证券A的税前收益增加为4.5%,投资应否改变?若证券C的税前收益减少为4.8%,投资应否改变?
问题分析这个优化问题的目标是使投资收益最大,要做的决策是投资计划,即分别投资A、B、C、D、E五种证券各多少。决策受到三个条件的限制:政府及代办机构的证券购买、平均信用等级、平均到期年限。按照题目所给,将决策变量、目标函数和约束条件用数学符号及式子表示出来,就可以得到下面的模型。
RighthandSideRanges
Row Current Allowable Allowable
RHS Increase Decrease
QIANSHU 10.00000 INFINITY 4.567901
TOUZHI 4.000000 3.363636 INFINITY
DENGJI 0.0 105.7143 20.00000
P130
1、某银行经理计划用一笔资金进行有价证券的投资,可供购进的证券以及其信用等级、到期年限如表1所示。按照规定,市政证券的收益可以免税,其他证券的收益需按50%的税率纳税。此外还有以下限制:
(1)政府及代办机构的证券总共至少要购进400万元;
(2)所购证券的平均信用等级不超过1.4(信用等级数字越小,信用程度越高);
Row Slack or Surplus Dual Price
1 0.2983636 1.000000
QIANSHU 0.000000 0.2983636E-01
TOUZHI 3.363636 0.000000
DENGJI 0.000000 0.6181818E-03
NIANXIAN 0.000000 0.2363636E-02

平均信用等级所购证券的平均信用等级不超过1.4

化简为:6*x1+6*x2-4*x3-4*x4+36*x5<=0;
平均到期年限所购证券的平均到期年限不超过5年
即wk.baidu.com
化简为:4*x1+10*x2-x3-2*x4-3*x5<=0;
非负约束x1、x2、x3、x4、x5均不能为负值。
软件实现
model:
max=0.043*x1+0.027*x2+0.025*x3+0.022*x4+0.045*x5;
X2 0.2700000E-01 0.3018182E-01 INFINITY
X3 0.2500000E-01 0.1733333E-01 0.5600000E-03
X4 0.2200000E-01 0.6363636E-03 INFINITY
X5 0.4500000E-01 0.5200000E-01 0.1400000E-01
NIANXIAN 0.0 10.00000 12.00000
(1)最优解为x1=218.1818万元,x2=0,x3=736.3636万元,x4=0,x5=45.45455万元,最优值为29.83636万元。
(2)由(一)中的影子价格可知,若资金增加100万,收益可增加29.83636万元,而以利率为2.75%借100万的利息小于增加100万购买证券的利益,所以要借100万投资。将模型中的第一个约束条件改为11,得到的结果:
(二)
Ranges in which the basis is unchanged:
ObjectiveCoefficientRanges
Variable Coefficient Increase Decrease
X1 0.4300000E-01 0.3500000E-02 0.1300000E-01
Global optimal solution found at iteration: 4
Objective value: 0.3282000
Variable Value Reduced Cost
X1 2.400000 0.000000
X2 0.000000 0.3018182E-01
X3 8.100000 0.000000
(3)所购证券的平均到期年限不超过5年。
表一证券信息
证券名称
证券种类
信用等级
到期年限
到期税前收益
A
市政
2
9
4.3
B
代办机构
2
15
5.4
C
政府
1
4
5.0
D
政府
1
3
4.4
E
市政
5
2
4.5
问:
(1)若该经理有1000万元资金,应如何投资?
(2)如果能够以2.75%的利率借到不超过100万元资金,该经理应如何操作?
需要注意的是:一般情况下LINGO给出的敏感性分析结果只是充要条件,只是此时无法通过敏感性分析直接得到结论,而需要重新求解新的模型进行判断。
评注本例在投资钱数、等级等参数均可设为常数的情况下,建立了线性规划模型。线性规划模型的三要素是:决策变量、目标函数和约束条件。线性规划模型可以方便地用LINGO软件求解,得到内容丰富的输出,而且利用其中的影子价格和敏感分析,可对模型结果进一步的研究,它们对实际问题常常是十分有益的。
[qianshu]x1+x2+x3+x4+x5<=10;
[touzhi]x2+x3+x4>=4;
[dengji]6*x1+6*x2-4*x3-4*x4+36*x5<=0;
[nianxian]4*x1+10*x2-x3-2*x4-3*x5<=0;
End
可得到的结果:(以百万为单位)
(一)
Global optimal solution found at iteration: 0
Objective value: 0.2983636
Variable Value Reduced Cost
X1 2.181818 0.000000
X2 0.000000 0.3018182E-01
X3 7.363636 0.000000
X4 0.000000 0.6363636E-03
X5 0.4545455 0.000000
DENGJI 0.000000 0.6181818E-03
NIANXIAN 0.000000 0.2363636E-02
则最优解为x1=240万,x2=0,x3=810万,x4=0,x5=50万,最优值为32.82万元,但借的100万交利息后,利益为30.07万元。
(3)由(二)的结果,目标函数的允许范围可知,A的税前收益可增加0.35%,故当A的税前收益增加为4.5%时,投资不应改变。同理,可知C的税前利益可减少0.112%,C的税前收益减少为4.8%时,投资应该变。
基本模型
决策变量:设分别用x1、x2、x3、x4、x5表示购买A、B、C、D、E五种证券的钱数。
目标函数:设获益为z元,则五种证券的收益分别为 、 、 、 、 ,则总收益可以表示为:
z= 。
约束条件:
总购买钱数经理共有1000万资金,即x1+x2+x3+x4+x5<=1000.
证券购进要求政府及代办机构的证券总共至少要购进400万元,
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