金融数学引论简化版(利息理论部分) 7-9

金融数学（简略）【总量函数】：A(t)表示原始投资A(0)经过时间t（t>0）后的价值，则t变动时称A(t)为总量函数【利息与利率】：总量函数A(t)在时间[t1，t2]内的变化量称为期初货币量A(t1)在时间[t1，t2]内的利息，记为I(t1,t2)，即I(t1,t2)= A(t2)- A(t1)；利息与期初货币量的比值称为利率【累积函数】：设一个货币单位时间的本金在t时刻的价值为a(t)，t变动时，a(t)为累积函数【单利方式】：1个货币单位的投资经过任何一个单位的计息期产生的【利息】为常数，这种计息方式称为简单利息计算方式，简称单利方式。

a(t)=1+it；i称为【单利率】。

对应的利息为【单利】。

【复利方式】：1个货币单位的投资经过任何一个单位的计息期产生的【利率】为常数，这种计息方式称为复合利息计算方式，简称复利方式。

a(t)=(1+i)^t；i 称为【复利率】。

对应的利息为【复利】。

【贴现函数】：若t时刻的1个货币单位在0时刻的价值记为a-1(t)，t变动时，a-1(t)为贴现函数。

计息期[t1,t2]内的利息收入与期末货币量的比值称为在时间区间[t1,t2]内的【贴现率】，记为dt1，t2 。

【终值(AV)，现值(PV)】:称(1+i)^t为1个货币单位的本金在第t个计息期末的终值(AV)；称V^t为第t个计息期末1个货币单位在0时期的现值(PV)。

【名利率或挂牌利率】：若在单位计息期内利息依利率i^(m)/m换算m次，则称i^(m)为m换算名利率。

【利息力函数】：设累积函数a(t)为t(t>=0)为连续可微函数，则称函数a’(t)/ a(t)为累积函数对应的利息力函数，并称利息力函数在每个时刻的指为利息力。

【贴现力函数】：设累积函数a(t)为t(t>=0)为连续可微函数，则称函数[a-1(t)]’/ a-1(t)为累积函数对应的贴现力函数.【价值方程】：将调整到比较日的计算结果按照收支相等的原则列出的等式称为价值方程。

《利息理论》课程教学大纲课程编号:02200023课程名称：利息理论英文名称： Theory of Interest课程类型: 选修课总学时： 72 讲课学时：60 习题课学时： 12学分： 4适用对象: 金融数学专业本科二年级先修课程：微积分一、课程简介利息理论课程是金融数学专业本科生的一门专业基础课。

本课程应用数学工具对金融业务中与利息有关的问题进行定量分析，通过介绍利息的度量方法和年金的计算等基本理论，进而通过投资收益分析、债务偿还方法，证券价值分析等内容探讨了利息理论在投资分析和财务管理等领域的具体应用。

二、课程性质、目的和任务利息理论是金融数学专业的一门专业基础课，是证券投资学等课程的基础，是金融数学专业本科二年级学生的专业基础课。

利率是重要的经济杠杆之一，它无时无刻不在影响着人们的投资行为和消费行为，进而影响着国民经济的整体运行。

利率也是人们最为熟悉的经济变量之一，它所牵涉到的理论及应用问题已经被归入应用数学的范畴。

它所提供的方法具有极为广泛的适用性，在投资分析、财务管理等方面都很有参考价值。

目的是学习如何通过数学模型刻画许多金融领域中遇到的有关利息的计算以及与利息有关的金融产品的定量分析方法，掌握金融数学中以货币时间价值为基础的金融定量分析方法。

三、教学基本要求通过利息理论课程的学习，使学生全面掌握利息理论的基本内容，了解这些理论产生的基本方法，掌握利息的度量方法和年金的计算。

了解投资收益分析、债务偿还方法，证券价值分析等内容，掌握处理这些问题的基本理论和方法。

四、教学内容及要求第一章利息的基本概念§1.1利息度量；§1.2利息问题求解教学要求：掌握度量利息的一些基本方法以及它们之间的相互关系，理解实际利率与名义利率是不同的，利息强度的运用和货币时间价值与价值方程。

第二章年金§2.1年金的标准型；§2.2年金的一般型教学要求：掌握年金的概念，年金现值和终值的计算方法及二者之间的关系，未知利率和未知时间问题的计算；掌握支付频率与利息转换频率不一致的年金值的计算，递增年金和递减年金的概念和计算，连续年金和连续变额年金的概念和计算，一般变额年金的求解方法。

第一章习题答案1.解: 把t = 0 代入得A(0) = 3 于是:a(t) =A(t)/A(0)=（t 2 + 2t + 3）/3In = A(n) − A(n − 1)= (n 2 + 2n + 3) − ((n − 1)2 + 2(n − 1) + 3))= 2n + 12. 解:()n n-1t 11I A(n)A(t)I I I n(n 1)/2t(t 1)/2+=-=+++=+-+・・・(2)1t 11I A(n)A(t) 22n n k k t I ++=+=-==-∑3.解: 由题意得a(0) = 1, a(3) =A(3)/A(0)= 1.72⇒ a = 0.08, b = 1∴ A(5) = 100A(10) = A(0) ・ a(10) = A(5) ・ a(10)/a(5)= 100 × 3 = 300.4. 解：(1)i5 =(A(5) − A(4))/A(4)=5120≈ 4.17%i10 =(A(10) − A(9))/A(9)=5145≈ 3.45%(2)i5 =(A(5) − A(4))/A(4)()()()544109109100(1 0.1)100(1 0.1) 10%100(1 0.1)100(1 0.1)100(1 0.1)i (A 10A 9)/A 9 10%100(1 0.1)+-+==++-+=-==+5.解:A(7) = A(4)(1 + i5)(1 + i6)(1 + i7)= 1000 × 1.05 × 1.06 × 1.07= 1190.916.解: 设年单利率为i500(1 + 2.5i) = 615解得i = 9.2%设500 元需要累积t 年500(1 + t × 7.8%) = 630解得t = 3 年4 个月7.解: 设经过t 年后，年利率达到2.5%t 1 4%t (1 2.5%)+⨯=+ t ≈ 36.3678. 解:(1 + i)11 = (1 + i)5+2*3 = XY 39. 解: 设实利率为i600[(1 + i)2 − 1] = 264解得i = 20%∴ A(3) = 2000(1 + i)3 = 3456 元10.解: 设实利率为i2111(1)(1)n n i i +=++解得(1 + i)-n =512- 所以(1 + i)2n = 251()2--352+= 11.解:由500×(1 + i)30 = 4000 ⇒ (1 + i)30 = 8于是PV =204060100001000010000 (1 i)(1 i)(1 i)+++++ = 1000 × 24233(888)---++= 3281.2512解:(1 + i)a = 2 (1)(1 + i)b =32(2) (1 + i)c = 5 (3)(1 + i)n =32(4) (4) ⇒ n ・ ln (1 + i) = ln 5 − ln 3(3) ⇒ ln 5 = c × ln (1 + i)(1) × (2) ⇒ ln 3 = (a + b) ・ ln (1 + i)故n = c − (a + b)13.解: A ・ i = 336A ・ d = 300i − d = i ・ d⇒ A = 280014.解: (1)d 5 =()()()a 5a 4a 5- =10%1 510%+⨯ = 6.67%(2)a -1(t) = 1 − 0.1t⇒ a(t) ==110.1t- ⇒ d 5 =()()()a 5a 4a 5- = 16.67%15.解:由(3)(4)3(4)3(3)(4)4(1)(1)344[1(1)]3i d i d --+=-⇒=⋅-+ 由(6)(12)6(12)(12)(6)2(1)(1)6126[(1)1]12i d d i --+=-⇒=⋅-- 16.解: (1) 终值为100 × (1 + i(4)/ 4 )4*2 = 112.65元(2) 终值为100 × [(1 − 4d ( 1/4 ))1/4 ]-2 = 114.71元17.解: 利用1/d (m)− 1/i (m) = 1/m ⇒ m = 818. 解:a A (t) = 1 + 0.1t ⇒ δA (t)A A 11BA 1B a'(t)0.1a (t)10.1(a(t))'0.05a (t)10.05a (t)10.05B tt t δ---==+=-⇒==-由δA(t) = δB(t)得t = 519.解: 依题意，累积函数为a(t) = at2 + bt + 1a(0.5) = 0.25a + 0.5b + 1 = 1.025a(1) = a + b + 1 = 1.07⇒a = 0.04b = 0.03于是δ0.5 =a'(0.5) 0.068a(0.5)= 20.解: 依题意，δA (t) =22t 1t +, B 2(t) 1t δ=+ 由A B (t)(t)δδ>⇒22t 21 t 1 t>++ ⇒ t > 1 21．解：()4d 8%=，设复利下月实贴现率为d ，单利下实利率为d 0。

版权所有，翻版必究第五章习题答案1. 已知某10年期零息票债券兑现值为1000，试对收益率为10%和9%分别计算当前价格。

并说明如果收益率下调10%，债券价格上涨的百分比。

解：(1)记P为买价，则有价值方程:P1(1 + 10%)10 = 1000P2(1 + 9%)10 = 1000解得:P1 = 385.54元P2 = 422.41元(2)收益率下降后P1(1 + 10% ×90%)10 = 1000P2(1 + 9% ×90%)10 = 1000解得:P1 = 422.41元，上涨百分比:9.56%; P2 = 458.93元，上涨百分比:8.65%。

2. 已知26周的短期国债的发行价格为9600元，到期兑现10,000元。

1〕按短期国债计算天数的典型方法计算贴现率；2〕假定投资期恰为半年，计算年收益率。

解：(1)由短期国债的定价公式10000(1 −Y dt360) = 9600解得：Y d = 7.91%(2)由定义设年换算收益率为i，则：9600(1 + i)12 = 10000解得：i = 8.51%3. 短期国债的贴现率均为8%，计算52 周国债与13 周短期国债的年利率之比。

52周实际天数已经超过360，如何处理；年利率之比是指等价年利率之比还是贴现率的比。

4. 某10年期面值为100元的债券半年名息率10%，到期兑现105元，如果收益率为半年换算8%，计算债券的买价。

北京大学数学科学学院金融数学系第1 页版权所有，翻版必究解：由基本公式：P = Fra n p i + Cv n = 100 ×5% ×13.5903 + 105 ×1.04¡20 = 115.875. 由债券价格计算公式，给出以下导数的计算公式，并解释其含义。

1) ∂P∂i , ∂P∂n和∂P∂g2) ∂n∂P和∂n∂P解：(1.1)由基本公式对i求导：∂P∂i= Fr(Da)n p i −nP(n + 1, i) < 0解释：债券的买价随着年限的增加而递减。

金融数学公式总结精算篇一：精算师考试__金融数学课本知识精粹第一篇：利息理论第一章：利息的基本概念a'(t)???=a(t)?t?tdr??01、有关利息力:?a(t)?e?n??0A(n)?tdt?A(n)?A(0)??(p)i(m)md2、(1?)?1?i?v?1?(1?d)?1?(1?)?p?e?mpi?单利率下的利息力：?=t??1?it3、??但贴现下的利息力：??dt?1?id??严格单利法（英国法）?4、投资期的确定?常规单利法（欧洲大陆法）?银行家规则（欧洲货币法）?5、等时间法：t???stk?1nnkk?sk?1 k第二章年金?1+i） an?an?1?1?an?an1、?....?sn?s1+i）sn?s?1 nn?1?....?van?am?n?am?2、?......m??van?am?n?amm3、零头付款问题：（1）上浮式（2）常规（3）扣减式 4：变利率年金（1）各付款期间段的利率不同（2）各付款所依据的利率不同5、付款频率与计息频率不同的年金（1）付款频率低于计息频率的年金?an???现值:sk1??.......??期末付年金：snisk???sk????an????ak1??期初付年金：........??iak?终值:sn??ak???（2）付款频率高于计息频率的年金n??(m)1?v现值:an?(m)??1?i?期末付年金：.......(m)?ni??终值：s(m)?(1?i)?1?n?i(m)???(m)n..?1?v?现值：an??(m)?1?d........(m)?期初付年金：?(m)n..d(1?i)?1??终值:sn?(m)??i??（3）连续年金（注意：与永续年金的区别）nn??1?vtan??vdt??0????nn?s?(1?i)n?tdt?(1?i)?1 ???n?06、基本年金变化（1）各年付款额为等差数列?an?nvn(现值)?V0?pa?Qi?..?na?na?nv?nn(Ia)?a??nn?ii?a?nvnn?a???(Da)n?nan?ii????n期末付虹式年金：V=(Ia)+v(Da)n-1?an?an0n????n?期末付平顶虹式年金:V0=(Ia)n+v(Da)n?an?an?1???（2）各年付款额为等比数列1?kn1?()V0?i?k?i?k:V0不存在?n?不存在?i?k:V0?1?i???i?k:V0存在7、更一般变化的年金：（1）在(Ia)n的基础上，付款频率小于计息频率的形式 V0=nn?vakkiskan（2）在(Ia)的基础上，付款频率大于计息频率的形式?na?nv?每个计息期内的m次付款额保持不变(Ia)(m)?n (m)n?i??..?nan?nv(m)?每个计息期内的m次付款额保持不变(I（m）a)n?(m)?i?（3）连续变化年金：1：有n 个计息期，利率为i，在t 时刻付款率为t,其现值为○??(Ia)n?an?nvn?n 2：有n 个计息期，利率为i，在t 时刻付款率为f(t),其现值为○V(0)??f(t)vdt 0第三章收益率tV(0)?v?Rt?0可求出 1、范文写作收益率（内部收益率）由t?0nt2、收益率的唯一性：（1）若在0~n期间内存在一时刻t，t之后的期间里现金流向是一致的，t之前的期内的现金流向也一致，并且这两个流向方向相反，则收益率唯一。