确定型年金 - 寿险精算(3)

(2016-12-21银河统计)

第一章 利息理论

教学重点:掌握利息的基础理论,年金现值、年金终值的定义及计算方法,永续年金、变额年金的现值和终值的计算;熟悉年金的定义及分类方法。

人寿保险是以人的身体和为保险标的的保险。人生的各个不同阶段一直都面临着生、老、病、死的风险,往往需要通过保险得到经济安全保障。为了在较长时期内平衡缴费水平,人寿保险通常为长期合同。因此,在寿险精算中,必须要考虑资金的投资收益,利息理论便成为寿险精算的基础。

第二节、年金分析

本节概要:年金现值、终值的定义及计算方法,以及各种年金现值和终值在线计算表

年金是收付款的一种方式,它是指在一个相等的时间间隔进行的一系列固定数额收付款方式。如向银行一次性贷款后在今后的若干年内等额还款,以分期付款方式购买大宗商品等。

一、终值和现值

货币是有时间价值的,在不同时期,相同货币额的价值是不同的。为了体现货币的时间价值,这里引入终值和现值的概念。终值是现在时期货币值在未来时期的价值,现值是未来时期货币值在现在时期的价值。

由(1-11)和(1-15)可知,1单位货币在t年的终值为:\(a(t)=(1+i)^t\);未来\(t\)年1单位货币的现值为:

\[v(t)=\frac{1}{(1+i)^{^t}}\tag{1-27} \]

令,

\[v=\frac{1}{1+i}\tag{1-27a} \]

则,

\[v(t)=v^t\tag{1-28} \]

我们称\(v\)为折现因子(或贴现因子),\(v^t\)称为折现函数(或贴现函数)。由(1-14),\(d=\frac{i}{1+i}\)可知贴现率与折现因子的关系是:

\[v=1-d\tag{1-29} \]

二、基本年金的现值和终值

1、定额年金的现值和终值

I、期初付\(n\)年定额年金的现值和终值

设每年年初定期付给1元,给付时间为n年,用\(\ddot{a}_{_n}\)表示该年金的现值,\(\ddot{s}_{_n}\)表示该年金的终值,则期初付\(n\)年定期年金的现值为:

\[\ddot{a}_{_n}=1+v+v^{^2}+\dots+v^{^{n-1}}=\frac{1-v^{^n}}{1-v}=\frac{1-v^{^n}}{d}\tag{1-30} \]

期初付\(n\)年定期年金的终值为:

\[\ddot{s}_{_n}=(1+i)+(1+i)^{^2}+\dots+(1+i)^{^n}=\frac{(1+i)^{^n}-1}{d}\tag{1-31} \]

由式(1-27)可得期初付年金的现值和终值的关系为:

\[\ddot{s}_{_n}=\ddot{a}_{_n}\times(1+i)^{^n}\tag{1-32} \]

通常,\(\ddot{a}_{_n}\)\(\ddot{s}_{_n}\)符号不必标出计算所依据的利率,但在有些时候为避免引起混乱,可写成\(\ddot{a}_{_{n|i}}\)\(\ddot{s}_{_{n|i}}\)的形式。

【例1.10】某人从银行贷款20万元用于购买住房,贷款年利率为5%,还款期为30年。如果从第一年开始每年等额还款,求每年还款数额。

解:设每年还款数额为\(X\),由于贷款额和还款数额在零时刻的现值是相等的,即,

\[200000=X\times\ddot{a}_{_{30}}\Leftrightarrow X=\frac{200000}{\ddot{a}_{_{30}}}=\frac{200000}{16.14107358}=12390.75(元) \]

其中,

\[\ddot{a}_{_{30}}=1+v+v^{^2}+\dots+v^{^{29}}=\frac{1-v^{^{30}}}{1-v}=[1-\frac{1}{(1+i)^{^{30}}}]\div{(1-\frac{1}{1+i})}=16.14107358 \]

实例代码(例1.10):

webTJ.clear();//清空输出
var m = 200000;//银行贷款额
var i = 0.05;//年利息率
var t = 30;//还款期
var a = webActuary.getIFA(t,i,0);//单位元期初年金现值
webTJ.display("期初年金现值:"+a+"元",0);
var v = webTJ.getDecimal(m/a,2);//每年还款数额
webTJ.display("每年还款数额:"+v+"元",0);

【例1.11】某人用2000元一次性购买了15年确定年金,年利率为6%。如果第一次领取年金从购买时开始,试计算每年可以领取的数额。

解:设每年领取数额为\(X\),由于购买额和领取数额在零时刻的现值相等,即,

\[2000=X\times\ddot{a}_{_{15}}\Leftrightarrow X=\frac{2000}{\ddot{a}_{_{15}}}=194.27(元) \]

实例代码(例1.11):

webTJ.clear();//清空输出
var m = 2000;//投资额
var i = 0.06;//年利息率
var t = 15;//投资期
var a = webActuary.getIFA(t,i,0);//单位元期初年金现值
webTJ.display("期初年金现值:"+a+"元",0);
var v = webTJ.getDecimal(m/a,2);//每年还款数额
webTJ.display("每年领取数额:"+v+"元",0);

II、期末付\(n\)年定额年金的现值和终值

设每年年末定期付给1元,给付时间为\(n\)年,用\(a_n\)表示该年金的现值,\(s_n\)表示该年金的终值。则,期末付\(n\)年定期年金的现值为:

\[a_n=v+v^2+\dots+v^n=\frac{1-v^{^n}}{i}\tag{1-33} \]

期末付\(n\)年定期年金的终值为:

\[s_n=1+(1+i)+(1+i)^2+\dots+(1+i)^{n-1}=\frac{(1+i)^{^n}-1}{i}\tag{1-34} \]

期末付年金的现值和终值的关系为:

\[s_n=a_n\times(1+i)^n\tag{1-35} \]

期初付年金现值与期末付年金现值的关系为:

\[\ddot{a}_n=(1+i)\times a_n\tag{1-36} \]

期初付年金终值与期末付年金终值的关系为:

\[\ddot{s}_n=(1+i)\times s_n\tag{1-37} \]

【例1.12】某人从银行贷款20万元用于购买住房,贷款年利率为5%,还款期为30年。如果从第二年开始每年等额还款,求每年还款数额。
解:设每年还款数额为\(X\),由于贷款额和还款数额在零时刻的现值是相等的,即,

\[200000=X\times a_{_{30}}\Leftrightarrow X=\frac{200000}{a_{_{30}}}=\frac{200000}{15.372451}=13010.29(元) \]

实例代码(例1.12):

webTJ.clear();//清空输出
var m = 200000;//银行贷款额
var i = 0.05;//年利息率
var t = 30;//还款期
var a = webActuary.getIFA(t,i,1);//单位元期末年金现值
webTJ.display("期末年金现值:"+a+"元",0);
var v = webTJ.getDecimal(m/a,2);//每年还款数额
webTJ.display("每年还款数额:"+v+"元",0);

【例1.13】计算年利率为6%条件下,每年年末投资1000元,投资10年的现值及累积值(终值)。

解:

现值(开始时价值)=\(1000\times a_{_{10|0.05}}=1000\times 7.360087\approx7360.09(元)\)

终值(结束时价值)=\(1000\times s_{_{10|0.05}}=1000\times 13.180795\approx13180.80(元)\)

实例代码(例1.13):

webTJ.clear();
var m = 1000;//每年年末投资额
var i = 0.06;//年利息率
var t = 10;//投资期
var a = webActuary.getIFA(t,i,1);//单位元期末年金现值
webTJ.display("期末年金现值:"+a+"元",0);
var v = webTJ.getDecimal(m*a,2);//现值(开始时价值)
webTJ.display("现值(开始时价值):"+v+"元",0);
var a1 = webActuary.getIFS(t,i,1);//单位元期末年金终值
webTJ.display("期末年金终值:"+a1+"元",0);
var v1 = webTJ.getDecimal(m*a1,2);//终值(结束时价值)
webTJ.display("终值(结束时价值):"+v1+"元",0);

【例1.14】通过零存整取方式在一年后获得10000元,月复利为0.5%。每月存款多少?

解:设每月存款为\(D\),则,

\[D\times s_{_{12|0.005}}=10000\Leftrightarrow D=\frac{10000}{12.335562}\approx810.66(元) \]

实例代码(例1.14):

webTJ.clear();
var m = 10000;//零存整取本利和
var i = 0.005;//月利息率
var t = 12;//投资期(月)
var s = webActuary.getIFS(t,i,1);//单位元期末年金终值
webTJ.display("期末年金现值:"+s+"元",0);
var v = webTJ.getDecimal(m/s,2);//每月存款数额
webTJ.display("每月存款数额:"+v+"元",0);

【例1.15】在银行存入20000元,计划4年支取完,每半年支取一次,年利率为7%。计算每次支取额度。

解:设每次支取额度\(R\),则,

\[R\times a_{_{8|0.035}}=20000\Leftrightarrow R=\frac{20000}{a_{_{8|0.0035}}}=2909.53(元) \]

实例代码(例1.15):

webTJ.clear();
var m = 20000;//零银行存款额
var i = 0.035;//半年利息率
var t = 8;//投资期(半年)
var a = webActuary.getIFA(t,i,1);//单位元期末年金现值
webTJ.display("期末年金现值:"+a+"元",0);
var v = webTJ.getDecimal(m/a,2);//每次支取额
webTJ.display("每次支取额:"+v+"元",0);

【例1.16】已知年利率为8%,向银行贷款10000元,期限为5年,计算下面三种还款方式中利息额度。

a. 第五年一次还清;
b. 每年年末支付贷款利息,第五年年末归还本金;
c. 贷款每年均衡偿还(即采用年金方式)。

解:

a. 本利和 = \(10000\times(1+0.08)^5=14693.28(元)\),其中利息额为4693.28元。

b. 每年年末支付利息800元,5年共支付4000元。

c. 设每年偿还R元,\(R=\frac{10000}{a_{_{5|0.08}}}=2504.56(元)\),5年共还款\(2504.56\times5=12522.80(元)\),其中利息额为2522.80元。

实例代码(例1.16):

webTJ.clear();
var m = 10000;//银行贷款
var i = 0.08;//年利息率
var t = 5;//投资期(半年)
var v = webActuary.getFL(m,t,i);//5年本利和
webTJ.display("5年本利和:"+v+"元,其中利息额为:"+(v-m)+"元",0);
webTJ.display("每年年末支付利息800元,5年共支付4000元",0);
var a = webActuary.getIFA(t,i,1);//单位元期末年金现值
var v1 = webTJ.getDecimal(m/a,2);//每年偿还额    
webTJ.display("每年偿还额:"+v1+"元"+"5年共还款额:"+v1*t+"元"+"其中利息额为:"+webTJ.getDecimal((v1*t-m),2)+"元",0);

2、延期付定额年金的现值和终值

I、期初付延期m年的n年定额年金的现值和终值

设每年年初定期付给1元,于\(m\)年年初开始给付,共付\(n\)年,用\(_{_m}\ddot{a}_{_n}\)表示该年金的现值,\(_{_m}\ddot{s}_{_n}\)表示该年金的终值,则:

\[_{_m}\ddot{a}_{_n}=v^m+v^{m+1}+\dots+v^{m+n-1}=v^m\times\ddot{a}_{_n}=\ddot{a}_{_{n+m}}-\ddot{a}_{_m}\tag{1-38} \]

公式(1-38)中,令,

\[\begin{eqnarray*} _{_m}\ddot{a}_{_n}&=&v^m+v^{m+1}+\dots+v^{m+n-1}+\ddot{a}_{_m}-\ddot{a}_{_m}\\&=&(1+v+v^{^2}+\dots+v^{^{m-1}})+(v^m+v^{m+1}+\dots+v^{m+n-1})-\ddot{a}_{_m}\\&=&\ddot{a}_{_{n+m}}-\ddot{a}_{_m}\qquad(证毕) \end{eqnarray*}\]

\[_{_m}\ddot{s}_{_n}=\ddot{s}_{_n}=\frac{(1+i)^{^n}-1}{d}\tag{1-38a} \]

II、期末付延期m年的n年定额年金的现值和终值

设每年年末定期付给1元,于\(m\)年年末开始给付,共付\(n\)年,用\(_{_m}a_{_n}\)表示该年金的现值,\(_{_m}s_{_n}\)表示该年金的终值,则:

\[_{_m}a_{_n}=v^{^m}\times a_{_n}=a_{_{m+n}}-a_{_m}\tag{1-39} \]

\[_{_m}s_{_n}=\frac{(1+i)^{^n}-1}{i}\tag{1-39a} \]

【例1.17】某人贷款50000元购买汽车,从贷款后第九个月开始用5年的时间每月还款,年利为6%,求每月还款额。

解:月利率为,\((1+j)^{12}=1.06\Leftrightarrow j=0.004868\),再设每月还款额为\(X\),银行收付款一般为期末支付,第九个月开始还款意味延期8个月。则有,

\(_{_8}{a}_{_{50}}\times X=42.5975\times X=50000\),解得,\(X=1173.78(元)\)

实例代码(例1.17):

webTJ.clear();
var s = 50000;//银行贷款
var i = 0.06;//年利息率
var t = 50;//投资期(月)
var m = 8;//延期(月)
var j = Math.pow(1.06,1/12)-1;//月利息率
webTJ.display("月利息率:"+j,0);
var a = webActuary.getMIFA(t,j,m,1);//单位元期末延期年金现值
var v = webTJ.getDecimal(s/a,2);//每月还款额    
webTJ.display("每月还款额:"+v+"元",0);

III、任意时刻年金值经验公式

a. 将现值向前折现m年

\[v^{^m}\times\ddot{a}_{_n}=\ddot{a}_{_{m+n}}-\ddot{a}_{_m}\tag{1-40aa} \]

\[v^{^m}\times a_{_n}=a_{_{m+n}}-a_{_m}\tag{1-40ab} \]

b. 将现值向后积累m年

\[\ddot{a}_{_n}\times{(1+i)}^{^m}=v^{^{m-n}}\times\ddot{s}_{_n}=\ddot{s}_{_m}+\ddot{a}_{_{m+n}}\tag{1-40ba} \]

\[{a}_{_n}\times{(1+i)}^{^m}=v^{^{m-n}}\times{s}_{_n}=\ddot{s}_{_m}+{a}_{_{m+n}}\tag{1-40bb} \]

证明:

\[\ddot{a}_{_n}\times{(1+i)}^{^m}=\frac{1-v^{^n}}{d}\times{(1+i)}^{^m}=\frac{{(1+i)}^{^m}-v^{^{n-m}}}{d}=\frac{{(1+i)}^{^n}-1}{{(1+i)}^{^{n-m}}\times{d}}=v^{^{n-m}}\times\ddot{s}_{_n} \]

又,

\[\ddot{a}_{_n}\times{(1+i)}^{^m}=\frac{{(1+i)}^{^m}-v^{^{n-m}}}{d}=\frac{{(1+i)}^{^m}-1+1-v^{^{n-m}}}{d}=\ddot{s}_{_m}+\ddot{a}_{_{n-m}}\qquad(证毕) \]

c. 将终值向前折现m年

\[v^{^m}\times\ddot{s}_{_n}=\ddot{s}_{_{n-m}}+\ddot{a}_{_m}\tag{1-40ca} \]

\[v^{^m}\times{s}_{_n}={s}_{_{n-m}}+{a}_{_m}\tag{1-40cb} \]

d. 将终值向前折现m年

\[\ddot{s}_{_n}\times{(1+i)}^{^m}=\ddot{s}_{_{n+m}}-\ddot{s}_{_n}\tag{1-40da} \]

\[{s}_{_n}\times{(1+i)}^{^m}={s}_{_{n+m}}-{s}_{_n}\tag{1-40db} \]

3、递增型n年期年金的现值和终值

I、期初付递增型n年期年金的现值和终值

设第一年年初付给1元,以后每年年初增加1元,共付\(n\)年,用\((I\ddot{a})_{_n}\)表示该年金的现值,\((I\ddot{s})_{_n}\)表示该年金的终值,则:

\[(I\ddot{a})_{_n}=1+2v+3v^2+\dots+nv^{n-1}=\frac{\ddot{a}_{_n}-nv^n}{d}\tag{1-41} \]

\[(I\ddot{s})_{_n}=(I\ddot{a})_{_n}\times(1+i)^n=\frac{\ddot{s}_{_n}-n}{d}\tag{1-42} \]

II、期末付递增型n年期年金的现值和终值

设第一年年末付给1元,以后每年年末增加1元,共付\(n\)年,用\((Ia)_{_n}\)表示该年金的现值,\((Is)_{_n}\)表示该年金的终值,则:

\[(Ia)_{_n}=v+2v^2+3v^3+\dots+nv^n=\frac{\ddot{a}_{_n}-nv^n}{i}\tag{1-43} \]

\[(Is)_{_n}=(Ia)_{_n}\times(1+i)^n=\frac{\ddot{s}_{_n}-n}{i}\tag{1-44} \]

【例1.18】某年金第一年末收付1000元,以后每隔一年收付额比前一年增加100元,共收付10年、年利为5%,求第10年年末的终值。

解:这一变额年金可以分解为每年900元的10年定额年金和100元的10年等差递增年金之和。即,

\[900s_{_{10}}+100(Is)_{_{10}}=900\times12.5779+100\times64.13574=17733.6776(元) \]

实例代码(例1.18):

webTJ.clear();
var m1 = 900;
var m2 = 100;
var i = 0.05;
var t = 10;
var s = webActuary.getIFS(t,i,1);
webTJ.display("单位元期末定额年金终值:"+s,0);
var Is = webActuary.getIIFS(t,i,1);
webTJ.display("单位元期末等差递增年金终值:"+Is,0);
var v = m1*s+m2*Is;
webTJ.display("终值:"+v,0);

4、递减型n年期年金的现值和终值

I、期初付递减型n年期年金的现值和终值

设第一年年初付给\(n\)元,以后每年减少1元,共付\(n\)年,用\((D\ddot{a})_{_n}\)表示该年金的现值,\((D\ddot{s})_{_n}\)表示该年金的终值,则:

\[(D\ddot{a})_{_n}=n+(n-1)v+(n-2)v^2+\dots+v^{n-1}=\frac{n-a_{_n}}{d}\tag{1-45} \]

\[(D\ddot{s})_{_n}=(D\ddot{a})_{_n}\times(1+i)^n=\frac{n(1+i)^n-s_{_n}}{d}\tag{1-46} \]

II、期末付递减型n年期年金的现值和终值

设第一年年末付给\(n\)元,以后每年递减1元,共付\(n\)年,用\((Da)_{_n}\)表示该年金的现值,\((Ds)_{_n}\)表示该年金的终值,则:

\[(Da)_{_n}=nv+(n-1)v^2+(n-2)v^3+\dots+v^n=\frac{n-a_{_n}}{i}\tag{1-47} \]

\[(Ds)_{_n}=(Da)_{_n}\times(1+i)^n=\frac{n(1+i)^n-s_{_n}}{i}\tag{1-48} \]

【例1.19】某人从银行贷款50万元购买住房,年利为5%,贷款期限20年。

a、采用期末递减还款方式,求第一年末还款额和每年递减额;
b、第一个月及每月递减额;
c、该人预计5年内每年还款10万元,然后采用递减还款方式,求第六年末还款额和以后每年递减额。

解:
a、每年递减额为\(X\)\(X\times(Da)_{_{20|0.05}}=150.7558\times{X}=500000\),解得,\(X=3316.62(元)\)
    第一年末还款额为\(3316.62\times20=66332.4(元)\)
    还款总额为\((20+19+\dots+1)\times3316.62=696490.2(元)\)

b、月利率为\((1+j)^{12}=1.05\Leftrightarrow j=0.004074124\),每月递减额为\(X\),则有:
    \(X\times(Da)_{_{240|0.004074124}}=500000\),解得,\(X=23.4(元)\)
    第一月末还款额为\(23.4\times240=5616(元)\)
    还款总额为\((240+239+\dots+1)\times23.4=676728(元)\)

c、设第六年开始每年递减额为\(X\)。该问题可分解为5年等额年金和15年延期递减年金之和。即,
    \(100000\times a_{_{5|0.05}}+X\times V^5\times(Da)_{_{15|0.05}}=500000\),解得,\(X=926.1(元)\)
    第六年末还款额为\(926.1\times15=13891.5(元)\)
    还款总额为\(5\times100000+(15+14+\dots+1)\times926.1=611132(元)\)

实例代码(例1.19):

webTJ.clear();
var m = 500000;
var i = 0.05;
var t = 20;
var Ds = webActuary.getDIFA(t,i,1);
webTJ.display("问题a、单位元期末等差递减年金终值:"+Ds,0);
var X = m/Ds;
webTJ.display("问题a、每年递减额:"+X,0);
var M = t*X;
webTJ.display("问题a、第一年末还款额:"+M,0);
var S = (t*(t+1)/2)*X;
webTJ.display("问题a、还款总额:"+S,0);
var j = Math.pow(1+i,1/12)-1;
webTJ.display("问题b、月利率:"+j,0);
var t1 = 240;
Ds = webActuary.getDIFA(t1,j,1);
webTJ.display("问题b、单位元期末等差递减年金终值:"+Ds,0);
X = m/Ds;
webTJ.display("问题b、每月递减额:"+X,0);
M = t1*X;
webTJ.display("问题b、第一月末还款额:"+M,0);
S = (t1*(t1+1)/2)*X;
webTJ.display("问题b、还款总额:"+S,0);
var R = 100000;
var t2 = 5;
var t3 = 15; 
var v=1/(1+i); 
var V = Math.pow(v,t2);  
var a = webActuary.getIFA(t2,i,1);
Ds = webActuary.getDIFA(t3,i,1);
X = (m-R*a)/(V*Ds);
webTJ.display("问题c、第六年开始每年递减额:"+X,0);
M = t2*X;
webTJ.display("问题c、第六年末还款额:"+M,0);
S = R*t2+(t3*(t3+1)/2)*X;
webTJ.display("问题c、还款总额:"+S,0);

5、等比递增(减)型n年期年金的现值和终值

I、期初付等比递增(减)型n年期年金的现值和终值

设第一年年初付给1元,以后每年收付额递增(减)\(j\)比例,共付\(n\)年,用\((P\ddot{a})_{_n}\)表示该年金的现值,\((P\ddot{s})_{_n}\)表示该年金的终值,则:

\[(P\ddot{a})_{_n}=1+(1+j)v+(1+j)^2v^2+\dots+(1+j)^{n-1}v^{n-1} \]

\(u=(1+j)v\)

\[(P\ddot{a})_{_n}=1+u+u^2+\dots+u^{n-1}=\frac{1-u^n}{1-u}=\frac{1-(1+j)^nv^n}{1-(1+j)v}\tag{1-48a} \]

\[(P\ddot{s})_{_n}=(1+i)^n\times(P\ddot{a})_{_n}\tag{1-48b} \]

II、期末付等比递增(减)型n年期年金的现值和终值

设第一年年末付给1元,以后以后每年收付额递增(减)\(j\)比例,共付\(n\)年,用\((Pa)_{_n}\)表示该年金的现值,\((Ps)_{_n}\)表示该年金的终值,则:

\[(Pa)_{_n}=(1+j)v+(1+j)^2v^2+\dots+(1+j)^{n}v^{n} \]

\(u=(1+j)v\)

\[(Pa)_{_n}=u+u^2+\dots+u^{n}=\frac{(1-u^n)\times u}{1-u}=\frac{1-(1+j)^nv^n}{(i-j)\div(1+j)}\tag{1-48c} \]

\[(Ps)_{_n}=(1+i)^n\times(Pa)_{_n}\tag{1-48d} \]

【例1.20】某人从20岁开始购买养老保险,其保险账户拟以个人工资8%记入。如果当年工资为6000元,工资年增长率为2%,个人账户累积利率为4%。

a、计算他在退休时个人账户累积额;
b、如果累积利率前10年内为4%,退休前10年内为2%,中间20年为3%,计算退休时个人账户累积额。

解:

a、个人账户在20岁时的现值,

\[6000\times0.08\times(P\ddot{a})_{_{40}}=6000\times0.08\times\frac{1-1.02^{_{40}}v^{_{40}}}{1-1.02v}=480\times28.0846555=13480.63(元) \]

个人账户在60岁时的累积额,

\[(P\ddot{s})_{_{40}}=(1+i)^{_{40}}\times(P\ddot{a})_{_{40}}=1.04^{_{40}}\times13480.63=64720.78(元) \]

b、20-29岁期间,个人账户在20岁的现值为:

\[480\times\frac{1-(1.02\div1.04)^{_{10}}}{1-1.02\div1.04}=4405.216554 \]

    30-49岁期间,个人账户在20岁的现值为:

\[480\times1.02^{10}\times\frac{1-(1.02\div1.03)^{_{20}}}{1-1.03\div1.04}\times(\frac{1}{1.04})^{10}=7217.296894 \]

    50-59岁期间,个人账户在20岁的现值为:

\[480\times1.02^{30}\times10\times(\frac{1}{1.04})^{10}\times(\frac{1}{1.03})^{20}=3252.134534 \]

    最后,个人账户在60岁的累积值为:

\[(4405.216554+7217.296894+3252.134534)\times1.04^{10}\times1.03^{20}\times1.02^{10}=48475.95(元) \]

实例代码(例1.20):

webTJ.clear();
var m = 6000;
var i = 0.04;
var j = 0.02;
var p = 0.08;
var t = 40;
var a = webActuary.getRIFA(t,i,j,0);
webTJ.display("单位元期初付等比递增型年金现值:"+a,0);
var w = m*p*webActuary.getRIFA(t,i,j,0);
webTJ.display("问题a、个人账户在20岁时的现值:"+w,0);
var s = m*p*webActuary.getRIFS(t,i,j,0);
webTJ.display("问题a、个人账户在60岁时的累积额:"+s,0);
var a1 = m*p*webActuary.getRIFA(10,0.04,j,0); 
webTJ.display("问题b、20-29岁期间,个人账户在20岁的现值为:"+a1,0);
var a2 = m*p*Math.pow(1.02,10)*webActuary.getRIFA(20,0.03,j,0)*Math.pow(1/1.04,10); 
webTJ.display("问题b、30-49岁期间,个人账户在20岁的现值为:"+a2,0);
var a3 = m*p*Math.pow(1.02,30)*10*Math.pow(1/1.04,10)*Math.pow(1/1.03,20); 
webTJ.display("问题b、50-59岁期间,个人账户在20岁的现值为:"+a3,0);
var s1 = (a1+a2+a3)*Math.pow(1.04,10)*Math.pow(1.03,20)*Math.pow(1.02,10); 
webTJ.display("问题b、个人账户在60岁的累积值为:"+s1,0);

三、一般年金的现值和终值

当支付周期和利息周期不一致时,如利息率为年利息率、年金按月结转,这时的年金称为一般年金。

1、一年支付m次的n年年金

I、期初付年金

设一年支付\(m\)次,每年期初支付\(\frac{1}{m}\),期限为\(n\)年,年利率为\(i\)。记\(\ddot{a}_n^{(m)}\)为该年金现值,\(\ddot{s}_n^{(m)}\)为该年金终值,则:

\[\ddot{a}_n^{(m)}=\frac{1}{m}+\frac{1}{m}v^{^{\frac{1}{m}}}+\frac{1}{m}v^{^{\frac{2}{m}}}+\dots+\frac{1}{m}v^{^{\frac{(n-1)+(m-1)}{m}}}=\frac{1-v^n}{m(1-v^{^{\frac{1}{m}}})}=\frac{1-v^n}{d^{(m)}}\tag{1-49} \]

\[\ddot{s}_n^{(m)}=(1+i)^n\times \ddot{a}_n^{(m)}=\frac{(1+i)^n-1}{d^{(m)}}\tag{1-50} \]

一般年金与基本年金的关系为:

\[\ddot{a}_n^{(m)}=\frac{1-v^n}{d^{(m)}}=\frac{d}{d^{(m)}}\times\frac{1-v^n}{d}=\frac{d}{d^{(m)}}\ddot{a}_n\tag{1-51} \]

\[\ddot{s}_n^{(m)}=\frac{d}{d^{(m)}}\times\frac{(1-i)^n-1}{d}=\frac{d}{d^{(m)}}\ddot{s}_n\tag{1-52} \]

II、期末付年金

设一年支付\(m\)次,每年期末支付\(\frac{1}{m}\),期限为\(n\)年,年利率为\(i\)。记\(a_n^{(m)}\)为该年金现值,\(s_n^{(m)}\)为该年金终值,则:

\[a_n^{(m)}=\frac{1}{m}v^{^{\frac{1}{m}}}+\frac{1}{m}v^{^{\frac{2}{m}}}+\dots+\frac{1}{m}v^{^{\frac{n+m}{m}}}=\frac{(1-v^n)}{m[(1+i)^{\frac{1}{m}}-1]}=\frac{1-v^n}{i^{(m)}}\tag{1-53} \]

\[s_n^{(m)}=(1+i)^n\times a_n^{(m)}=\frac{(1+i)^n-1}{i^{(m)}}\tag{1-54} \]

一般年金与基本年金的关系为:

\[a_n^{(m)}=\frac{1-v^n}{i^{(m)}}=\frac{i}{i^{(m)}}\frac{1-v^n}{i}=\frac{i}{i^{(m)}}a_n\tag{1-55} \]

\[s_n^{(m)}=\frac{i}{i^{(m)}}\times\frac{(1+i)^n-1}{i}=\frac{i}{i^{(m)}}s_n\tag{1-56} \]

【例1.20a】某人计划在30岁时每年年初存入6000元建立个人账户,年利率为2%。该人60岁退休,问在20年内,

a、每年可领取多少钱?
b、每月可领取多少钱(利息周期和支付周期不一致)?

解:

a、每年领取额为X,\(6000\times\ddot{s}_{30|0.02}=X\times\ddot{a}_{20|0.02}\),解得\(X=14886.06\)(元/年)

b、解法一,首先计算实际利息率。\((1+j)^12=1.02\Leftrightarrow j=0.001651581\) ,每月领取额为\(X\),则有,\(6000\times\ddot{s}_{30|0.02}=X\times\ddot{a}_{240|0.001651581}\Leftrightarrow X=1251.80\)(元/月)

    解法二,\(6000\times\ddot{s}_{30|0.02}=12\times X\times\ddot{a}_{20|0.02}^{(12)}\Leftrightarrow X=1251.80\)(元/月)

实例代码(例1.20a):

webTJ.clear();
var A1=webActuary.getIFA(20,0.02,0); //期初付年金现值
var A2=webActuary.getGIFA(20,12,0.02,0); //期初多次付年金现值
var S = webActuary.getIFS(30,0.02,0); //期初年金终值
var C1 = (6000*S)/A1; //每年领取钱数
var C2 = (6000*S)/(12*A2); //每月领取钱数
webTJ.display("每年领取钱数:"+C1,0);
webTJ.display("每月领取钱数:"+C2,0);

【例1.21】某人计划在30岁时每月月初存入500元建立个人账户,年利率为2%。该人60岁退休,问在20年内,

a、每年可领取多少钱?
b、每月可领取多少钱?

解:

a、每年领取额为\(X\)\(500\times\ddot{s}_{360|0.001651581}=X\times\ddot{a}_{20|0.02}\Leftrightarrow X=14751.80\)(元/年)
b、每月领取额为\(X\)\(500\times\ddot{s}_{360|0.001651581}=X\times\ddot{a}_{240|0.001651581}\Leftrightarrow X=1240.51\)(元/月)

实例代码(例1.21):

webTJ.clear();
var A1=webActuary.getIFA(20,0.02,0); //期初付年金年度现值
var A2=webActuary.getIFA(240,0.001651581,0); //期初付年金月度现值
var S = webActuary.getIFS(360,0.0016515812,0); //期初年金月度终值
var C1 = (500*S)/A1; //每年领取钱数
var C2 = (500*S)/A2; //每月领取钱数
webTJ.display("每年领取钱数:"+C1,0);
webTJ.display("每月领取钱数:"+C2,0);

2、一年结转k次的年金

I、期初付年金

设一年结转\(k\)次利息,每次利息结转周期的实际利息率为\(j\),每年年初支付1元,共支付\(n\)年。

\(\ddot{a}_n(k)\)为该年金现值,\(\ddot{s}_n(k)\)为该年金终值,则:

\[\ddot{a}_n(k)=1+v^k+v^{2k}+\dots+v^{(n-1)k}=\frac{1-v^{kn}}{1-v^k}=\frac{a_{_{kn}}}{a_k}\tag{1-57} \]

\[\ddot{s}_n(k)=(1+i)^{kn}\times\ddot{a}_n(k)=\frac{(1+i)^{kn}-1}{1-v^k}=\frac{s_{_{kn}}}{a_k}\tag{1-58} \]

II、期末付年金

设一年结转\(k\)次利息,每次利息结转周期的实际利息率为\(j\),每年年末支付1元,共支付\(n\)年。

\(a_n(k)\)为该年金现值,\(s_n(k)\)为该年金终值,则:

\[a_n(k)=v^k+v^{2k}+\dots+v^{nk}=\frac{v^k(1-v^{kn})}{1-v^k}=\frac{a_{_{kn}}}{s_k}\tag{1-59} \]

\[s_n(k)=(1+i)^{kn}\times a_n(k)=\frac{v^k[(1+i)^{kn}-1]}{1-v^k}=\frac{s_{_{kn}}}{s_k}\tag{1-60} \]

【例1.22】某人向银行贷款20000元,年利率5%,期限为10年。约定每年年初还款,每年结转4次利息,求每年还款额。

解、 \((1+j)^4=1.05\Leftrightarrow j=0.012272234\)

    \(X\times\ddot{a}_{10|0.012272234}(4)=20000\Leftrightarrow X\times\frac{\ddot{a}_{4|0.012272234}}{\ddot{a}_{40|0.012272234}}=2467\)(元/年)

实例代码(例1.22):

webTJ.clear();
var A=webActuary.getKIFA(10,4,0.012272243,0); //期初每年4次付年金现值
webTJ.display("每每年还款额:"+20000/A,0);

四、连续年金的现值和终值

支付频率无限大(即连续支付,在一般年金中,令\(m\rightarrow\infty\))的年金称为连续年金。设连续支付\(n\)个计息期,每个计息期的支付额为1的年金现值为\(\bar{a}_n\),终值为\(\bar{s}_n\),则:

\[\bar{a}_n=\lim_{m\to\infty}\ddot{a}_n^{(m)}=\frac{1-v^n}{d^{(m)}}=\frac{1-v^n}{\delta}\tag{1-61} \]

\[\bar{s}_n=\lim_{m\to\infty}\ddot{s}_n^{(m)}=\frac{(1+i)^n-1}{d^{(m)}}=\frac{(1+i)^n-1}{\delta}\tag{1-62} \]

五、永续年金的现值

支付次数没有限制,永远持续的年金称为永续年金。如股票中不能赎回的优先股,其固定红利的付给就是永续年金的形式。由于支付没有终点时刻,永续年金的终值不存在。当\(n\rightarrow\infty\)时,每年支付1元的永续年金现值为:

\[\ddot{a}_{\infty}=\lim_{m\to\infty}\ddot{a}_n=\lim_{m\to\infty}\frac{1-v^n}{d}=\frac{1}{d}\tag{1-63} \]

\[a_{\infty}=\lim_{m\to\infty}a_n=\lim_{m\to\infty}\frac{1-v^n}{i}=\frac{1}{i}\tag{1-64} \]

\[\ddot{a}_{\infty}^{(m)}=\lim_{m\to\infty}\ddot{a}_n^{(m)}=\lim_{m\to\infty}\frac{1-v^n}{d^{(m)}}=\frac{1}{d^{(m)}}\tag{1-65} \]

\[a_{\infty}^{(m)}=\lim_{m\to\infty}a_n^{(m)}=\lim_{m\to\infty}\frac{1-v^n}{i^{(m)}}=\frac{1}{i^{(m)}}\tag{1-66} \]

六、确定年金类函数索引和计算表

基本年金现值

函数:webActuary.getIFA(t,p,k);
公式:(1-30) - 期初、(1-33) - 期末
参数:t - 给付时间;p - 利率;k - 期初k = 0、期末k = 1

基本年金终值

函数:webActuary.getIFS(t,p,k);
公式:(1-31) - 期初、(1-34) - 期末
参数:t - 给付时间;p - 利率;k - 期初k = 0、期末k = 1

基本年金计算表(确定型年金计算表I)
金额    利率    期限    期初期末  

注:设置参数后,点击“运 行”按钮,获得1到指定期限现值和终值。

延期付年金现值

函数:webActuary.getMIFA(t,p,m,k);
公式:(1-38) - 期初、(1-39) - 期末
参数:t - 给付时间;p - 利率;m - 延期;k - 期初k = 0、期末k = 1

延期付年金终值

函数:webActuary.getMIFS(t,p,m,k);
公式:(1-38a) - 期初、(1-39a) - 期末
参数:t - 给付时间;p - 利率;m - 延期;k - 期初k = 0、期末k = 1

延期年金计算表(确定型年金计算表II)
金额    利率    期限    延期    期初期末  

注:设置参数后,点击“运 行”按钮,获得1到指定期限现值和终值。

递增型年金现值

函数:webActuary.getIIFA(t,p,k);
公式:(1-41) - 期初、(1-43) - 期末
参数:t - 给付时间;p - 利率;k - 期初k = 0、期末k = 1

递增型年金终值

函数:webActuary.getIIFS(t,p,k);
公式:(1-42) - 期初、(1-44) - 期末
参数:t - 给付时间;p - 利率;k - 期初k = 0、期末k = 1

递增型年金计算表(确定型年金计算表III)
金额    利率    期限    期初期末  

注:设置参数后,点击“运 行”按钮,获得1到指定期限现值和终值。

递减型年金现值

函数:webActuary.getDIFA(t,p,k);
公式:(1-45) - 期初、(1-47) - 期末
参数:t - 给付时间;p - 利率;k - 期初k = 0、期末k = 1

递减型年金终值

函数:webActuary.getDIFS(t,p,k);
公式:(1-46) - 期初、(1-48) - 期末
参数:t - 给付时间;p - 利率;k - 期初k = 0、期末k = 1

递减型年金计算表(确定型年金计算表IV)
金额    利率    期限    期初期末  

注:设置参数后,点击“运 行”按钮,获得1到指定期限现值和终值。

等比递增(减)型年金现值

函数:webActuary.getRIFA(t,p,q,k);
公式:(1-48a) - 期初、(1-48c) - 期末
参数:t - 给付时间;p - 利率;q - 收付额递增(减)比例;k - 期初k = 0、期末k = 1

等比递增(减)型年金终值

函数:webActuary.getRIFS(t,p,q,k);
公式:(1-48b) - 期初、(1-48d) - 期末
参数:t - 给付时间;p - 利率;q - 收付额递增(减)比例;k - 期初k = 0、期末k = 1

等比递增(减)型年金计算表(确定型年金计算表V)
金额    利率    期限    增加比例    期初期末  

注:设置参数后,点击“运 行”按钮,获得1到指定期限现值和终值(注意,参数中利率$\not=$增加比例)。

一年多次支付年金现值

函数:webActuary.getGIFA(t,m,p,k);
公式:(1-49) - 期初、(1-51) - 期末
参数:t - 给付时间;m - 一年支付次数;p - 利率;k - 期初k = 0、期末k = 1

一年多次支付年金终值

函数:webActuary.getGIFS(t,m,p,k);
公式:(1-52) - 期初、(1-53) - 期末
参数:t - 给付时间;m - 一年支付次数;p - 利率;k - 期初k = 0、期末k = 1

一年多次支付年金计算表(确定型年金计算表VI)
金额    利率    期限    支付次数    期初期末  

注:设置参数后,点击“运 行”按钮,获得1到指定期限现值和终值。

一年多次结转年金现值

函数:webActuary.getKIFA(t,m,p,k);
公式:(1-57) - 期初、(1-59) - 期末
参数:t - 给付时间;m - 一年结转次数;p - 利率;k - 期初k = 0、期末k = 1

一年多次结转年金终值

函数:webActuary.getKIFS(t,m,p,k);
公式:(1-58) - 期初、(1-60) - 期末
参数:t - 给付时间;m - 一年结转次数;p - 利率;k - 期初k = 0、期末k = 1

一年多次结转年金计算表(确定型年金计算表VII)
金额    利率    期限    结转次数    期初期末  

注:设置参数后,点击“运 行”按钮,获得1到指定期限现值和终值。

七、寿险精算代码窗口


代码窗口

注:可将例题实例代码复制、粘贴到“代码窗口”,点击“运行代码”获得计算结果(鼠标选择实例代码\(\rightarrow\)Ctrl+C:复制\(\rightarrow\)鼠标点击“代码窗口”使其获得焦点\(\rightarrow\)Ctrl+V:粘贴)

代码运行效果

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下篇文章:债务偿还 - 寿险精算(4)

posted @ 2016-12-21 17:28  银河统计  阅读(2535)  评论(0编辑  收藏  举报