Matematyka bankowa 1 1 wykład



Podobne dokumenty
Zadania do wykładu Matematyka bankowa 2

Zadania do wykładu Matematyka bankowa 2

INDEKS FINANSISTY. Monika Skrzydłowska. PWSZ w Chełmie. wrzesień Projekt dofinansowała Fundacja mbanku

Matematyka bankowa 2

0.2 Oprocentowanie, kapitalizacja i dyskontowanie

I = F P. P = F t a(t) 1

Zadania do wykładu Matematyka bankowa 1

Matematyka bankowa. Katedra Analizy Nieliniowej Wydział Matematyki i Informatyki Uniwersytet Łódzki. Dorota Klim

Dariusz Wardowski Katedra Analizy Nieliniowej. Bankowość i metody statystyczne w biznesie - zadania i przykłady

KARTA PRZEDMIOTU. MBAN1_M w języku polskim Matematyka bankowa 1 w języku angielskim Mathematics of banking 1 USYTUOWANIE PRZEDMIOTU W SYSTEMIE STUDIÓW

MODELOWANIE RYNKÓW FINANSOWYCH (MAP1171)

Dobija M., Smaga E.; Podstawy matematyki finansowej i ubezpieczeniowej, PWN Warszawa- -Kraków 1995.

Elementy matematyki finansowej w programie Maxima

Czym jest ciąg? a 1, a 2, lub. (a n ), n = 1,2,

Zajęcia 1. Pojęcia: - Kapitalizacja powiększenie kapitału o odsetki, które zostały przez ten kapitał wygenerowane

Dariusz Wardowski Katedra Analizy Nieliniowej. Bankowość i metody statystyczne w biznesie - zadania i przykłady część II

Zadania do wykładu Matematyka bankowa 1 i 2

[1 ] M. Podgórska, J. Klimkowska, Matematyka finansowa, PWN

Zadania do wykładu Matematyka bankowa 1

Matematyka podstawowa V. Ciągi

Zadania do wykładu Matematyka bankowa 1

1 Wstęp. arytmetykę finansową (problemy związane z oprocentowaniem i dyskontowaniem, w szczególności plany spłaty kredytów);

Podstawy teorii oprocentowania. Łukasz Stodolny Radosław Śliwiński Cezary Kwinta Andrzej Koredczuk

Zajęcia 8 - Równoważność warunków oprocentowania

Nauka o finansach. Prowadzący: Dr Jarosław Hermaszewski

PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA W NOWYM SĄCZU SYLABUS PRZEDMIOTU. Obowiązuje od roku akademickiego: 2010/2011

2a. Przeciętna stopa zwrotu

4. Strumienie płatności: okresowe wkłady oszczędnościowe

System finansowy gospodarki. Zajęcia nr 5 Matematyka finansowa

Zadania do wykładu Rachunek efektywności projektów inwestycyjnych

Paulina Drozda WARTOŚĆ PIENIĄDZA W CZASIE

dr Danuta Czekaj

Arytmetyka. Działania na liczbach, potęga, pierwiastek, logarytm

Akademia Młodego Ekonomisty

Terminy kolokwiów: kwietnia czerwca 2019

INDEKS FINANSISTY. Monika Skrzydłowska. PWSZ w Chełmie. październik Projekt dofinansowała Fundacja mbanku

Jak wybrać kredyt? Waldemar Wyka Instytut Matematyki Politechniki Łódzkiej. 22 listopada 2014

Elementy matematyki finansowej

Granice ciągów liczbowych

WARTOŚĆ PIENIĄDZA W CZASIE WPROWADZENIE

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

zaliczenie na ocenę z elementarnej matematyki finansowej I rok MF, 21 czerwca 2012 godz. 8:15 czas trwania 120 min.

STOPA PROCENTOWA I STOPA ZWROTU

PLANOWANIE I OCENA PRZEDSIĘWZIĘĆ INWESTYCYJNYCH

Matematyka finansowa r. Komisja Egzaminacyjna dla Aktuariuszy. LV Egzamin dla Aktuariuszy z 13 grudnia 2010 r. Część I

Liczba godzin Punkty ECTS Sposób zaliczenia. ćwiczenia 16 zaliczenie z oceną

5. Strumienie płatności: renty

ZASTOSOWANIE ZASADY MAKSIMUM PONTRIAGINA DO ZAGADNIENIA

Papiery wartościowe o stałym dochodzie

Zadania do wykładu Rachunek efektywności projektów inwestycyjnych

Matematyka Ekonomiczna

1a. Lokaty - wstęp. Grzegorz Kosiorowski. Uniwersytet Ekonomiczny w Krakowie. Matematyka finansowa

11. Liczby rzeczywiste

REZERWY UBEZPIECZEŃ I RENT ŻYCIOWYCH

Matematyka Ekonomiczna

Wartość przyszła pieniądza: Future Value FV

5.1 Stopa Inflacji - Dyskonto odpowiadające sile nabywczej

1 INWESTOWANIE PODSTAWOWE POJĘCIA

Komisja Egzaminacyjna dla Aktuariuszy XXXV Egzamin dla Aktuariuszy z 16 maja 2005 r. Część I Matematyka finansowa

Z-EKO-045 Matematyka finansowa Financial Mathematics. Ekonomia I stopień Ogólnoakademicki

Wartość przyszła pieniądza

System finansowy gospodarki. Zajęcia nr 6 Matematyka finansowa

O PEWNEJ ANOMALII W WYCENIE INSTRUMENTÓW DŁUŻNYCH

Matematyka finansowa r. Komisja Egzaminacyjna dla Aktuariuszy. L Egzamin dla Aktuariuszy z 5 października 2009 r.

Akademia Młodego Ekonomisty

Modelowanie wybranych pojęć matematycznych. semestr letni, 2016/2017 Wykład 10 Własności funkcji cd.

Stopa Inflacji. W oparciu o zbiór składający się z n towarów, stopa inflacji wyraża się wzorem. n 100w k p k. , p k

Analiza opłacalności inwestycji v.

mgr Katarzyna Niewińska; Wydział Zarządzania UW Ćwiczenia 2

Matematyka finansowa r. Komisja Egzaminacyjna dla Aktuariuszy. LVIII Egzamin dla Aktuariuszy z 3 października 2011 r.

Akademia Młodego Ekonomisty

Matematyka finansowa. Liczba godzin stacjonarne: Wykłady: 15 Ćwiczenia: 15. niestacjonarne: Wykłady: 9 Ćwiczenia: 18

Arkusz kalkulacyjny MS EXCEL ĆWICZENIA 3

2.1 Wartość Aktualna Renty Stałej

Funkcja akumulacji i wartość przyszła

Egzamin XXVII dla Aktuariuszy z 12 października 2002 r.

3.1 Analiza zysków i strat

Analiza dynamiki zjawisk STATYSTYKA OPISOWA. Dr Alina Gleska. Instytut Matematyki WE PP. 28 września 2018

Akademia Młodego Ekonomisty

Darmowa publikacja dostarczona przez PatBank.pl - bank banków

2. Funkcja akumulacji i wartość przyszła

Ciągi. Kurs matematyki w Oratorium (

Matematyka finansowa r. Komisja Egzaminacyjna dla Aktuariuszy. LXIV Egzamin dla Aktuariuszy z 17 czerwca 2013 r.

Darmowa publikacja dostarczona przez ebooki24.org

3b. Mierniki oceny inwestycji finansowych

Inżynieria finansowa Wykład IV Kontrakty OIS/IRS/CRIS

3.1 Analiza zysków i strat

Ekonomika Transportu Morskiego wykład 08ns

OGÓLNY MODEL MATEMATYKI FINANSOWEJ

2b. Inflacja. Grzegorz Kosiorowski. Uniwersytet Ekonomiczny w Krakowie. Matematyka finansowa

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

LICZBY - Podział liczb

Wykład z równań różnicowych

Matematyka finansowa w pakiecie Matlab

Pieniądz ma zmienną wartość w czasie również w przypadku zerowej inflacji. Jest kilka przyczyn tego zjawiska:

Funkcja akumulacji i wartość przyszła

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Logarytmy. Funkcje logarytmiczna i wykładnicza. Równania i nierówności wykładnicze i logarytmiczne.

1 Pomiar dochodowości inwestycji istota,

Propozycje przedmiotów do wyboru. oferowane na stacjonarnych studiach I stopnia (dla 2 roku) w roku akademickim 2013/2014

Transkrypt:

Matematyka bankowa 1 1 wykład Dorota Klim Department of Nonlinear Analysis, Faculty of Mathematics and Computer Science, University of Łódź, Banacha 22, 90-238 Łódź, Poland E-mail address: klimdr@math.uni.ldz.pl http://math.uni.lodz.pl/ klimdr/

Bibliografia [1] M. Podgórska, J. Klimkowska, Matematyka finansowa, PWN. [2] S. G. Kellison, The Theory of Interest, McGraw-Hill Int. Ed. [3] E. Smaga, Arytmetyka finansowa, PWN. [4] M. Sobczyk, Matematyka finansowa, Placet. [5] M. Szałański, Podstawy matematyki finansowej, Elipsa. [6] M. Capinski, T. Zastawniak, Mathematics for Finance: An Introduction to Financial Engineering, Springer. 1

Oprocentowanie, kapitalizacja i dyskontowanie Podstawowymi transakcjami finansowymi jest inwestowanie pewnych ilości pieniędzy w celu osiągnięcia zysku. Przykładem takiej inwestycji może być wpłata określonej kwoty na rachunek oszczędnościowy w banku. Kwotę tę nazywamy kapitałem, kapitałem początkowym, wartością poczatkową inwestycji (ang. principal, present value) i oznaczamy przez P, P V. Kwotę jaką uzyskamy po pewnym czasie albo pod koniec inwestycji nazywamy kapitałem końcowym, kapitałem przyszłym, wartością przyszłą (ang. accumulated value, future value) i oznaczamy przez F, F t, F V. Będziemy zakładać, że F > P. Różnicę I = F P, czyli zysk z zainwestowanego kapitału nazywamy odsetkami (amount of interest lub krótko interest). Miernikiem wielkości wygenerowanych odsetek w ustalonym czasie jest stopa procentowa r > 0 (rate of interest). Definiujemy ją jako stosunek odsetek do kapitału początkowego, czyli r = I P. Stopa procentowa jest przeważnie liczbą z przedziału (0, 1). Możemy ją wyrazić jako liczbę niemianowaną tj. liczbę w postaci ułamka dziesiętnego lub zwykłego albo wyrazić w procentach mnożąc przez 100%. Przedział czasu uwzględniony w określających stopę procentową odsetkach nazywamy okresem stopy procentowej (period of interest). W praktyce najczęściej mamy do czynienia ze stopami określonymi dla okresu rocznego. Mówimy wtedy o rocznej stopie procentowej lub stopie procentowej w skali roku. Przy badaniu problemów teorii zmiany kapitału w czasie oraz konsekwencji stąd wypływających podstawowymi pojęciami są: oprocentowanie, kapitalizacja i dyskontownie. Oprocentowaniem nazywamy wyznaczanie odsetek. Najkrótszy przedział czasu, po którym zostały wyznaczone odsetki, nazywamy okresem oprocentowania. Natomiast czas pomiędzy początkiem i końcem inwestycji - czasem oprocentowania, czasem inwestycji, horyzontem czasowym inwestycji. Czas może być mierzony za pomocą różnych jednostek np. dni, miesięcy, roku, itp. Jednostka, którą będziemy mierzyć czas inwestycji nazywamy krótko okresem (period). Kapitalizacją odsetek lub krótko kapitalizacja nazywamy powiększanie kapitału o odsetki. Czas, po którym odsetki są skapitalizowane nazywamy okresem kapitalizacji. Gdy okres stopy procentowej pokrywa się z okresem oprocentowania, to mówimy o oprocentowaniu zgodnym. W przeciwnym przypadku mówimy o oprocentowaniu niezgodnym. W zależności od sposobu ustalania odsetek wyróżniamy oprocentowanie proste (simple interest) i składane (złożone) (compound interest). W pierwszym przypadku oprocentowaniu podlega wyłącznie kapitał początkowy zaś w drugim oprocentowaniu podlega kapitał początkowy i wygenerowane w trakcie czasu oprocentowania odsetki. Przez warunki oprocentowania rozumiemy zbiór danych potrzebnych do wyznaczenia w sposób jednoznaczny wysokości odsetek należnych od ustalonego kapitału za ustalony czas. Dyskontowaniem rzeczywistym lub krótko dyskontowaniem nazywamy wyznaczanie wcześniejszych wartości kapitału w oparciu o wartości przyszłe. W szczególności dyskontowaniem 2

jest obliczanie wartości początkowej kapitału P na podstawie wartości końcowej F. Kwota D, o którą należy pomniejszyć F, aby otrzymać P, nazywa się dyskontem. Funkcja akumulacji i dyskontowania Niech [0, T ] będzie czasem inwestycji, T 0. Rozważmy inwestycję kapitału jednej jednostki. Niech a(t) 0 oznacza wartość przyszłą tego kapitału w momencie t [0, T ]. Funkcję a : t a(t) nazywamy funkcją akumulacji (accumulation function) jednej jednostki kapitału. Funkcja akumulacji posiada następujące własności: 1. a(0) = 1. 2. a jest funkcja rosnącą. Gdyby funkcja przyjmowała wartości mniejsze przy wzroście t, to generowała by ujemne odsetki, co od strony matematycznej jest możliwe natomiast od strony finansowej takimi przypadkami nie będziemy się zajmować. 3. Jeżeli generowane odsetki będą gromadzić się w sposób ciągły, to funkcja akumulacji też będzie ciągła. Jeżeli odsetki będą gromadzić się w sposób skokowy zależnie od okresu oprocentowania, to funkcja akumulacji będzie w tych punktach nieciągła a dokładnie będzie ciągła z prawej strony. Dla ustalonego t wartość a(t) będziemy nazywali t-okresowym czynnikiem akumulacji (accumulation factor). Jeżeli inwestycją będzie kapitał P, to wartość przyszła tego kapitału w czasie t [0, T ] wyrazi się wzorem F t = P a(t). Oczywiscie F 0 = P. W celu wyznaczenia wartości początkowej kapitału 1 jednostki po czasie T należy rozważyć fnkcję a 1 : t a 1 (t) spełniającą a 1 (t) a(t) = 1 dla każdego t [0, T ]. a 1 nazywamy funkcją dyskontowania (discount function) jednej jednostki kapitału. Dla ustalonego t wartość a 1 (t) będziemy nazywali t-okresowym czynnikiem dyskontowania (discount factor). Oczywiście dla kapitału F t wartość początkowa tego kapitału wyraża się wzorem P = F t a 1 (t). Przypuśćmy teraz, że dana jest pewna inwestycja o horyzoncie czasowym [0, T ] i że w momencie t 1 [0, T ] został zainwestowany pewien kapitał P 1. W celu wyznaczenia wartości przyszłej F t2 tego kapitału w momencie t 2 [0, T ], t 2 > t 1 należy skorzystać ze wzoru F t2 = P 1 a 1 (t 1 ) a(t 2 ). Dla t = 0, 1, 2,... będziemy częściej stosowali oznaczenie a(n) zamiast a(t), F n zamiast F t itp. Przez I n będziemy oznaczać odsetki uzyskane w n-tym okresie inwestycji. Zatem I n = F n F n 1 dla n = 1, 2, 3,.... Oprocentowanie zgodne Będziemy zakładać, że: -) czas oprocentowania składa się ze skończonej ilości podokresów będących okresami oprocentowania; -) okres stopy procentowej r pokrywa się z okresem oprocentowania. 3

Oprocentowanie proste Zasady oprocentowania prostego są stosowane w obliczeniach bankowych transakcji krótkoterminowych (do jednego roku) oraz umowach zawieranych poza sferą bankową. Zasada oprocentowania prostego charakteryzuje się następującą cechą: odsetki uzyskane w czasie inwestycji po każdym okresie oprocentowania są generowane od wartości początkowej kapitału, czyli nie podlegają kapitalizacji w czasie a na końcu inwestycji. Wyznaczymy postać ogólna ciągu {F n } n=1 przyszłych wartości kapitału P po czasie n, będącym całkowitą wielokrotnością okresu oprocentowania. Obliczanie wartości F n+1 na koniec (n + 1) go okresu oprocentowania przebiega następująco: do wartości F n z końca n-tego okresu kapitalizacji dopisujemy odsetki I n+1 przypadające za (n+1)-szy okres. Tak więc ciąg (F n ) spełnia równanie rekurencyjne postaci (1) F n+1 = F n + I n+1, n = 0, 1,... z warunkiem początkowym F 0 = P. Ponieważ oprocentowaniu podlega tylko kapitał początkowy P, to ciąg odsetek (I n ) jest ciągiem stałym o wyrazie ogólnym postaci (2) I n = P r, n = 0, 1,. Podstawiając (2) do (1) otrzymujemy równanie (3) F n+1 = F n + P r, n = 0, 1,..., a stąd (4) F n+1 F n = P r, n = 0, 1,.... Wzór (4) wskazuje, że ciąg (F n ) jest ciągiem arytmetycznym o różnicy P r i pierwszym wyrazie postaci F 1 = P + P r = P (1 + r). Zatem, w myśl (3) n-ty wyraz tego ciągu ma postać (5) F n = P (1 + nr). Funkcja akumulacji wyraża się tutaj wzorem a(t) = a(n) dla t [n, n + 1), gdzie a(n) = 1 + nr, n = 0, 1,... jest n-okresowym czynnikiem akumulacji kapitału w modelu oprocentowania prostego. Z (5) otrzymujemy postać n-okresowego czynnika dyskontowania 1/(1 + nr) oraz wzór na wartość początkową kapitału P (6) P = F n 1 + nr. Zauważmy, że suma odsetek wytworzonych przez kapitał P w ciągu n okresów kapitalizacji jest równa różnicy wartości przyszłej F n i wartości teraźniejszej P a więc (7) I = F n P = P nr. Zatem wzór (5) wskazuje, że wartość przyszła kapitału P po n okresach kapitalizacji jest sumą wartości kapitału początkowego i odsetek za czas n. 4