2021年度精算师考试金融数学课本知识精粹.pdf
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1、第一篇:利息理论第一章:利息基本概念o优o-a(t)1、有关利息力:a=J J;An)6tdt=A(n)-A(0)j(m)4(p)2、(i+)m=i+i=v-=(i-d y=(i-yp=/m pr.单利率下的利息力:b,二 二2 1 +it3、j 但贴现下的利息力:3t=i-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:/=上 一%k=l第二章年金1 (Xy n 1+1)C l n dn-lri+11、I 5月 S(1+i)S 川=S-i 1n zi+llV dn Clm+n。浣13、零头
2、付款问题:(1)上 浮 式(2)常 规(3)扣减式4:变利率年金(1)各付款期间段利率不同(2)各付款所根据利率不同5、付款频率与计息频率不同年金(1)付款频率低于计息频率年金现值:曳期末付年金:叼 .永续年金现值:二-终值:随 领a)村=%叼期 末 付 平 顶 虹 式 年 金:匕)=(/。).+丫(D a)/=%。5叔(2)各年付款额为等比数列(1 +左),V 左:不存在%=一七=,=左:=占 不 存 在i k:%存在7、更普通变化年金:(1)在(肃基本上,付款频率不大于计息频率形式(2)在(温基本上,付款频率不不大于计息频率形式每个计息期内的m次付款额保持不变(/严 二 写 上每个计息期内
3、的m次付款额保持不变(尸产 二 当 篝(3)持续变化年金:有 n个计息期,利率为i,在 t 时刻付款率为t,其现值为斯 nv(/叫:二丁:有 n个计息期,利率为i,在 t 时刻付款率为了,其现值为v(0)=jo f d t第三章收益率i、收益率(内部收益率)由v()=,6二可求出r=02、收益率唯一性:(1)若在。n期间内存在一时刻t,t 之后期间里钞票流向是一致,t 之前期内钞票流向也一致,并且这两个流向方向相反,则收益率唯一。(2)若在O-n T 内各发生钞票流时刻,投资(涉及支出及回收,总称投资)积累额不不大于0,则该钞票流唯一。3、再投资收益率:(1)情形一:在时刻0 投资1 单位,t
4、 时刻积累值:1+啊(2 )情 形 二:在 原 则 金 中,t时 刻 积 累 值:s-y-nn+/(Zs1)=n+i-一1 j4、基金收益率:A:期初基金资本量 B:期末基金本息和I:投资期内基金所得收入 Cz:t 时刻钞票流(O r (G/C)注意:上述求收益率办法也叫投资额加权收益率5、时间加权收益率i=(l+i1)(l+i2)-i+im)-l6、投资组合法:计算出一种基于整个基金所得平均收益率,然后依照每个资金账户所占比列与投资时间长度分派基金收益投资年法:按最初投资时间和投资所持续时间,以及与各时间相联系利率,积累值为:C(l+i:)(l+g)(1 +)k m为投资年法年数,即若投资时
5、间未满m年,运用投资年法计算收益;若超过某些按投资组合法计算收益率。在 y 年投资第t 年收益率记为7、股息贴现模型(1)每期末支付股息,假定该股票收益率为r,则它理论价格为:念(1 +r)(2)每期末支付股息以公比(1+g)呈等比增长,假定该股票收益率为 则 它 理 论 价 格 为:p=a第四章债务偿还1、分期偿还表(原则年金,贷款额因,年利率i,每期末还款额为1)时刻t每次还款额R,每次还款中所包含的自增利息L每次还款中所包含的本金p,未偿还贷款余额B,0%11211-产1/*1111111t11 n-t+11-V产1%(11(11n-1l-v2n11-VV0总计n 一 因第 k 期偿还款
6、中利息某些记为4;本金某些为必4=1 L+i pk=vnk+i2、持续偿还分期偿还表时 刻 的 余 额 =a I_苒=砧(1+犷,时亥IJ偿还的本金禾IJ息pt=l-I=l-3Br3、偿还频率与计息频率不同分期偿还表(1)若偿还期计息k 次(偿还频率不大于计息频率)时刻S还款额 Rs还款额中的利息部分Iv还款额中的本金部分p,贷款余额B,0卬 与k1%/SR=1-vnRrk=MBO-PA=%/S浦2k1-vn-kvn ka2k/skaI1a(aItk1产(f-l)Aa/skIa(i1n-k11-*n11-vk0总计n!k/我-%/$浦%/与(2)若每计息期偿还哮款m次(偿还频率不不大于计息频率
7、)表(4-4)4 )的分期偿还表时刻S还款额R s还款额中的利息部分I s还款额中的本金部分P s贷款余额B s0/m1m产)1 B()=-(l-vn)m mRl/m 一 v,im稣-E,产 保2/tni/m1 n(1-V 吟m|nv mm(a(tlm/m1 n-(1-v w)m1 -巴V mma(砌(i(n/m/m(1-v)m1 -mn/m1 -(l-vw)m1 -m0总计n-第第4、偿债基金表时刻每次总支出额Lz+D利息支付L/基金存款D基金利息收入SFI,偿债基金余额SFB,净贷款余额NB;0L=Dsd1Lz+DLiD0D S fijL-DSjj2Lz+DLzDj D5jl.=D(l+/
8、-)-1D S2jL-Ds 用3Li+DUDD(l+/)2-lDs用L-Ds布(IIItLi+DUDDKi-vT-iDs方L-Ds方(*(1InLz+DuDDKHyT-lDs兀=LL-D阳广0总计(Li+D)nLi DD(5.-ri)=L-nD第五章 债券及其定价理论1、债券价格P:债券的价格 N:债券的面值 C:债券的赎回值r:票利率 N r:票息额 g:修正票息率g=N r/C(N;C时,g=r)i:收益率 n:票息到期支付次数 K=C v G :基础金额G=N r /i%:所得税率(1)所得税后债券价格:基本公式:p=Nr(l-tl)an+Cvn溢价、折价公式:p-c =N r(lT j
9、-。吟,基础金额公式:P=G (1-0)+C-G(1-匚)vMakeham公式:p=K+迎匕红(C K)、i(2)所得税、资本增益税后(当购买价格低于赎回值)债券价格:P=p-t2(c-p)v J p 二一-1-鹏/c(3)如果债券购买时间不是付息日,则债券全价(如)tP 二Nr Nr-1-;(1 +炉(1+i严Nr+Cn-1+w2、溢价与折价本金调节:溢价摊销或折价积累期次西7TC自 心、利息收入本金调节账面值0gl +p =l +(g _ i)%1g4 1 +(g T)%l +(g T2g心+(g-(g-Ml+(g-&tg小+年 一 加 中 l +(g-)a Rn-lg4 1+(g T)%
10、(g-l +(g-,)/ng汨+(g-%(g)M1共计n gn g-p(g _ i)%=3、票息支付周期内债券估价债券平价:Bt+k 扣除应计票息后买价称为市价:B3k公式:弘=矶+四 或 琮麻 岫B晨=6(1 +讨(1)理 论 法3 Nrk=NJ”-1iBM=6(1+讨-Nr_lr K I x/II现 4(1+切(2)实务法:N4=k MB3k=BtQ +ki)kNr“刊(i+,y混合法:N=k MBk=Bt(l+i)k-kNr4、收益率拟定由 p=C+C(g-i)a八 卷 可 导 出kg-,H+17 或1H-k2nkS nl +k24/2)4、可赎回债券计算收益率时 g(溢价发行):赎回日
11、尽可能早g(折价发行):赎回日尽可能晚5、系列债券:团 tn o 加 机系列债券的价格 0工&谑*9K)t=i t=i i t=i t=ig=NrlC其 中:2人:所有现金流现值之和t=lc,:所有现金流之和t=l第二篇利率期限构造第六章:利率期限构造理论1、远期利率:(1+兀)二(1+加 产(1+X)2、Macaulay久期与修正久期:,N久期D.=必x%.Z=1修正久期 Dm0d=D/(l+y)其中叼=:第欣现金流的现值在现金流总和中所占的比例P(i+y)NZ=13、M acaulay凸 度 与 修 正 凸 度:C D凸度,修 正 凸 度j d三宫号”P+-P.2 P qP+P2poP o
12、(有效久期:DE=4、有效凸度:,=其中p。、p.、p.表示债券期初价格、收益率在初始收益率基础上增加和减少时对应的价格第七章随机利率模型1、时刻银行账户的价值=e4同2、随机折现因子。(f,T)=,4,出)3、连续复利收益率T):T时刻到期的零息债券1 单位面值在时刻的价格R(/,T):连续复利收益率B O,T)=产皿4、远期单利耳(t,T,S)与远期复利月(t,T,S),t时刻期限为 T,S片(t,T,S)=(-1)S-T月(t,T,S)=-,S-T B(t,S)5、远期瞬时利爵&T)=-四竿r7零息债券价格:8(仃)=/)疝V1 连续复利收益率:R T)=ft,u)du6、Ho l e
13、e模型的应用短期利率满足:fl+l=+a/X t随机变量 在 出 现时取+1,在d出现时取-17、随机利率模型的一般形式及零息债券价格满足的随机微分方程drt=u(t,rt)dt+a(t,rt)dWt ,D(dB S B,,、1 d2B 2/、L,S B,、皿dB=-+-(/,/;)+-7-cr (f,()dt+-y(t,rl)dWlo t dt 2 dr J dt其 中 漂 移 项 cr(Z,/;):波动项 Wl:标准布朗运动B=BG,T)=B(t,T,三)IV(8、利率风险市场价格(4)用两种不同到期日的零息债券构造无风险资产组合n然后选择适当的头寸中使得n的风险为零n=B(f,T,rt)
14、+T2,rt)dB(t,Tx,r,)dB(t,T2,r,)I-Udr dr甘 1/T、1/3 8 S B ,、1 d2B 2/、)其中m(t,T)=-+vcr-(Z,/;)Byo t dt 2 dr J贝/,丁)=孚6亿/)B dt9、W z s i c或模型及其下的债券定价模型:drf=a(u-rt)dt+cydWt.a、o为正的常数模型的解为:r,=rQe-a,+u(l-e-a,)+(y e-a(-u)dWl l零息债券的价格:=1.,一 打其中:T=T=-a/)=/i?/)(-丸-。-。7)一-。、Z 1-2av。7r)了+(1 -)a a a 2a 4 a9、C I R模型及其下的债券
15、定价模型:drt=a(u-rt)dt+(j dWt.a、小 b为正的常数该模型下风险的市场价格为:,/;)=娅第三篇金融衍生工具定价理论第八章金融衍生工具简介fe”1、远期的定价 F =S e C力.q:连续复利率F=(S o I)e .I-.离散红利2、时刻持有远期合约的价值:(0tT)=(_ 玲)-(S0-I)e9 八 如果有中间收入V 中间收入/:f,=F,er(T-,)提供红利q=耳e-3、远期利率平价公式,、:本币和外币的利率(假定借款利率=贷款利率)E:外币的以本币标价的即期汇率(E 本币/外币)外币远期的价格为/(/,丁)=F WO=(一般不超过一年故采用单利)st i+z r若
16、:名 言 黑:(持有本币所得利息低于外币,持有外币有利)4、远期利率合同(1)结算时金额:A=N 反 町1+S x T其 中:S:目的利率;F:远期价格,T:远期期限(2)远期价格尸满 足:(1 +以)(1 +ftl+TT)=l +rt+T(t+T)5、期货合约盈亏:A=nN()|Zz+1-Z,|期货合约保证金账户盈亏代数和为:N0|S,-Z0|无论盈亏都只需交N()Z()6、利率期货(1)短期利率期货:(欧洲美元期货、定价、套期保值、周 期 3个 月)若 果 价 格 变 动 一 种 基 点(小 数 点 后 第 二 位 变 动 一 种 数,如9 4.7 9.9 4.8 0 或 9 4.7 8)
17、,则一份合约买方或卖方将支付2 5 远。对 于 本 金 1 00万而言,一种季度每个基点价值为:1 00 万 x 0.01%x =2 5(美元)4远期利率/满足(1 +科)(1 +0.2 5/)=(1 +M)nf=4 x 也一端1 +4 丁套期保值原理(N:被 保 资 产 金 额 D:保 质 期 限 S存款利率变动基 点 n:合约份数)面值9 0(2)长期利率期货国债期货:点数价值:价格波动一种最小值时,一份合约买卖双方盈亏金额转换因子:指如果名义债券平价发行,那么一单位面值该债券价格。如:若名义债券票息率为半年4%,某实际债券票息率为半年3%,剩余期限为2年,则付息日转换因子为:CF=-+1
18、 00+34/1 00(1 +4%)(1 +4%)2(1 +4%)3(1 +4%)4(3)交割债券选取(最便宜交割债券)卖方在债券现货市场上可以以P+A价格买到债券(P:债券净价,A:应计利息);在期货交割时卖方将收到买方钞票C F x Z+A (Z:债券期货价格),同步支付债券。显然A不影响卖方成本,卖方净交割成本为:P-CFxZ(4)国债定价类似于:F=(S0-I)e.例题:假设某国债期货党C T D债券票息率为1 2%;C F=1.4.假定在2 7 0天后交割,债券每半年计息一次;当前时刻距上次付息以过了 6 0天,利息力为r=0.1;债券报价为1 2 0;可按如下办法计算期货价格Z:解
19、:(1)债券全价=净价+应计利息之和(每1 00元面值利息)1 2 0+x 6=1 2 1.9 7 81 8 2(2)计算期货钞票价格:卫XOJ 冽 加(1 2 1.9 7 8-6 x e 3 6 5)x e3 6 5=1 2 5.09 5(3)计算以C T D 债券为基本资产期货价格:1 4 81 2 5.09 5-6 x一 =1 2 0.2 4 21 8 3(4)运用转换因子C F 计算国债期货价格:1 2 0 2 4 2Z =:=8 5.8 8 71.4(5)国债期货套期保值原理基点价值Mn:收益率变动一种基点所引起债券价格变化。如:面值为1 0万美元、期限为3年,票利率为1 0.7 5
20、%,若当前市场利率为1 0%,则该债券加u 为:3bpv=0z=l1 07 5 0(1 +1 0%)1 00000 _ 1 07 5 0 1 00000+(i+i o%)3)-t r(n-i o.o i%y +(i+i o.o i%)37、看涨看跌期权平价公式c,+Ke-r(T-=p,+S,其中c,:t 时刻看涨期权价格p,:t 时刻看跌期权价格K:看涨期权执行价格S:t 时刻基本资产价格8、期权价值影响因素(1)基本资产价格S:对看涨期权S,越大,价格越高对看跌期权S越大,价格越低(2)执行价格K:对看涨期权K:越大,价格越高对看跌期权K:越大,价格越低(3)到期期限T:对美式而言,T 越长
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