先付年金終值計(jì)算公式推導(dǎo)過(guò)程(先付年金終值計(jì)算公式推導(dǎo))
年金(annuity)是指一定時(shí)期內(nèi)每次等額收付的系列款項(xiàng),通常用a來(lái)表示。
年金最初就是指一年一次的付款,但是后來(lái)有很多跟年金一樣的性質(zhì)的付款出現(xiàn),但是其時(shí)間間隔不是一年,還有的是一年一次的收款,慢慢的,年金的指代的范圍就擴(kuò)大了,雖然現(xiàn)在年金所指代的范圍擴(kuò)大了,但是依然沿用年金這個(gè)叫法;
年金的特點(diǎn)在于等額、等期、等息,是一種理想化的收付款項(xiàng),等額是指每次收付款的金額相等,等期是指經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間間隔就會(huì)發(fā)生一次收付款,等息是指年金整個(gè)收支過(guò)程,利率是保持不變的。
二、年金的分類
按照年金收付款時(shí)間點(diǎn)和其他收付條件的不同,年金分為普通年金、預(yù)付年金、遞延年金和永續(xù)年金;
普通年金:又稱為后付年金,是指從第一期起,在連續(xù)間隔期相等的多個(gè)時(shí)期中,每期期末收付等額年金的年金;
預(yù)付年金:又稱先付年金、即付本金或期初年金,是指從第一期起,在連續(xù)間隔期相等的多個(gè)時(shí)期中,每期期初等額收付的系列款項(xiàng),預(yù)付年金與普通年金的區(qū)別僅在于收付款時(shí)間點(diǎn)不同,普通年金發(fā)生在期末,而預(yù)付年金發(fā)生在期初。
遞延年金:是指在第一期開(kāi)始,遞延一定時(shí)期后,開(kāi)始在在連續(xù)間隔期相等的多個(gè)時(shí)期中,每期期末支付等額年金的年金,遞延年金是普通年金的一種特殊形式;
永續(xù)年金:是等額收付年金的期限無(wú)限的一種特殊的普通年金。
三、年金的計(jì)算
年金是一種特殊形式的收付款項(xiàng),核算年金的目的是幫助使用者衡量收支,所以年金的應(yīng)用在于計(jì)算年金的終值f(future value或者final value,也叫本利和,即本金和利息的和)和現(xiàn)值p(present value),當(dāng)然有時(shí)候也會(huì)要計(jì)算收付次數(shù)n(n也代表年金收支的期數(shù))、利率i、年金a。
計(jì)算年金的時(shí)候,不是站在收款方或者付款方的角度,而是站在一個(gè)與年金收付無(wú)關(guān)系的第三方角度,來(lái)計(jì)算年金的現(xiàn)值和終值;
因?yàn)槟杲瓞F(xiàn)值和終值的計(jì)算基礎(chǔ)是資金的復(fù)利計(jì)算,所以先介紹資金在復(fù)利情況下現(xiàn)值和終值的計(jì)算:
復(fù)利現(xiàn)值:p=f*(1+i)^-n,(1+i)^-n也稱為復(fù)利現(xiàn)值系數(shù),記作(p/f,i,n)
復(fù)利終值:f=p*(1+i)?,(1+i)?也稱為為復(fù)利終值系數(shù),記作(f/p,i,n)
普通年金現(xiàn)值和終值的計(jì)算
普通年金現(xiàn)值和終值的計(jì)算也就是將每一次的收付款按復(fù)利計(jì)算現(xiàn)值或終值,然后在再加總求和;
原始公式:
p=a(1+i)^-1+a(1+i)^-2+……+a(1+i)^-n
f=a(1+i)^1+a(1+i)^2+……+a(1+i)^(n-1)
公式中的每一項(xiàng)對(duì)應(yīng)的就是年金中的一次收付款,通過(guò)將每一次收付款按照復(fù)利現(xiàn)值(復(fù)利終值)公式算出現(xiàn)值(終值)之后,再求和,就得到年金現(xiàn)值(年金終值)的公式了;
如果使用該公式計(jì)算,年金收付次數(shù)較多時(shí),計(jì)算起來(lái)很繁瑣,為了方便計(jì)算,通過(guò)推導(dǎo)可以將公式簡(jiǎn)化如下:
p=a*1-(1+i)^-n/i
f=a*(1+i)^n-1/i
將公式右邊年金以外部分視為系數(shù)(分別稱作年金現(xiàn)值系數(shù)和年金終值系數(shù)),通過(guò)查詢相關(guān)系數(shù)表找出對(duì)應(yīng)的值,可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化計(jì)算;
p=a*(p/a,i,n)
f=a*(f/a,i,n)
例題:2020年初張某因工作原因要出國(guó)工作三年,擬在銀行存入一筆款項(xiàng)請(qǐng)家人分次取出好付清三年房屋物業(yè)費(fèi),每年支付兩次,一次是6月末一次是12月末,每次3000元,若存款年利率是6%,那么張某出國(guó)前應(yīng)存入銀行多少錢?((p/a,3%,6)=5.4172)
該題中求的是普通年金現(xiàn)值,因?yàn)槊磕曛Ц秲纱?,三年就?次,收付款次數(shù)n=6,利率也要與收付款間隔期對(duì)應(yīng),所以利率i=3%;
可以使用原始公式進(jìn)行計(jì)算,就是將每一次支付的物業(yè)費(fèi)按其支付的時(shí)間點(diǎn)折現(xiàn)到2020年初,然后再將所有現(xiàn)值的和加起來(lái),就可以得到年金現(xiàn)值,在這里十三就不詳細(xì)列出原始公式計(jì)算過(guò)程了;
用年金現(xiàn)值系數(shù)可以算出
p=3000*(p/a,3%,6)=16251.60
預(yù)付年金現(xiàn)值和終值的計(jì)算
原始公式:
p=a(1+i)^-1+a(1+i)^-2+……+a(1+i)^-(n-1)
f=a(1+i)^2+a(1+i)^3+……+a(1+i)^(n)
和普通年金的原始公式計(jì)算的原理相同,公式中的每一項(xiàng)對(duì)應(yīng)的是預(yù)付年金中的一次收付款,通過(guò)將每一次收付款按照復(fù)利現(xiàn)值(終值)公式算出現(xiàn)值(終值)之后,再求和,就得到預(yù)付年金現(xiàn)值(終值)的公式了;
預(yù)付年金同樣可以通過(guò)推導(dǎo)進(jìn)行簡(jiǎn)化,但是還有一個(gè)更加簡(jiǎn)便的方法,預(yù)付年金和普通年金的區(qū)別在于收付款的時(shí)間點(diǎn),普通年金收付款的時(shí)間點(diǎn)在每期的期末,而預(yù)付年金的收付款時(shí)間點(diǎn)在每期的期初,這個(gè)差異就導(dǎo)致預(yù)付年金每一次收付款的現(xiàn)值要比普通年金收付款的現(xiàn)值少折現(xiàn)一次,也就是少除以一次(1+i),所以預(yù)付年金的現(xiàn)值可由普通年金現(xiàn)值公式算出:
p=a*(p/a,i,n)*(1+i)
同樣的原理,對(duì)于預(yù)付年金的終值,每一次收付款的終值要比普通年金多算一次利息,也就是多乘以一次(1+i),所以預(yù)付年金的終值就等于
f=a*(f/a,i,n)*(1+i)
如此一來(lái),預(yù)付年金的現(xiàn)值和終值都等于普通年金的現(xiàn)值和終值乘以(1+i),對(duì)于預(yù)付年金的計(jì)算就轉(zhuǎn)化成了普通年金的計(jì)算;
例題:某公司擬在5年后還清100萬(wàn)元債務(wù),從現(xiàn)在起每年年初存入銀行一筆款項(xiàng)。假設(shè)銀行存款利率為10%,則每年應(yīng)存入銀行多少元?((f/a,10%,5)=6.1051)
這里求的是預(yù)付年金每年付款金額a,已知終值f=100萬(wàn),利率i=10%,付款次數(shù)n=5,用普通年金公式來(lái)計(jì)算預(yù)付年金終值,普通年金的付款次數(shù)n和利率i與預(yù)付年金的相等,
1000000=a*(f/a,10%,5)*(1+10%)
解得a=148906.80元
遞延年金現(xiàn)值和終值的計(jì)算
遞延年金是一種特殊的普通年金,所以在計(jì)算時(shí)可以用普通年金的公式進(jìn)行計(jì)算,應(yīng)該注意的是對(duì)于遞延期數(shù)的處理,假設(shè)m代表遞延的期數(shù),收付款次數(shù)為n;
遞延年金的現(xiàn)值
方法一
遞延年金的現(xiàn)值等于“收付次數(shù)為遞延期數(shù)m與收付次數(shù)n之和的普通年金現(xiàn)值”減去“收付次數(shù)為遞延期數(shù)m的普通年金現(xiàn)值”的差,公式如下:
p=a*(p/a,i,m+n)-a*(p/a,i,m)
之所以可以這樣計(jì)算,其實(shí)是因?yàn)閷?duì)于以(m+n)為收付次數(shù)的普通年金,我們要求的遞延年金現(xiàn)值,少了前面m次收付款的折現(xiàn)值,而這m次收付款的折現(xiàn)值就等于收付次數(shù)為m的普通年金現(xiàn)值,所以就有了上述公式;
方法二
遞延年金的現(xiàn)值等于收付次數(shù)為n的普通年金現(xiàn)值再按遞延期數(shù)m計(jì)算復(fù)利現(xiàn)值,公式如下:
p=a*(p/a,i,n)*(p/f,i,m)
這樣計(jì)算的原理在于,現(xiàn)將遞延年金視為普通年金,計(jì)算出在第m期末的價(jià)值,這時(shí)候就相當(dāng)于計(jì)算收付次數(shù)為n的普通年金現(xiàn)值,我們最終要求的是處于當(dāng)前時(shí)點(diǎn)的現(xiàn)值,所以再將之前計(jì)算的普通年金現(xiàn)值按m期計(jì)算復(fù)利現(xiàn)值,就得到我們所要求的結(jié)果了;
方法三
遞延年金的現(xiàn)值等于收付次數(shù)為n的普通年金終值再按收付次數(shù)(m+n)計(jì)算復(fù)利現(xiàn)值,公式如下:
p=a*(f/a,i,n)*(p/f,i,m+n)
其實(shí)這樣計(jì)算的原理和方法二是相似的,先將遞延年金視為普通年金,算出其在m+n期末的終值,需要求當(dāng)前時(shí)點(diǎn)的現(xiàn)值,就等于將之前計(jì)算結(jié)果按m+n期折現(xiàn)的復(fù)利現(xiàn)值;
例題:某企業(yè)近期付款購(gòu)買了一臺(tái)設(shè)備,總價(jià)款為100萬(wàn)元,從第二年年末開(kāi)始付款,分五年平均支付,年利率為10%,則該設(shè)備的現(xiàn)值是多少?((p/a,10%,6)=4.3553、(p/a,10%,1)=0.9091、(p/a,10%,5)=3.7908、(p/f,10%,1)=0.9091、(f/a,10%,5)=6.1051、(p/f,10%,6)=0.5645)
該題是求遞延年金現(xiàn)值,遞延期數(shù)m=1,收付次數(shù)n=5,年金a=100/5=20萬(wàn)元,利率i=10%,
方法一
遞延年金的現(xiàn)值等于“收付次數(shù)為6(m+n=6)的普通年金現(xiàn)值”減去“收付次數(shù)為1(m=1)的普通年金現(xiàn)值”的差;
p=20*(p/a,10%,6)-20*(p/a,10%,1)=68.92
方法二
遞延年金的現(xiàn)值等于收付次數(shù)為5(n=5)的普通年金現(xiàn)值再按遞延期數(shù)1(m=1)計(jì)算復(fù)利現(xiàn)值,公式如下:
p=20*(p/a,10%,5)*(p/f,10%,1)=68.92
方法三
遞延年金的現(xiàn)值等于收付次數(shù)為5(n=5)的普通年金終值再按收付次數(shù)6(m+n=6)計(jì)算復(fù)利現(xiàn)值,公式如下:
p=20*(f/a,10%,5)*(p/f,10%,6)=68.92
遞延年金終值
遞延年金的終值和收付次數(shù)為n的普通年金終值是一樣的,因?yàn)槭崭洞螖?shù)同為n,遞延年金最初一筆收付款和普通年金的第一筆收付款的終值都是a*(1+i)^(n-1),經(jīng)過(guò)比較可以發(fā)現(xiàn),遞延年金每一筆收付款的終值,和普通年金對(duì)應(yīng)次數(shù)收付款的終值的計(jì)算方式是一樣的,所以遞延年金終值公式就是普通年金的終值公式;
f=a*(f/a,i,n)
永續(xù)年金的計(jì)算
永續(xù)年金沒(méi)有終值,因?yàn)橛览m(xù)年金沒(méi)有最終期,永續(xù)年金會(huì)一直收支款項(xiàng);
永續(xù)年金的現(xiàn)值等于p=a/i,可由普通年金現(xiàn)值公式,求當(dāng)收付次數(shù)n趨于無(wú)窮大時(shí)推導(dǎo)出來(lái);
插值法估計(jì)利率i或收付次數(shù)n
對(duì)于年金現(xiàn)值或終值公式,一般來(lái)說(shuō)有4個(gè)變量,即現(xiàn)值p或終值f、年金a、利率i和收付次數(shù)n,在計(jì)算中,一般是知道其中的三個(gè),然后求未知的一個(gè),其中比較特殊的是求利率i和收付次數(shù)n;
這是因?yàn)樵谟?jì)算中,我們將公式進(jìn)行了簡(jiǎn)化,將i和n包含到了現(xiàn)值系數(shù)或者終值系數(shù)中,而且用原始公式計(jì)算較為繁瑣,不夠方便,使用插值法計(jì)算則相對(duì)簡(jiǎn)單;
用插值法進(jìn)行計(jì)算,首先由現(xiàn)有條件可得到一個(gè)關(guān)于利率i或者收付次數(shù)n的一元方程,以年金現(xiàn)值公式為例,由條件一般可知p、a,假設(shè)已知收付次數(shù)n,求利率i,則此時(shí)可得函數(shù)p/a=(p/a,i,n),此時(shí)可以將方程左邊看成一個(gè)整體b,視為因變量,因?yàn)槭崭洞螖?shù)n已知,該函數(shù)就是一個(gè)以i為自變量的一元函數(shù);
然后再選取這一個(gè)一元函數(shù)中離所知點(diǎn)(因?yàn)閜、a和n已知,所以在直角坐標(biāo)系中,所知點(diǎn)為(i,p/a))最近的兩個(gè)點(diǎn),可以通過(guò)年金現(xiàn)值系數(shù)表來(lái)找出,一個(gè)大于一個(gè)小于所知點(diǎn)值的點(diǎn),如下圖,
由直角三角形的關(guān)系就可以得出a/b=c/d
也即(i-i1)/(i2-i1)=(b1-b)/(b1-b2),通過(guò)年金現(xiàn)值系數(shù)表,其他兩個(gè)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)的值我們是知道的,那么這個(gè)方程就只有一個(gè)未知數(shù)i,所以通過(guò)這個(gè)方程我們就可以求得i;
之所以能通過(guò)三角形關(guān)系來(lái)計(jì)算出利率i,是因?yàn)椴逯捣僭O(shè)我們選取的這三個(gè)點(diǎn)足夠接近,以致于可以視為這三個(gè)點(diǎn)在一條直線上,比如地球是圓的,但當(dāng)你選取的地球上兩個(gè)點(diǎn)之間的距離足夠小時(shí),兩點(diǎn)之間就可以看做是直線,就像我們平常不會(huì)感覺(jué)到地球表面是圓的一樣,就是因?yàn)橄鄬?duì)于地球來(lái)說(shuō),我們所處的點(diǎn)足夠小;
小結(jié):插值法計(jì)算的關(guān)鍵在于借由年金現(xiàn)值或終值公式構(gòu)建一個(gè)關(guān)于所要求的的利率i或者收付次數(shù)n的一元函數(shù),另外還需要兩個(gè)已知的函數(shù)點(diǎn)來(lái)幫助求解,可通過(guò)系數(shù)表來(lái)查找。
例題:某公司向銀行借入12000元,借款期為3年,每年年末還本付息額為4600元,(p/a,7%,3)=2.6243,(p/a,8%,3)=2.5571,則借款利率為多少?
該題中已知現(xiàn)值p=12000,收付次數(shù)n=3,年金a=4600,求利率i,
第一步,先利用年金現(xiàn)值公式構(gòu)建一個(gè)方程
p/a=(p/a,i,3)
第二步,目前所知點(diǎn)為(i,p/a=12000/4600=2.6087),此時(shí)離他最近的一個(gè)值大于他的點(diǎn)和一個(gè)值小于他的點(diǎn)就是題目給的兩個(gè)點(diǎn)(7%,2.6243)、(8%,2.5571),利用插值法可以得到
(i-7%)/(8%-7%)=(2.6243-2.6087)/(2.6243-2.5571)
解方程得i=7.33%
總結(jié):各種年金的計(jì)算都可以轉(zhuǎn)化成普通年金的計(jì)算,插值法的計(jì)算推理過(guò)程較為復(fù)雜,可以直接記憶公式來(lái)進(jìn)行計(jì)算。