摘要:本文分析說(shuō)明,國(guó)外各學(xué)科教材中關(guān)于連續(xù)復(fù)利的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用都是錯(cuò)誤的。
關(guān)鍵詞:年利率;增長(zhǎng)率;連續(xù)復(fù)利
1.問(wèn)題的提出
通常國(guó)外教材[1-5]中講的連續(xù)復(fù)利是:
設(shè)初始資金為A0,年利率為r,按復(fù)利計(jì)算,t年后資金總額為
文[6、7]已經(jīng)詳細(xì)分析了連續(xù)復(fù)利公式(3)推導(dǎo)中的問(wèn)題。連續(xù)復(fù)利這種概念長(zhǎng)時(shí)期存在于多學(xué)科國(guó)外的教材中,但其論述都是不對(duì)的。
2.推證中的問(wèn)題
例12006年機(jī)械工業(yè)出版社出版的《微積分及其應(yīng)用》(英文第8版翻譯本)用解微分方程和求極限兩種方法推證了連續(xù)復(fù)利模型。
“例4商業(yè):永續(xù)復(fù)利(這里的”永續(xù)復(fù)利”即一般書中的連續(xù)復(fù)利;這個(gè)詞在該書中第一次出現(xiàn)就是在這個(gè)例題中—本文注)假設(shè)投入資金p0到儲(chǔ)蓄中,年永續(xù)復(fù)利率為7%,即結(jié)存p的增長(zhǎng)率為
a)根據(jù)所給出的p0和0.07,求滿足這個(gè)方程的函數(shù)。
b)假設(shè)投資100美元,1年后結(jié)存是多少?
c)多少時(shí)間之后所投資的100美元能翻一番?
解:a)P(t)=P0e0.07t
b)p(1)=100e0.07(1)=100e0.07=100(1.072508)≈107.25美元
c)求時(shí)間T,使得P(T)=200美元,數(shù)T稱為倍增時(shí)間(doubling time),為了求T,解方程200=100e0.07.T2=e0.07T
在這本《微積分及其應(yīng)用》用微分方程方法證明連續(xù)復(fù)利模型的過(guò)程中,通過(guò)具體數(shù)值,從dpdt=0.07p和初始條件p(0)=p0推出了p(t)=p0e0.07t。這也就是從dpdt=kp和初始條件p(0)=p0推出p(t)=p0ekt。
用極限方法證明連續(xù)復(fù)利模型的過(guò)程中,用到了A=p0(1+kn)nt。
這就是說(shuō)用dpdt=kp(初始條件p(0)=p0)與A=p0(1+kn)nt都能推出p(t)=p0ekt,并且兩種推證方法中用到的是相同的參數(shù)k,這就更容易讓人相信連續(xù)復(fù)利法的正確性。
這里存在的問(wèn)題是,盡管在這個(gè)例題中把參數(shù)k解釋為年永續(xù)復(fù)利率,但參數(shù)k的含義是什么還是需要做進(jìn)一步分析。
如果給出的k是連續(xù)復(fù)利率,在極限推導(dǎo)方法中,構(gòu)成的式子A=p0(1+kn)nt已不是復(fù)利分期計(jì)算模型(2)。這應(yīng)當(dāng)是已經(jīng)說(shuō)不清含義的一個(gè)式子;在方程推導(dǎo)方法中,根據(jù)所謂連續(xù)復(fù)利率k=0.07得出dpdt=kp,也缺乏確切的根據(jù)。這如同根據(jù)連續(xù)化后的式子A(t)=A0(1+r)t(t取實(shí)數(shù)中)中的r得出dpdt=rp缺乏確切的根據(jù)一樣。
如果k是(普通)年復(fù)利率,則dpdt=kp是不成立的;根據(jù)本節(jié)以上分析可知,由A=p0(1+kn)nt推p(t)=p0ekt也是不對(duì)的。
總之,這里用的兩種方法每一種都是不對(duì)的。
3.繞開(kāi)連續(xù)復(fù)利的困惑講連續(xù)復(fù)利
例22009年機(jī)械工業(yè)出版社出版的《公司理財(cái)》(英文第8版翻譯本)中有
“例4-15連續(xù)復(fù)利Linda Defond以連續(xù)復(fù)利計(jì)息方式將其1000美元投資1年。那么,她的投資到了年末將等于多少?
由式(4—9)(指計(jì)算式C0×erT——本文注)可得:
1000美元×e0.10=1000美元×1.1052=1105.20美元
這一結(jié)果也可很容易地從表A-5(該書中的表A-5包括下表-本文注)中查到。即只要在橫攔中找出所給的利率r=10%,在豎欄中找出T,與本例有關(guān)的表中的部分為:
連續(xù)型復(fù)利計(jì)息利率(r)
注意利率為的連續(xù)計(jì)息等價(jià)于利率為的年復(fù)利計(jì)息方式。換句話說(shuō),Linda認(rèn)為將她的資金以的利率連續(xù)計(jì)息或是以利率年復(fù)利是沒(méi)有差別的”
應(yīng)該說(shuō),作者講Linda投資的例子和Linda的感受是為了讓人們進(jìn)一步理解連續(xù)復(fù)利率。該書講了“Linda認(rèn)為”,應(yīng)該從形成“Linda認(rèn)為”的原因講起。如果從“她的資金以的利率連續(xù)計(jì)息或是以利率年復(fù)利是沒(méi)有差別”推出,所謂以的利率連續(xù)計(jì)息就是普通的以利率計(jì)息,就說(shuō)明“Linda認(rèn)為”是對(duì)的,這就說(shuō)明了從公式(1)推導(dǎo)出連續(xù)復(fù)利公式(3)除去根據(jù)年利率推導(dǎo)出年利率外沒(méi)有任何意義,這樣就否定了所謂的連續(xù)復(fù)利公式(3);如果說(shuō)“她的資金以的利率連續(xù)計(jì)息或是以利率年復(fù)利是沒(méi)有差別”是不對(duì)的,就應(yīng)該講清楚這差別在哪里,讓讀者進(jìn)一步體會(huì)所謂連續(xù)復(fù)利的意義。但該書沒(méi)有對(duì)“Linda認(rèn)為”做進(jìn)一步做出否定連續(xù)復(fù)利的分析,而是在“Linda認(rèn)為”的基礎(chǔ)上繼續(xù)講連續(xù)復(fù)利的所謂意義,
4.用理解錯(cuò)誤的生物增長(zhǎng)規(guī)律解釋連續(xù)復(fù)利
例32010年機(jī)械工業(yè)出版社出版的《衍生工具》(英文翻譯本)在論述連續(xù)復(fù)利公式(3)時(shí)說(shuō)
“乍一看,連續(xù)利率似乎與現(xiàn)實(shí)不符,但恰恰相反。假設(shè)我們要對(duì)樹(shù)的增長(zhǎng)建模,樹(shù)木并不是以離散的方式增長(zhǎng),其增長(zhǎng)是連續(xù)的,如果假定樹(shù)木的當(dāng)前高度是50英尺,每年增長(zhǎng)率為5%,樹(shù)木6個(gè)月后的高度將是50e0.05(0.05)=51.266英尺”。
該書此段不是要將連續(xù)復(fù)利法用到樹(shù)木增長(zhǎng)上,而是要用樹(shù)木連續(xù)增長(zhǎng)現(xiàn)象解釋連續(xù)復(fù)利法。
實(shí)際上,人們“乍一看,連續(xù)利率似乎與現(xiàn)實(shí)不符”,就是人們憑中小學(xué)知識(shí)和生活常識(shí),就感覺(jué)到連續(xù)利率與現(xiàn)實(shí)不符。在這里,人們憑中小學(xué)知識(shí)和生活常識(shí)得出的感覺(jué)是正確的。樹(shù)木增長(zhǎng)與這里的復(fù)利計(jì)算是同一類數(shù)學(xué)問(wèn)題,10英尺高的樹(shù)木,一年增高,一年后就是20英尺;10英尺的樹(shù)木,一年后長(zhǎng)成20英尺高,一年的增長(zhǎng)率就是。這里并沒(méi)有要求樹(shù)木以離散的方式增長(zhǎng)。樹(shù)木無(wú)疑是連續(xù)增長(zhǎng)的,樹(shù)木的增長(zhǎng)與人們采用離散計(jì)算還是連續(xù)計(jì)算無(wú)關(guān)。如果樹(shù)木的當(dāng)前高度是50英尺,每年增長(zhǎng)率,樹(shù)木6個(gè)月后的高度將是英尺,而不會(huì)是。我們應(yīng)當(dāng)做的是,從對(duì)樹(shù)木增長(zhǎng)的計(jì)算去揭示連續(xù)復(fù)利法的荒謬性,而不是相反,所以,該書此段的論述不成立。
5.認(rèn)為連續(xù)復(fù)利“可在實(shí)際中被用作那種轉(zhuǎn)換非常頻繁(例如按日計(jì))的利息的近似”
例41996年上??萍汲霭嫔绯霭娴摹独⒗碚摗罚ㄓ⑽姆g本)中把刻畫資金總額A(t)隨時(shí)間t而增長(zhǎng)的關(guān)系A(chǔ)′(t)A(t)=λ中的λ稱作利息效力。年利率r與年利息效力λ間的關(guān)系是該書(第30、31頁(yè))敘述說(shuō)“利息效力是一種有用的概念化手段。它使復(fù)利金額的連續(xù)增長(zhǎng)類似于自然科學(xué)中的增長(zhǎng)函數(shù)。從理論上說(shuō),利息最基本的度量就是利息效力,但在實(shí)際上,實(shí)質(zhì)和名義利率與貼現(xiàn)率用得更頻繁,因?yàn)樗鼈兏?jiǎn)單,對(duì)于多數(shù)人來(lái)說(shuō)更易理解,而且大多數(shù)金融業(yè)務(wù)包含的是離散過(guò)程而非連續(xù)過(guò)程。這并不是說(shuō)利息效力沒(méi)有實(shí)際意義。除掉它是一種有用的概念化及分析工具以外,它還可在實(shí)際中被用作那種轉(zhuǎn)換非常頻繁(例如按日計(jì))的利息的近似?!?/p>
這里的問(wèn)題是:并不是利息效力“使復(fù)利金額的連續(xù)增長(zhǎng)類似自然科學(xué)中的增長(zhǎng)函數(shù)”,復(fù)利公式(1)本身就是“使復(fù)利金額的連續(xù)增長(zhǎng)類似自然科學(xué)中的增長(zhǎng)函數(shù)”。
說(shuō)利息效力“還可在實(shí)際中被用作那種轉(zhuǎn)換非常頻繁(例如按日計(jì))的利息的近似”也是不對(duì)的。例如,當(dāng)年利率是10%時(shí),用A(t)=A0(1+10%)t作“那種轉(zhuǎn)換非常頻率(例如按日計(jì))的利息的近似”和計(jì)算都是對(duì)的;用A(t)=A0eλt=A0etlnI1+10%=A0(1+10%)t去作“那種轉(zhuǎn)換非常頻率(例如按日計(jì))的利息的近似”和計(jì)算,這實(shí)際上還是普通復(fù)利,這與利息效力或連續(xù)復(fù)利無(wú)關(guān);而用A(t)=A0e0.1t=A0(1+10.517%)t去作“那種轉(zhuǎn)換非常頻繁(例如按日計(jì))的利息的近似”則是不對(duì)的??傊@段論述不成立。
6.應(yīng)用連續(xù)復(fù)利求等額支付問(wèn)題
例52007年清華大學(xué)出版社出版的《工程經(jīng)濟(jì)學(xué)》(英文第13版翻譯本)有如下例題:
“例4-26連續(xù)復(fù)利和年度等額支付
假設(shè)有個(gè)人目前貸款1000美元,采用名義利率是20%的連續(xù)復(fù)利(m=∞)。計(jì)算他在10年里每年等額償還的金額為多少?
解:利用公式A=P(A/P,r%,N)
但因?yàn)楦戒浿袥](méi)有列出連續(xù)復(fù)利的(A/P)系數(shù),所以我們用附錄D(見(jiàn)該書564頁(yè)—本文注)中列表的(P/A)的倒數(shù)來(lái)替代:
A=P×1(P/A,20%,10)=1000×13.9054=256(美元)
在離散復(fù)利(m=1)的情況下,同樣是這個(gè)例子的年度等值是:
A=P(A/P,20%,10)=1000×0.2385=238(美元)”
從這里的解答看,設(shè)置此題是要讓讀者理解離散復(fù)利與連續(xù)復(fù)利在應(yīng)用上的差別。問(wèn)題是,e20%=1+22.14%,“采用名義利率是20%的連續(xù)復(fù)利”就是采用22.14%利率計(jì)算,利率20%與22.14%當(dāng)然是有差別的。給出“采用名義利率是的連續(xù)復(fù)利(m=∞)”作為解決問(wèn)題的條件,除去將年利率提20%高到了22.14%外,沒(méi)能表達(dá)出任何別的意義。
其它如1980年John WiIey出版的《EssentiaI Mathe matics for Economists》利用連續(xù)復(fù)利推導(dǎo)出了資金流現(xiàn)值計(jì)算公式,2011年機(jī)械工業(yè)出版社出版的《期權(quán)與期貨市場(chǎng)基本原理》(英文第7版翻譯本)將連續(xù)復(fù)利應(yīng)用到二叉樹(shù)期權(quán)定價(jià)模型、B-S期權(quán)定價(jià)模型,對(duì)于連續(xù)復(fù)利的這些錯(cuò)誤應(yīng)用,文已有詳細(xì)論述,可以斷言,若還有其它關(guān)于連續(xù)復(fù)利的應(yīng)用,那一定也是不對(duì)的。我國(guó)高校出版的教材關(guān)于連續(xù)復(fù)利的講授也都是不對(duì)的。
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