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摘要:本文讨论了n期标准期初年金方程的Newton迭代解法,并提出了改进的迭代格式。
关键词:年金方程;利率;Newton迭代法;数形结合;拐点
期初年金方程a··ni=k的迭代解法
一、 传统的Newton法求解a··ni=k
(一) Newton法迭代格式的构造
n期标准期初年金是指每次的年金金额为1个货币单位,在合同生效时立即发生首次的现金流,共计n次。一般用记号a··ni表示利率为i的n期标准期初年金的现值,a··ni的基本计算公式:a··ni=(1 i)1-(1 i)-ni,(1)
当已知a··ni=k时,可以利用Newton法[2]构造迭代格式进行求解,其迭代格式为:
is 1=is1-(1 is)1-(1 is)-n-kis(1 is)-n(1 nis)-1(2)
(二) Newton法迭代初值的選取
式(1)中的(1 i)-n乘以(1 i)后,对其进行带有佩亚诺型余项的Taylor公式展开可以得到:
(1 i)-n 1=1 (-n 1)i (-n 1)(-n)2!i2 … (-n 1)(-n)…(-n-m 2)m!im o(im)(3)
用式(3)右端的前3项近似(1 i)-n 1,即:(1 i)-n 1≈1 (-n 1)i (-n 1)(-n)2!i2(4)。将式(4)代入(1)式中,并令a··ni=k,得到i=2(n-k)n(n-1)。于是,本文得到了利用Taylor公式方法下的迭代初值i0=2(n-k)n(n-1)(5)。
(二) 改进的Newton法求解a··ni=k
按照传统的Newton法得到的迭代格式(2),从形式上看较为复杂,本文将通过对Newton法进行相应的改进得到更优的迭代格式。
由a··ni=k可以得到(1 i)1-(1 i)-ni=k(6),对式(6)进行变形,易得:
(k-1)i-1(1 i)n-1 1=0(i
关键词:年金方程;利率;Newton迭代法;数形结合;拐点
期初年金方程a··ni=k的迭代解法
一、 传统的Newton法求解a··ni=k
(一) Newton法迭代格式的构造
n期标准期初年金是指每次的年金金额为1个货币单位,在合同生效时立即发生首次的现金流,共计n次。一般用记号a··ni表示利率为i的n期标准期初年金的现值,a··ni的基本计算公式:a··ni=(1 i)1-(1 i)-ni,(1)
当已知a··ni=k时,可以利用Newton法[2]构造迭代格式进行求解,其迭代格式为:
is 1=is1-(1 is)1-(1 is)-n-kis(1 is)-n(1 nis)-1(2)
(二) Newton法迭代初值的選取
式(1)中的(1 i)-n乘以(1 i)后,对其进行带有佩亚诺型余项的Taylor公式展开可以得到:
(1 i)-n 1=1 (-n 1)i (-n 1)(-n)2!i2 … (-n 1)(-n)…(-n-m 2)m!im o(im)(3)
用式(3)右端的前3项近似(1 i)-n 1,即:(1 i)-n 1≈1 (-n 1)i (-n 1)(-n)2!i2(4)。将式(4)代入(1)式中,并令a··ni=k,得到i=2(n-k)n(n-1)。于是,本文得到了利用Taylor公式方法下的迭代初值i0=2(n-k)n(n-1)(5)。
(二) 改进的Newton法求解a··ni=k
按照传统的Newton法得到的迭代格式(2),从形式上看较为复杂,本文将通过对Newton法进行相应的改进得到更优的迭代格式。
由a··ni=k可以得到(1 i)1-(1 i)-ni=k(6),对式(6)进行变形,易得:
(k-1)i-1(1 i)n-1 1=0(i