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Laboratorio diMatematica Finanziaria con Excel
Antonio Grande
Dip. MEtodi e MOdelli per l’economia,il TErritorio e la Finanza
aggiornato 8 maggio 2020
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Si ringraziano:la Prof.ssa Anna Attias,
il Prof. Sergio Bianchi(*)cui si deve gran parte di questo materiale,
(*)www.docente.unicas/sergio bianchila Prof. Giuseppina Bruno
per il progetto del corso,il Prof. Stefano Patrı.
Quest’opera e stata rilasciata con licenza
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Matematica Finanziaria
Branca della matematica applicatache si occupa di modellizzare
le operazioni finanziarie(attivita di scambio di denaro).
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Operazione Finanziaria (of)
Contratto di cessione temporanea di un capitaletra due soggetti: il creditore ed il debitore.
Il debitore, il soggetto che riceve la somma di denaro, si impegnacol creditore a:- restituirgli il capitale avuto in prestito ad una data scadenza;- versargli un compenso per la disponibilita del bene.
NOTA la somma ricevuta dal debitore differisce da quellaversata al creditore per effetto del differimento temporale.La loro valutazione sara possibile solamente quando verrannoriportate allo stesso istante di tempo.Oggetto della matematica finanziaria e la costruzione di modellimatematici che spiegano come procedere nel confronto.
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L’of elementare: lo scadenzario
Una operazione finanziaria (of) si puo rappresentare in modoefficace con una modalita grafica che ha il pregio di evidenziarele date in cui avviene lo scambio di denaro.
A conferisce a B all’epoca x l’importo C , in cambio dell’importoM che B conferira ad A all’epoca y (con x < y).
Potremo utilizzare la seguente rappresentazione: 123123123
x duratadell ′of
y scadenzario
A BC
A BM
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Operazione Finanziaria: notazione
Un’of si puo descrivere come un insieme di due o piu coppie conla notazione:
F = {(I1, t1), (I2, t2), . . . , (In, tn)(∗)}
in cui:
I1, I2, . . . , In = importi;
t1, . . . , tn = scadenze/epoche.
L’importo dell’operazione puo essere positivo o negativo aseconda del soggetto che la valuta:- segno negativo se costituisce un’uscita;- segno positivo se costituisce un’entrata.
(*)nel caso di of complesse (vedi dopo)
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L’of elementare: esempio
Acquisto oggi un Buono Ordinario del Tesoro (BOT)(∗) al prezzodi 95,817(∗) che incassero tra un anno al prezzo 100.Ipotizzando che l’unita di misura sia l’anno e la data odierna siat, si descriva l’of.
F = {(−95.817, t), (100, t + 1)}
adcabdabd(*)Il Buono Ordinario del Tesoro e un titolo senza cedola, di durata 3, 6, 12mesi. Viene emesso dallo Stato per finanziare il debito pubblico e prevedeuna liquidazione finale (valore nominale pari a 100).
(**)le relazioni della Matematica Finanziaria che illustreremo sono
indipendenti dalla valuta delle unita monetarie (euro, dollari, yen, etc.).
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L’of complessa: esempio
Acquisto oggi un’auto del valore di 15000 unita e pago 60 ratemensili dell’importo di 300 unita ciascuna. Ipotizzando chel’unita di misura sia il mese e la data odierna sia t, si descrival’of [Bianchi, 2012].
F = {(15000, t),(−300, t + 1), (−300, t + 2), . . .
. . . , (−300, t + 60)}
300 ∗ 60 = 18000 > 15000
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Classificazione delle of
L’o.f. e:
elementare # F = 2 ovvero lo scambio e frauna prestazione ed una controprestazione;complessa # F > 2 ovvero lo scambioriguarda piu prestazioni e/o controprestazioni.
a pronti/spot il prezzo viene concordatoall’inizio dell’of;a termine/forward il prezzo viene concordatoad un’epoca precedente a quella di scambiodegli importi.
certa qualora entrambi gli elementi dellacoppia (I , t) sono deterministici, certi;aleatoria qualora almeno uno degli elementidella coppia (I , t) non e stabilito a priori.
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Il mercato dei capitali
Il prezzo delle operazioni di scambio di denaro cui abbiamoaccennato si determina nel c.d. Mercato dei capitali.
Si distinguono due mercati: il mercato Perfetto ed il mercatoReale.Il primo e quello cui ci riferiremo poiche, pur basandosi su delleipotesi che non esistono nella realta, permettera di calcolare ilprezzo del bene di cui ci occupiamo con estrema precisione.
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Ipotesi del mercato Perfetto
tutti i soggetti del mercato dispongono delle stesseinformazioni;
ogni soggetto massimizza il profitto;
non ci sono costi (di intermediazione, fiscali, etc);
assenza di arbitraggio (non esistino of a segni solo positivi);
assenza di fattori aleatori (insolvenza, importi/scadenzevariabili).
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Il principio di equivalenza finanziaria
”E indifferente ricevere/cedere un importo immediatamente,oppure riceverlo/cederlo in un’epoca successiva,
purche i due importi siano equivalentidal punto di vista finanziario1.”
In simboli:(C , x)⇔ (M, y)
1 avendo aggiunto, alla somma iniziale, un compenso per il prestito ricevuto
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Un approfondimento sulprincipio di equivalenza finanziaria
Allo scopo di chiarire meglio il principio di equivalenzafinanziaria consideriamo il seguente esempio valido per unsoggetto operante all’interno del Mercato Perfetto:
il capitale di 1234, tra 2 anni,e finanziariamente equivalente a 983 oggi
L’equivalenza suddetta prescinde da qualunque valutazione dicarattere soggettivo: p.e. ”sono pressato dai debitori quindipreferisco avere 983 subito” oppure ”attendo del tempo,pagando magari una somma piu alta; l’oggetto che mi interessanon ha eguali e sara disponibile solo in quella data”.
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L’interesse e lo sconto
Abbiamo visto, per il principio di equivalenza finanziaria, che:
(C , x)⇔ (M, y)
Consideriamo ora la stessa of nei due istanti x e y :
noto C all’epoca x , vogliamo calcolare M all’epoca y . Lasomma che aggiungeremo all’importo iniziale C , cheindicheremo con il simbolo I , e chiamata interesse. Sarapercio:
M = C + I (1)
Questa of si chiama investimento/capitalizzazionementre la somma M si definisce con il termine montante.Abbiamo dunque valutato finanziariamente il capitale C adun’epoca successiva;
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L’interesse e lo sconto
noto M vogliamo calcolare C all’epoca x . La somma chesottrarremo all’importo M, che indicheremo con il simboloD, si chiama sconto. Sara percio:
C = M − D (2)
In questo caso l’of si chiama sconto/anticipazione/attualizzazione mentre l’importo C si chiama valoreattuale.Abbiamo dunque valutato finanziariamente il capitale M adun epoca precedente.
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L’interesse e lo sconto: osservazioni
Riepilogando possiamo affermare che per ogni y > x , sara:
I ,D > 0;
I = D a condizione che la durata dell’of sia invariata;
C < M.
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L’interesse e lo sconto: esercizi
1 calcolare l’interesse dell’of di pagina 7(∗);
2 calcolare lo sconto dell’of di pagina 8;
3 calcolato lo sconto dell’of di pagina 13, calcolare ilmontante della stessa operazione.
(*)tutti i riferimenti a numeri di pagine, riconoscibili perche privi diparentesi, oppure a formule, riconoscibili perche provvisti di parentesi, sonoraggiungibili facendo clic con il mouse.
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La funzione valore
Il principio di equivalenza finanziaria e le condizioni vigenti nelMercato Perfetto, comportano che ad una determinata ternaC , x , y , corrisponda un unico valore, equivalente finanziario diM. Possiamo quindi scrivere la seguente relazione:
M = f (C , x , y) (3)
Si tratta della c.d. funzione valore. Essa e continua e nonnegativa per C ≥ 0, in tutto l’intervallo x , y ≥ 0 nonchemonotona.La funzione, detta anche legge di capitalizzazione, e:
crescente rispetto al capitale C , ossia ∂f∂C > 0; se C ↑, f ↑;
crescente rispetto alla scadenza y , ossia ∂f∂y > 0;
se y ↑, f ↑;decrescente rispetto alla data x , ossia ∂f
∂x < 0; se x ↑, f ↓.
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La funzione valore
Per ipotesi questa funzione e omogenea rispetto a C ovveroproporzionale rispetto al capitale. In altre parole se moltiplico Cper una costante k, M risultera pari a M ∗ k . Potremo quindiscrivere:
M = f (C , x , y) = C · f (1, x , y) (4)
in cui f (1, x , y) e il prezzo all’epoca y , di un’unita di capitaledisponibile all’epoca x .
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La funzione valore
Se la funzione valore e continua e strettamente crescenterispetto a C , esistera la sua inversa (sempre rispetto a C ) chepermette di ricavare il valore attuale a partire dal montante. Inquesto caso avremo:
C = f −1(M, x , y) (5)
con cui possiamo calcolare il valore attuale C all’epoca x ,equivalente finanziario dell’importo M disponibile all’epoca y .La funzione, monotona e non negativa, chiamata legge diattualizzazione o funzione di sconto e:
decrescente rispetto alla scadenza y , ossia ∂f −1
∂y < 0;
se y − x ↑, f −1 ↓;crescente rispetto ad x , ossia ∂f −1
∂x > 0; se x ↑, f ↑.
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La funzione valore
Anche per questa funzione vale l’ipotesi di omogeneita rispetto aM. Per la proporzionalita della variabile indipendente M rispettoalla variabile dipendente C potremo scrivere:
C = f −1(M, x , y) = M · f −1(1, x , y) (6)
in cui f −1(1, x , y) e il prezzo all’epoca x , di un’unita di capitaledisponibile all’epoca y .
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Fattore di capitalizzazione e attualizzazione
E prassi indicare le funzioni di importo unitario f (1, x , y) ef −1(1, x , y) rispettivamente con r(x , y) e v(x , y).
Conseguentemente, dalle relazioni (4) e (6), si ottiene:
r(x , y) =M
C(7)
v(x , y) =C
M(8)
Pertanto:
r(x , y) e il montante in y di un’unita monetaria disponibilein x ;
v(x , y) e il valore attuale in x di un’unita monetariadisponibile in y .
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Fattore di capitalizzazione e attualizzazione
La rappresentazione delle due funzioni sullo scadenzario e laseguente:abab
1investo
r(x , y)
x y
r(x , y) e chiamato:fattore di capitalizzazione.
x
v(x , y) 1attualizzo
y
v(x , y) e chiamato: fattore diattualizzazione.
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Relazione tra r e v
Abbiamo visto in 21, le relazioni (7) e (8).Da esse si puo affermare che:
r(x , y) · v(x , y) = 1 (9)
Il fattore di capitalizzazione e il fattore di sconto si diconopertanto coniugati.Dalla relazione precedente si ricava;
r(x , y) =1
v(x , y)(10)
v(x , y) =1
r(x , y)(11)
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Il tasso di interesse periodale
Dalla (1) a pagina 14 si ricava:
M − C = I (12)
Dividendo entrambi i membri per C si ottiene:
I
C=
M − C
C=
M
C− 1
La prima frazione a sinistra, che si identifica con il simboloi(x , y), e chiamato tasso effettivo di interesse periodale.
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Il tasso di interesse periodale
In formule sara:
i(x , y) =I
C=
M
C− 1 (13)
che rappresenta l’interesse prodotto per ogni unita di capitaleinvestita da x a y (∗).Se quindi i(x , y) = 0.02 diremo che nell’intervallo da x a y unaunita monetaria produce un interesse di 0, 02 unita monetarie.
(*) il tasso di interesse e un ”numero puro” ossia adimensionale perche
ottenuto dal rapporto di due grandezze omogenee.
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Il tasso di sconto periodale
Dalla (2) si ricava:M − C = D
Dividendo entrambi i membri per M si ottiene:
D
M=
M − C
M= 1− C
M(14)
Il rapporto piu a sinistra, che si identifica con d(x , y), echiamato tasso effettivo di sconto periodale.
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Il tasso di sconto periodale
In formule sara:
d(x , y) =D
M= 1− C
M(15)
che rappresenta lo sconto corrisposto per ogni unita di capitaledisponibile all’epoca y , che viene anticipato all’epoca x (∗).Se quindi d(x , y) = 0.05 diremo che per una unita monetariadisponibile all’epoca y , anticipata all’epoca x , lo scontocorrisposto e pari a 0,05 unita monetarie.
(∗) anche il tasso di sconto e un numero puro.
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Relazioni tra tasso di interesse efattori di capitalizzazione/attualizzazione
Abbiamo visto nella (13) che: i(x , y) =M
C− 1
poiche dalla (7) era: r(x , y) =M
Cabbiamo la relazione: i(x , y) = r(x , y)− 1 (16)
Inoltre dalla (10) era: r(x , y) =1
v(x , y)
che sostituito nella (16) ottiene: i(x , y) =1
v(x , y)− 1 (17)
da cui: v(x , y) =1
1 + i(x , y)(18)
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Relazioni tra tasso di sconto efattori di capitalizzazione/attualizzazione
Abbiamo visto nella (15) che: dx ,y = 1− C
M
poiche dalla (8) era: v(x , y) =C
Mabbiamo la relazione: d(x , y) = 1− v(x , y) (19)
Inoltre dalla (11) era: v(x , y) =1
r(x , y)(20)
che sostituito nella (19) ottiene: d(x , y) = 1− 1
r(x , y)(21)
da cui: r(x , y) =1
1− d(x , y)(22)
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Relazioni tra tasso di interessee tasso di sconto
Dalla (17) si ricava: i(x , y) =1− v(x , y)
v(x , y)(23)
e dalla (19) si ricava: v(x , y) = 1− d(x , y) (24)
sostituendo la (24) nella (23): i(x , y) =d(x , y)
1− d(x , y)(25)
da cui: d(x , y) =i(x , y)
1 + i(x , y)(26)
Antonio Grande Laboratorio di Matematica Finanziaria con Excel 31 / 123
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Relazione tra tasso di interesse e sconto:significato finanziario
Dalla (26) portando fuori dal numeratore i(x , y) otteniamo:
d(x , y) = i(x , y) · 1
1 + i(x , y)= i(x , y) · v(x , y)
che interpreta il tasso di sconto come valore attuale del tasso diinteresse.
x
d(x , y) i(x , y)
i(x , y) · v(x , y)
y
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Relazione tra tasso di interesse e sconto:significato finanziario
Dalla (25) portando fuori dal numeratore d(x , y) otteniamo:
i(x , y) = d(x , y) · 1
1− d(x , y)= d(x , y) · r(x , y)
che interpreta il tasso di interesse come montante del tasso disconto.
x
d(x , y) i(x , y)
d(x , y) · r(x , y)
y
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Riepilogo delle relazioni fondamentaliabab
ab
nella tabella si esprimono queste funzionifunzione di ↓ r(x , y) v(x , y) i(x , y) d(x , y)
r(x ,y) · · · 1
r(x , y)r(x , y)− 1
r(x , y)− 1
r(x , y)
v(x ,y)1
v(x , y)· · · 1− v(x , y)
v(x , y)1− v(x , y)
i(x ,y) 1 + i(x , y)1
1 + i(x , y)· · · i
1 + i(x , y)
d(x ,y)1
1− d(x , y)1− d(x , y)
d
1− d(x , y)· · ·
Antonio Grande Laboratorio di Matematica Finanziaria con Excel 34 / 123
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Leggi e regimi finanziari
Le relazioni i(x , y) = r(x , y)− 1 e d(x , y) = 1− v(x , y) sonoleggi finanziarie unitarie chiamate rispettivamente leggedell’interesse e legge dello sconto.
Assieme alla legge del montante r(x , y) = MC e del valore attuale
v(x , y) = CM anch’esse unitarie, costituiscono un insieme che
definisce relazioni di equivalenza tra capitali in epoche diversetra loro. Tale insieme si definisce, in matematica finanziaria, conil termine di regime finanziario.
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I regimi finanziari
I regimi finanziari piu diffusi, si distinguono tra loro per lerelazioni funzionali che regolano la sottostante legge dicapitalizzazione che puo essere lineare, esponenziale o iperbolica.In corrispondenza abbiamo:
il regime dell’interesse/capitalizzazione semplice;
il regime dell’interesse/capitalizzazione composta;
il regime dello sconto commerciale.
Nel seguito studieremo i primi due regimi, ipotizzando leggi diequivalenza finanziaria uniformi ossia dipendenti dalla duratadell’of (non dalle epoche). La legge del montante sara:
r(x , y) = r(y − x) = r(n)
Per esempio r(3, 5) = r(7, 9).
Antonio Grande Laboratorio di Matematica Finanziaria con Excel 36 / 123
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Il regime dell’interesse composto
Nel regime dell’interesse composto (RIC), l’of si divide insottoperiodi di ampiezza costante; al termine di ciascunsottoperiodo, gli interessi maturati vengono aggiunti al capitaleiniziale e la somma cosı ottenuta viene a sua volta capitalizzataproducendo altri interessi e cosı via fino alla scadenza.Sullo scadenziario sara:
0
C
1
M1 = C + I1
2
M2 = M1 + I2
3
M3 = M2 + I3
Antonio Grande Laboratorio di Matematica Finanziaria con Excel 37 / 123
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Il regime dell’interesse composto
Per praticita riportiamo lo scadenziario della pagina precedente.
0
C
1
M1 = C + I1
2
M2 = M1 + I2
3
M3 = M2 + I3
Si ipotizza che il tasso di interesse di ogni sottoperiodo siacostante (struttura piatta dei tassi di interesse).In simboli: i(0, 1) = i(1, 2) = i(2, 3) = i ; quest’ultimo echiamato tasso effettivo di interesse per periodo unitarioper distinguerlo dal tasso di interesse periodale i(x , y).
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Il regime dell’interesse composto
Il montante dell’of sara:
fine s.periodo 1; disinvestiamo e subito reinvestiamo. Sara:I1 = C · iM1 = C + I1 = C + C · i = C · (1 + i)
fine s.periodo 2; disinvestiamo e subito reinvestiamo. Sara:I2 = M1 · iM2 = M1 + I2 = M1 + M1 · i = M1 · (1 + i) =
C (1 + i) · (1 + i) = C · (1 + i)2
fine s.periodo 3; disinvestiamo e subito reinvestiamo. Sara:I3 = M2 · iM3 = M2 + I3 = M2 + M2 · i = M2 · (1 + i) =
C · (1 + i)2 · (1 + i) = C · (1 + i)3
Per induzione sara:
Mn = C · (1 + i)n (27)
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Il regime dell’interesse composto
Mn = C · (1 + i)︸ ︷︷ ︸ nr=fattore di cap.ne
e quindi la legge di capitalizzazione unitaria e:
r(n) = (1 + i)n = rn (28)
e, sfruttando le relazioni fondamentali:
v(n) =1
(1 + i)n= vn (29)
i(n) = rn − 1 = (1 + i)n − 1 = in (30)
d(n) = 1− vn = 1− (1 + i)−n = dn (31)
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Il regime dell’interesse composto
Dalle relazioni (28), (29), (30), (31) possiamo calcolare icorrispondenti valori per importi non unitari.
M = C · (1 + i)n il montante di C . (32)
C = M · 1
(1 + i)nil v. a. di M. (33)
I = C · [(1 + i)n − 1] l’interesse su C . (34)
D = M ·[
1− 1
(1 + i)n
]lo sconto di M. (35)
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Il regime dell’interesse composto:calcolo della durata
Dalla (32) possiamo ricavare la durata n. Se infatti:
M
C= (1 + i)n (36)
passando ai logaritmi sara:
log
(M
C
)= n · log(1 + i)
da cui n =log(MC
)log(1 + i)
(37)
NOTA per la regola del cambio di base nei logaritmi, nella (37) e possibilecalcolare il logaritmo in qualunque base.In Excel la funzione log() calcola il log10, la funzione ln() calcola log2.
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Il regime dell’interesse composto:calcolo del tasso
Dalla (32) possiamo ricavare il tasso con la relazione:
i =
(M
C
) 1n
− 1 (38)
PROBLEMA: calcolare il tasso annuo di interesse incapitalizzazione composta che, a partire da un capitale di 80 in9 anni, ha prodotto un montante di 120.
SOLUZIONE: i = 4, 60..%
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Grafico della funzione montantea couple of words
blablablabla
n5 10 15
r(n) = (1 + i)n
2
4
6 i = 10%
i = 5%
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Grafico della funzione valore attualea couple of words
blabla
bla n5 10 15
v(n) = (1 + i)−n
1
i = 10%i = 5%
a couple of wordsblablabla bla
bla Grafico della funzione scontoa couple of words
blabla
bla n5 10 15
d(n) = 1− (1 + i)−n
1 i = 10%
i = 5%
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Tassi equivalenti
Problema: abbiamo la possibilita di investire lo stesso importo:
1 per tre mesi al tasso dell’1, 85%;
2 per tre mesi e 10 giorni al tasso del 2, 03%.
Quale tra le due operazioni e finanziariamente piu conveniente?
Osservazione: apparentemente la seconda of e piu convenientema i due tassi di interesse non possono confrontarsi percheriferiti a of che hanno durata diversa.
Suggerimento: occorre una relazione che, a partire da un tassorelativo ad un certo periodo, calcola il tasso equivalente a quellooriginale, riferito cioe ad una base temporale diversa.
E bene tenere presente che la relazione che troveremo, dipendedal regime finanziario che regola l’of.
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Tassi equivalenti
Consideriamo una of di durata unitaria, per esempio un anno (∗);suddividiamola in k sottoperiodi tutti di uguale ampiezza(k ∈ N+; 1 < k ≤ 360)(∗∗). Siano:
i il tasso di interesse annuale (nel nostro esempio);
i 1k
il tasso di interesse relativo ad un periodo di durata
1/k(∗∗∗).
DEFINIZIONE due tassi i , i 1k
, si dicono equivalenti quando
i rispettivi montanti, calcolati per lo stesso capitale inizialee per la stessa durata sono uguali.a couple of words(∗)il periodo in questione puo essere un giorno, una settimana, un mese, unbimestre, etc.; in corrispondenza il tasso sara giornaliero, settimanale,mensile, bimestrale, etc.(∗∗) la Matematica Finanziaria considera l’anno di 360 giorni (annocommerciale);(∗ ∗ ∗)struttura piatta dei tassi di interesse.
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Tassi equivalenti
Il montante del capitale C nel caso di of di durata unitaria ecoincidente con il periodo cui si riferisce il tasso di interesse, altasso di interesse i tasso per periodo unitario, nel RIC, ha comemontante:
M = C · (1 + i)
Il montante sullo stesso capitale iniziale, investito per k periodi,al tasso i 1
k, nel RIC, sara:
M = C · (1 + i 1k
)k (39)
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Tassi equivalenti
Basandoci sulla definizione data a pagina 47 dovra essere:
C · (1 + i) = C ·(
1 + i 1k
)kdividendo per C otteniamo:
1 + i =(
1 + i 1k
)k(40)
da cui le relazioni:
i =(
1 + i 1k
)k− 1 (41)
i 1k
= (1 + i)1k − 1 (42)
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Tassi equivalenti: osservazione
Le relazioni (41) e (42), possono unificarsi nella seguente:
ip = (1 + iq)pq − 1 (43)
con ip, iq tassi equivalenti e p/q frazione con numeratore cheesprime la proporzione della base temporale di arrivo (p) rispettoalla base temporale di partenza (q).Ritornando al problema di pagina 46, calcoliamo il tasso a tremesi e 10 giorni equivalente al tasso a tre mesi. Poiche 3 mesi e10 giorni sono i dieci noni di 3 mesi, sara:
i3m10g = (1 + i3m)109 − 1 = (1 + 0, 0185)
109 − 1 = 2, 05
che ci porta a preferire la prima of perche il tasso a 3 mesidell’1,85%, equivale al tasso del 2,05% a 3 mesi e 10 giorni.
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Tassi equivalenti: osservazione
Calcoliamo il tasso a 3m equivalente al tasso a 3m e 10g:
i3m = (1 + i3m10g )9
10 − 1 = (1 + 0, 0203)9
10 − 1 = 1, 82%
infatti 3m sono i nove decimi di 3m e 10g.
Calcoliamo il tasso annuale equivalente al tasso 3m10g:
iannuale = (1 + 0, 0203)3610 − 1 = 7, 50%
infatti un anno e 36/10 di 3m e 10g.
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Tassi equivalenti: osservazione
Calcoliamo il tasso annuale equivalente al tasso 3m:
iannuale = (1 + 0, 0185)369 − 1 = 7, 6%
In generale potremo calcolare un tasso equivalente, a partire daun altro tasso, qualunque sia il periodo del tasso di partenzaqualunque sia il periodo del tasso di arrivo.
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Tassi equivalenti (segue)
Considerando che per la (42) era:
i 1k
= (1 + i)1k − 1
e tenendo presente, in base alla (26), che:
d 1k
=i 1k
1 + i 1k
possiamo ricavare la relazione sui tassi di sconto equivalenti:
d 1k
=(1 + i)
1k − 1
1 + (1 + i)1k − 1
=(1 + i)
1k − 1
(1 + i)1k
= 1− 1
(1 + i)1k
(44)
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Tassi equivalenti (segue)
Dalla (44), ricordando dalla (25) che i = d/(1− d) otteniamo:
d 1k
= 1− 1(1 + d
1−d
) 1k
= 1− 1(1
1−d
) 1k
= 1− (1− d)1k (45)
da cui si puo calcolare il tasso di sconto per periodo untario infunzione del tasso di sconto frazionato:
d = 1−(
1− d 1k
)k(46)
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Montanti e tassi equivalenti
Se la durata dell’of e una frazione del periodo cui si riferisce iltasso di interesse come nel seguente problema:
calcolare il montante di 123 unita di capitale al tasso annuo del5% impiegato per una durata di 4 anni e tre mesi
definito con n l’eventuale numero intero di periodi, con p e krispettivamente numeratore e denominatore di questa frazione(1/4 nel nostro esempio), si hanno due soluzioni alternative:
M = C (1 + i)n+ pk (47)
M = C ·(
1 + i 1k
)n·k+p(48)
in cui i 1k
e equivalente al tasso per periodo unitario i .
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Montanti e tassi equivalenti
Infatti dalla (48) possiamo dire che:
M = C ·[(
1 + i 1k
)k]n+ pk
Ricordiamo (40), che la quantita tra parentesi quadre e pari a1 + i da cui:
M = C (1 + i)n+ pk
La (47) comporta il calcolo della frazione cui elevare il tasso perperiodo unitario mentre la (48) comporta il calcolo del tassoequivalente.
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Montanti e tassi equivalenti
Ritornando al problema iniziale, possiamo ora riassumere lequantita che ci interessano:
k=4, numero di trimestri in un anno;
i 1k
= 1, 22..% tasso trimestrale equivalente al tasso annuale;
n = 4 numero di anni interi;
p/k = 1/4.
Il montante e pari a 151, 3421.
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Tasso nominale di interesse
Nei mercati finanziari si utilizza spesso il tasso nominale j(k)convertibile k volte nel periodo definito dalla relazione:
j(k) = k · i 1k
(49)
Il tasso d’interesse nominale, si ottiene sommando k voltel’interesse ottenuto impiegando un capitale unitario, per unk-esimo di periodo al tasso i 1
k, equivalente al tasso effettivo i
relativo alla durata dell’of.
0
1
1
1
i 1k
2
1
i 1k
k − 2
1
i 1k
k − 1
1
i 1k
k
1
i 1k
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Tasso nominale di interesse
Nel tasso nominale, l’interesse maturato alla fine di ciascunsottoperiodo NON viene aggiunto al capitale iniziale, ma vienecorrisposto immediatamente.Questo e scorretto finanziariamente poiche gli interessi via viacorrisposti, dovrebbero essere valutati finanziariamente allascadenza e non sommati tra loro come nella relazione (49)
PROBLEMA dato il tasso effettivo bimestrale di interesse del2%, calcolare il tasso nominale quadrimestrale convertibilebimestralmente e il tasso effettivo quadrimestrale equivalente altasso effettivo bimestrale.
RISULTATO j(2) = 4%; i∗ = 4, 04%.
(*) usiamo il simbolo i poiche si tratta di un tasso per periodo unitario
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Tasso nominale di interesse
Abbiamo visto (41), che il tasso effettivo per periodo unitarioequivalente al tasso frazionato era:
i = (1 + i 1k
)k
Questa relazione, ricordando la (49), diventa:
i =
(1 +
j(k)
k
)k
− 1 (50)
PROBLEMA: impieghiamo una unita di capitale ad interessecomposto bimestrale al tasso annuo del 9% convertibilebimestralmente.Calcolare: il tasso bimestrale i 1
6e il tasso annuo i .
RISULTATO: i 16
= 1, 5%, i = 9, 34%
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Tasso nominale di interesse
Dalla (49) e dalla (42) abbiamo:
j(k) = k · [(1 + i)1k − 1] (51)
PROBLEMA: cosa accade se facciamo tendere la frequenza kad ∞?
SOLUZIONE: bisogna studiare la funzione j(k)
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Grafico della funzione j(k)Senza entrare nel merito dello studio della funzione neriproduciamo il grafico (per k > 0). a couple of wordsblab
k
j(k)
δ = log(1 + i)
1
i1
j(k) = k[(1 + i)1k − 1]
a couple of wordsL’asintoto orizzontale si ottiene dalla (51) dividendo per 1
k :
limk→∞
j(k) = lim1k→0
(1 + i)1k − 1
1k
= loge(1 + i)(∗)
(*)in quanto la relazione precedente e un limite notevole
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Forza di interesse
Posto:δ = loge(1 + i) (52)
chiameremo δ intensita istantanea di interesse o forza diinteresseLa denominazione “istantanea”si deve al fatto che e ottenuta dauna frequenza di capitalizzazione k →∞.La forza di interesse e quindi pari al tasso di interesse nominaleconvertibile istante per istante.
PROBLEMA: dato un tasso effettivo di interessequadrimestrale del 2,7%, calcolare la forza di interessecorrispondente.RISULTATO: δ = 2, 66%(∗) (su base quadrimestrale).
(*) in Excel il loge si calcola con la funzione ln
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Tasso nominale di sconto
Anche nelle operazioni di sconto si utilizza il tasso nominale disconto convertibile k volte.In questo caso avremo:
ρ(k) = k · d 1k
(53)
che, in base alla (45), ricava il tasso di sconto nominale infunzione del tasso di sconto per periodo unitario:
ρ(k) = k · [1− (1− d)1k ] (54)
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Forza di sconto
Anche qui calcoliamo:
limk→∞
ρ(k) = lim1k→0
1− (1− d)1k
1k
= −loge(1− d)
Poniamo:ρ = −loge(1− d) (55)
definito come intensita istantanea di sconto o forza disconto.La forza di sconto e uguale al tasso di sconto nominaleconvertibile istante per istante.
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Forza di interesse e di sconto
Consideriamo ora la relazione (55); ricordando che:
d =i
1 + i
abbiamo:
ρ = −loge(
1− i
1 + i
)= −loge
(1
1 + i
)=
= −loge(1) + loge(1 + i) = δ
(56)
OSSERVAZIONE: la forza di interesse δ concide con la forzadi sconto ρ poiche se l’of ha la durata di un istante di tempo,non ha senso alcuna distinzione.
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Grafico della funzione ρ(k)
a couple of wordsbla
b k1
ρ(k)
1 ρ = δ
ρ(k) = k[1− (1− d)1k ]d
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Montante unitarioin capitalizzazione continua
Il montante in capitalizzazione continua si calcola a partiredalla (52); ricordando il significato di logaritmo si puo scrivere:
eδ = (1 + i) (57)
Ricordando che l’espressione a destra dell’uguale e il fattore dicapitalizzazione, possiamo ricavare le seguenti relazioni:
r(n) = eδn (58)
v(n) =1
r(n)= e−δn (59)
i(n) = r(n)− 1 = eδn − 1 (60)
d(n) = 1− v(n) = 1− e−δn (61)
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Montante in capitalizzazione continua
PROBLEMA: Un capitale di 100 unita, viene impiegato in basead una forza di interesse annuale del 12% per un trimestre.Calcolare il montante alla scadenza dell’of (∗).
SOLUZIONE: Poiche in questo caso n = 14 , si ha M = 103, 04..
(*) la funzione exp() in Excel calcola il numero e
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L’interesse semplice: leggi finanziarie
Nel regime dell’interesse semplice (RIS), l’interesse edirettamente proporzionale alla durata dell’of.Le leggi del montante, del valore attuale, dell’interesse e dellosconto saranno rispettivamente:
r(n) = 1 + i · n (62)
i(n) = i · n (63)
v(n) =1
1 + i · n(64)
d(n) =i · t
1 + i · n(65)
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L’interesse semplice
Dalle precedenti relazioni abbiamo:
M = C · (1 + i · n) (66)
I = C · i · n (67)
C =M
1 + i · n(68)
D =M · i · n1 + i · n
(69)
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L’interesse semplice: tasso frazionato
Posto che il tasso equivalente ad un dato tasso per periodounitario e il tasso unitario devono produrre lo stesso montante,se k e il numero di sottoperiodi del periodo unitario, sara:
1 + i · n = 1 + i 1k· n · k
da cui:
i 1k
=i
k(70)
PROBLEMA: dato un tasso di interesse effettivo trimestraledel 3, 3%, calcolare l’equivalente tasso effettivo mensile.
SOLUZIONE per la relazione (70) avremo:
i 13
=i
k=
3, 3%
3= 1, 1%
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L’interesse semplice
Analogamente a quanto visto nel caso del RIC a pagina 55, se ladurata dell’of non coincide con il periodo cui si riferisce il tasso,dovendo calcolare M,C , I ,D o i corrispettivi per capitali unitari,possiamo procedere o calcolando il tasso equivalenteSOL.1 ocalcolando la frazione del periodo cui si riferisce il tassoSOL.2,salve restando le differenze dovute al regime finanziario.
PROBLEMA: un capitale di 120 unita, viene impiegato al tassoannuale i = 4% per 2 anni, 3 mesi e 15 giorni. Calcolare ilmontante in capitalizzazione semplice.SOLUZIONE1. tasso quindicinale equivalente al tasso annuale=0, 04/24 =0, 001667;M = 120 ∗ (1 + 0, 00167 ∗ 55(∗)) = 131;2. n = 2, 291667(∗∗);M = 120 ∗ (1 + 0, 04 ∗ 2, 291667) = 131
(*) 55=unita da 15 giorni per una durata di 2 anni, 3 mesi, 15gg;(**) 2, 291667 = 2 + 3/12 + 15/360.
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L’interesse semplice: tasso nominale
Tenendo presente la (70) possiamo scrivere:
j(k) = k · i 1k
= i (71)
OSSERVAZIONE nel RIS il tasso nominale di interessecoincide con il tasso effettivo per periodo unitario in quanto gliinteressi vengono corrisposti ad ogni k-esimo di periodo.Nel RIC, si veda la formula (51) e il problema di pagina 59, i duetassi sono difformi a causa del reimpiego degli interessi.
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L’interesse semplice: graficoa couple of words
blabla
blablan
1
r(n) = 1 + i · n
1 i=3%
i=10%
Nella legge/funzione del montante (RIS), il tasso di interesse i eil coefficente angolare della retta (si veda nella figura la relazionein cima all’asse delle y).
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La scindibilita
Consideriamo un regime finanziario qualsiasi.Ricordiamo che il montante all’epoca y di una unita monetariaimpiegata all’epoca x in quel regime finanziario e:
r(x , y)
.Nei regimi finanziari che abbiamo illustrato avevamo:
r(x , y) = (1 + i)y−x capitalizz. composta
r(x , y) = 1 + i · (y − x) capitalizz. semplice
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La scindibilita (segue)
Consideriamo ora le seguenti of:
investiamo una unita di capitale all’epoca x ; il montanteall’epoca y sara:
r(x , y)
disinvestiamo e reinvestiamo, allo stesso regime, finoall’epoca z (z > y). Il montante complessivo sara:
r(x , y) · r(y , z)
investiamo una unita di capitale all’epoca x , allo stessoregime finanziario, ininterrottamente, fino all’apoca z . Ilmontante complessivo sara:
r(x , z)
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La scindibilita: definizione
a couple of wordsUn regime finanziario si dice scindibile
se il montante prodotto per una certa durataeguaglia quello ottenuto dal frazionamento della durata
in tempi ordinati, adiacenti tra loro, in numero qualsiasi,con of di disinvestimento e reinvestimento immediato
allo stesso tasso di interesse
In formule:
r(x , z) = r(x , y) · r(y , z) con x < y < z (72)
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La scindibilita sullo scadenzario
Nella figura sottostante viene rappresentata la legge delmontante per un regime finanziario scinibile. a couple of wordsabc
x
1
y
r(x , y)
z
r(x , z) = r(x , y) · r(y , z)
acouple of wordsabc
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La scindibilita sullo scadenzario
Nella figura sottostante viene rappresentata la legge del valoreattuale per un regime finanziario scinibile. a couple of words
abcx
v(x , z) = v(x , y) · v(y , z)
y
v(x , y)
z
1
a couple of wordsabc
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La scindibilita
Nel RIS i montanti per capitali unitari alle tre scadenze saranno:
r(x , y) = 1+i(y−x); r(y , z) = 1+i(z−y); r(x , z) = 1+i(z−x)
Moltiplicando membro a membro i primi due due ottengo:
r(x , y) · r(y , z) = 1 + i(z − y) + i(y − x) + i2(y − x)(z − y)
= 1 + i(z − x) + i2(y − x)(z − y)
= r(x , z) + i2(y − x)(z − y)
Poiche i2(y − x) · (z − y) > 0 sara:
r(x , y) · r(y , z) 6= r(x , z)
pertanto il RIS non e scindibile.
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La scindibilita
Nel RIC i montanti per capitali unitari alle tre scadenze saranno:
r(x , y) = (1+i)y−x ; r(y , z) = (1+i)z−y ; r(x , z) = (1+i)z−x
da cui moltiplicando membro a membro le prime due ottengo:
r(x , y) · r(y , z) = (1 + i)y−x · (1 + i)z−y
= (1 + i)(y−x)+(z−y)
= (1 + i)z−x
Sara quindi:r(x , y) · r(y , z) = r(x , z)
pertanto il RIC e scindibile.
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La scindibilita
Nel caso di leggi uniformi, ovvero dipendenti dalla sola durata,posto:
j = y − x ; k = z − y ; n = z − x = j + k
la relazione di scindibilita per la legge del montante diventa:
r(n) = r(j + k) = r(j) · r(k)
mentre per la legge del valore attuale sara:
v(n) = v(j + k) = v(j) · v(k)
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La scindibilita: esercizio
a couple of wordsPROBLEMA: date 1000 unita di capitale al tasso semestraledel 2%, calcolare il montante nel RIS e nel RIC:
per una durata ininterrotta di 3 semestri (M3sem);
per due intervalli successivi, il primo di due semestri(M2sem), il secondo di uno.
MONTANTE NEL RISM3sem = 1000 · (1 + 0, 02 · 3) = 1060M2sem = 1040; M(2+1)sem = 1040 · (1 + 0, 02) = 1060, 8
MONTANTE NEL RICM3sem = 1000 · (1 + 0, 02)3 = 1061, 2M2sem = 1040, 4; M(2+1)sem = 1040, 4 · (1 + 0, 02) = 1061, 2
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La scindibilita: esercizio
PROBLEMA: nel RIC, un capitale M di 123 disponibile fra 4mesi (epoca y), viene anticipato all’epoca x , al tasso di interessemensile dell’1,5%.
1 calcolare il valore attuale C all’epoca x di M; calcolare ilmontante di C all’epoca z = x + 6mesi .
2 tenendo presente il concetto di scindibilita, calcolaredirettamente il montante di 123 in z .
x y
123
z
SOLUZIONE1. C = 123 · (1 + i)−4 = 115, 887;M = 115, 887 · r6 =
126, 7177;2. M = 123 · (1 + i)−4 · (1 + i)6 = 123 · (1 + i)2 = 126, 7177.
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L’operazione finanziaria complessa
Le of elementari viste finora erano del tipo:
F = {(I1, t1), (I2, t2)}
Ci occuperemo ora di of complesse che abbiamo sintetizzato conla notazione:
F = {(I1, t1), (I2, t2), . . . , (In, tn)}
Abbiamo gia visto a pagina 8, un esempio di of di questo tipo.Mentre rimarranno valide le relazioni finanziarie viste finora,vogliamo determinare un unico valore, equivalente finanziario diun insieme di importi. Il calcolo di tale valore ipotizzera:
regime finanziario scindibile (RIC);
leggi finanziarie uniformi (dipendenti dalla durata cfr.36);
tassi a struttura piatta e riferiti al periodo unitario.
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La rendita: definizioni
Si consideri una of descritta dal seguente scadenzario:
t0
R0
t1
R1
t2
R2
tn−1
Rn−1
tn
Rn
a couple ofwordsnel quale contiamo n + 1 importi Rk associati ad altrettante tkscadenze (k = 0, . . . , n).
Definiamo con:
rendita la successione di importi Rk ;
rata della rendita il singolo importo Rk ;
valore capitale della rendita all’epoca T , la somma dellerate riferite finanziariamente all’epoca T (con T qualsiasi).
Antonio Grande Laboratorio di Matematica Finanziaria con Excel 87 / 123
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a couple of words
Le rendite: calcolo del valore capitale
PROBLEMA: una rendita si compone delle seguenti rate: 200fra tre anni, 500 fra 4 anni, 800 fra 8 anni. Il tasso di interesse edel 6% annuo. Calcolare il valore capitale:
1 all’epoca 0;
2 all’epoca 9 (l’epoca non e visibile sullo scadenzario);
3 all’epoca 5.
0 3
200
4
500
8
800
Antonio Grande Laboratorio di Matematica Finanziaria con Excel 88 / 123
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a couple of words
Le rendite: calcolo del valore capitale
SOLUZIONE:Il valore capitale:
1 in 0 e di: 1065, 901 =200 · (1 + 0, 06)−3 + 500 · (1 + 0, 06)−4 + 800 · (1 + 0, 06)−8;
2 in 9 e di: 1800, 817 =200 · (1 + 0, 06)6 + 500 · (1 + 0, 06)5 + 800 · (1 + 0, 06)1;
3 in 5 e di 1426, 415 =200 · (1 + 0, 06)2 + 500 · (1 + 0, 06)1 + 800 · (1 + 0, 06)−3;
NOTA: calcolato il primo risultato, per la scindibilita del regimefinanziario, i risultati 2 e 3 potevano essere calcolati in modo piusemplice capitalizzando il primo risultato rispettivamente per 9 eper 5 periodi (si veda pagina 85).
Antonio Grande Laboratorio di Matematica Finanziaria con Excel 89 / 123
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La rendita: definizioni
Una rendita puo classificarsi in relazione a vari fattori.
scadenza delle rateperiodica
tk − tk−1 = u costante
non periodicau variabile (cfr. 93)
a
periodo unitariofrazionata periodounitario (es. 1 anno),2 rate semestr.
intera periodo un anno,una rata annuale
a
importo della ratacostanterate dello stesso importo
variabilerate di importo diverso
Antonio Grande Laboratorio di Matematica Finanziaria con Excel 90 / 123
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La rendita: definizioni
numero delle ratetemporanean finito
perpetuan→∞ (numerabile)
a
scadenza della rata rispetto al periodo di riferimentoanticipataall’inizio delperiodo corrispondente
posticipataalla fine delperiodo corrispondente
antic.R1
0
R2
t1
R3
t2
R∗ Rn−1
tn−2
Rn
tn−1
R∗
tn
postic.R1
0
R1
t1
R2 R∗
t2
R1 Rn−2
tn−2
Rn−1
tn−1
Rn
tn
Antonio Grande Laboratorio di Matematica Finanziaria con Excel 91 / 123
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La rendita: definizioni
epoca di valutazione della rendita
immediata
la valutazione coincidecon il pagamento dellaprima rataa
differita
la valutazione avviene adun’epoca antecedenterispetto al pagamentodella prima rata
Antonio Grande Laboratorio di Matematica Finanziaria con Excel 92 / 123
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Le rendite
Se i periodi sono difformi tra loro, si possono comunqueequintervallare. Bisognera:
1 calcolare il Massimo Comun Divisore (MCD) della distanzadi tempo tra tutte le rate;
2 definire uno scadenzario di periodo costante u = MCD,aggiungendo rate di importo uguale a 0 laddove necessario.
Vediamo ora un esempio in cui si applica questa soluzione.
Antonio Grande Laboratorio di Matematica Finanziaria con Excel 93 / 123
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Le rendite
PROBLEMA: dato il seguente scadenzario, calcolare il MCD eridefinirlo in modo da avere rate a periodicita costante.
t0
R0
t1
R1
t2
R2
2 3.5
MCD = 0.5. Il nuovo scadenzario sara:
R0 R∗ R∗ R∗ R1 R∗ R∗ R∗ R2adretr
skj
con: tk − tk−1 = 0.5; R0,R1,R2 6= 0; R∗ = 0.
D’ora in avanti le rendite saranno sempre periodiche.
Antonio Grande Laboratorio di Matematica Finanziaria con Excel 94 / 123
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Valore capitale di una rendita
Se T ≤ t0, il valore capitale della rendita AT , in si calcola con larelazione:
AT =n∑
k=0
Rk(1 + i)−(tk−T ) (T ≤ t0) (73)
Le rate vengono attualizzate all’epoca T e sommate tra loro.
AT R0
t0
R1
t1
R1
t2
Rn−1
tn−1
Rn
tn
T=epoca di valutazione
Antonio Grande Laboratorio di Matematica Finanziaria con Excel 95 / 123
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Valore capitale di una rendita
Se T ≥ tn, il valore capitale della rendita ST , si calcola con larelazione:
ST =n∑
k=0
Rk(1 + i)T−tk (se T ≥ tn) (74)
Le rate vengono capitalizzate all’epoca T e sommate tra loro.
STR0
t0
R1
t1
R1
t2
Rn−1
tn−1
Rn
tn
epoca di valutazione=T
Antonio Grande Laboratorio di Matematica Finanziaria con Excel 96 / 123
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Valore capitale di una rendita
Se t0 < T < tn, il valore capitale della rendita AT + ST , sicalcola con la relazione:
ST+AT =k−1∑j=0
Rj(1+i)T−tj +n∑
j=k
Rj(1+i)−(tj−T ) (t0 < T < tn)
(75)Le rate che precedono T si capitalizzano, le rate che seguonoT si attualizzano e i risultati cosı ottenuti si sommano tra loro.
R0
t0
R1
t1
R2
t2
AT + ST Rn−1
tn−1
Rn
tn
epoca di valutazione=T
Antonio Grande Laboratorio di Matematica Finanziaria con Excel 97 / 123
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a couple of words
Valore attuale diuna rendita costante posticipata
Vogliamo calcolare il valore capitale di una rendita in T = t0 nelcaso di rate costanti posticipate. Essendo v = 1/(1 + i) (18),ricordata la proporzionalita di C rispetto a M nella legge diattualizzazione (pagina 21), la relazione (73):
AT =n∑
k=0
Rk(1 + i)−(tk−T ) (T ≤ t0)
diventa:
AT = Rn∑
k=1
vk = R · (v1 + v2 + · · ·+ vn−1 + vn) (76)
Antonio Grande Laboratorio di Matematica Finanziaria con Excel 98 / 123
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a couple of words
Valore attuale rendita unitaria posticipata
La somma dei valori attuali di una rendita unitaria, si identificacon il simbolo a
n iche si legge a figurato n, tasso i. In simboli:
an i
= v + v2 + v3 + · · ·+ vn−1 + vn (77)
A destra dell’uguaglianza abbiamo la somma di n termini di unaprogressione geometrica di ragione v = 1/(1 + i) che, per notaregola, ci porta a scrivere:
an i
= v · 1− vn
1− v=
1
1 + i· 1− (1 + i)−n
1− 11+i
=1− vn
i(78)
In base alla (76) possiamo calcolare il valore attuale di unarendita temporanea con rate costanti posticipate:
AT = R · an i
(79)
Antonio Grande Laboratorio di Matematica Finanziaria con Excel 99 / 123
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a couple of words
Valore attuale rendita unitaria posticipata
Lo scadenzario che rappresenta i valori attuali (all’epoca 0),delle rate unitarie posticipate e: a couple of words
0 t1
1
t2
1
tn−1
1
tn
1
vv2..vn−1vn
valoriattualirate
a couple ofwords
Antonio Grande Laboratorio di Matematica Finanziaria con Excel 100 / 123
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Montante di una rendita costanteposticipata
Vogliamo calcolare il valore montante di una rendita in T = tnnel caso di rate costanti posticipate.Poiche a
n ie il valore attuale di una rendita unitaria
posticipata, il corrispondente montante, che indichiamo consn i
, si ottiene capitalizzando n volte quel valore attuale. Informule:
sn i
= an i· (1 + i)n =
1− vn
i· (1 + i)n =
(1 + i)n − 1
i=
=rn − 1
i(80)
Il montante per un capitale non unitario ST , stante la (4), siottiene con la relazione:
ST = R · sn i
(81)
Antonio Grande Laboratorio di Matematica Finanziaria con Excel 101 / 123
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Montante di una rendita unitaria posticipata
Sullo scadenzario sono rappresentati i montanti di una renditaunitaria posticipata.
0 t1
1
t2
1
tn−1
1
tn
1
rn−1
rn−2..
r1
r0
montantirate
Antonio Grande Laboratorio di Matematica Finanziaria con Excel 102 / 123
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Valore attuale rendita unitaria anticipata
Il valore attuale di una rendita unitaria anticipata, che si indicacon il simbolo a
n i, e:
an i
= 1 + v + v2 + v3 + · · ·+ vn−1
moltiplicando a destra dell’uguaglianza per 1 = v · (1 + i)abbiamo:
an i
=(1 + i)(v + v2 + v3 + · · ·+ vn)
=(1 + i) · 1− vn
i
da cui moltiplicando numeratore e denominatore per 1/(1 + i):
an i
=1− vn
i1+i
· (1 + i) · 1
1 + i=
1− vn
d(82)
Antonio Grande Laboratorio di Matematica Finanziaria con Excel 103 / 123
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Valore attuale rendita unitaria anticipata
Sullo scadenzario sono rappresentati i valori attuali di unarendita unitaria anticipata.
0
1
t1
1
tn−2
1
tn−1
1
tn
v0
v1..vn−2
vn−1
valoriattualirate
Il valore attuale di una rendita anticipata non unitaria, cheindichiamo con il simbolo AT si calcola con:
AT = R · an i
(83)
Antonio Grande Laboratorio di Matematica Finanziaria con Excel 104 / 123
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Montanti di rendite costanti anticipate
Capitalizzando la (82) per n periodi otteniamo il corrispondentemontante che scriveremo come:
sn i
=1− vn
d· (1 + i)n =
(1 + i)n − 1
d=
rn − 1
d(84)
Da questa relazione ricaviamo il montante per una rendita nonunitaria con:
ST = R · sn i
(85)
0
1
t1
1
tn−2
1
tn−1
1
tn
rn
rn−1..
r2
r1
montantirate
Antonio Grande Laboratorio di Matematica Finanziaria con Excel 105 / 123
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Valori attuali e montantidi rendite unitarie costanti
Riepiloghiamo le relazioni fondamentali sulle rendite unitarie.
an i
=1− vn
i
an i
=1− vn
d
sn i
=rn − 1
i
sn i
=rn − 1
d
Antonio Grande Laboratorio di Matematica Finanziaria con Excel 106 / 123
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a couple of words
Problemi sulle rendite
I problemi sulle rendite possono ricondursi ad uno dei seguenti:
1 dati AT/ST , i , n, si deve calcolare la rata R;
2 dati AT/ST , i , R, si deve calcolare il numero di rate n;
3 dati AT/ST , n, R, si deve calcolare il tasso i .
Antonio Grande Laboratorio di Matematica Finanziaria con Excel 107 / 123
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a couple of words
Problemi sulle rendite: calcolo della rata
Nel caso di rendite posticipate, la (78), (79) e la (80), (81),stabilivano che:
AT = R · 1− vn
i; ST = R · r
n − 1
i
Pertanto, noti gli altri elementi, possiamo calcolare la rata Rcon:
R =AT
an i
; R =STsn i
(86)
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a couple of words
Problemi sulle rendite:calcolo del numero di rate
Vogliamo calcolare il numero di rate, dati AT , i ,R.Nel caso di rendita posticipata, consideriamo la (79):
AT = R · 1− vn
i
1− AT · iR
= vn
da cui, passando ai logaritmi si ha:
n · log(
1
1 + i
)= log
(1− AT · i
R
)
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Problemi sulle renditecalcolo del numero di rate
n =log(
1− AT ·iR
)log(
11+i
)da cui:
n = −log(
1− AT ·iR
)log(1 + i)
(87)
Dal momento che difficilmente n risultera intero....
NOTA per calcolare n, si tenga presente quanto osservato a pagina 42.
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a couple of words
Problemi sulle renditecalcolo del numero di rate
Dalla (80) e dalla (81) abbiamo:
ST = R · rn − 1
i
1 +ST · iR
= (1 + i)n
n =log(
1 + ST ·iR
)log(1 + i)
(88)
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a couple of words
Problemi sulle renditecalcolo del tasso i
I problemi di ricerca del tasso di interesse in relazione ad unarendita, richiedono la conoscenza dei metodi per la soluzione diequazioni di grado n o di metodi di approssimazione. In questasede non ce ne occuperemo.
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a couple of words
Ammortamento di prestiti
Il mutuo e la denominazione giuridica, regolata nel nostroordinamento da una norma di diritto privato, dell’of costituitadalla cessione di una somma di denaro e della sua successivarestituzione assieme ad un determinato interesse.
Quando il rimborso di interessi e del capitale avviene in modograduale e non in una sola scadenza (∗), parleremo diammortamento del prestito. Vediamo di cosa si tratta.blablabla
(*)In questa sede non ci occuperemo, data la loro scarsa diffusione, di
casi del genere
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a couple of words
Ammortamento di prestiti
Il debitore paga periodicamente una rata R. Di questa una partericostituisce la somma avuta in prestito, l’altra forma gliinteressi. In questo modo il debito si riduce progressivamentefino ad azzerarsi alla scadenza finale.
La progressiva riduzione del debito comporta che il debitore, siainteressato a conoscere, accanto a quelli gia elencati, dueelementi aggiuntivi: il debito residuo, cioe la parte del capitaleda rimborsare, ed il debito estinto, ovvero la parte di capitalegia restituita.Queste grandezze confluiscono in un prospetto chiamato pianodi ammortamento.
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a couple of words
Piano di ammortamento(a rate costanti)
a couple of words
QUOTA QUOTA DEBITO DEBITON.RATA RATA CAPITALE INTERESSI RESIDUO ESTINTO
0 −− −− −− 1000 −−1 282 232 50 768 2322 282 244 38 524 4763 282 256 26 269 7314 282 268 14 −− 1000
(*) alcuni importi sono arrotondati. I dati del piano sono: A=1000, n=4,
i=5%
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a couple of words
Ammortamento di prestiti
I dati iniziali sono costituiti dal capitale A anticipato all’epoca0, dal numero di scadenze ciascuna di periodo unitario (n), daltasso di interesse per periodo unitario (i). Le rate vengonoversate posticipatamente.Gli elementi del piano e le relazioni fondamentali sono:
rate R1,R2, . . . ,Rn; per il principio dell’equivalenzafinanziaria sara:
n∑k=1
Rk · vk = A (89)
chiamata condizione di equivalenza prospettiva infunzione delle rate.
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a couple of words
Ammortamento di prestiti
quote capitale C1,C2, . . . ,Cn, che si riferiscono al capitaleda rimborsare per cui vale la relazione:
n∑k=1
Ck = A
debito residuo D1,D2, . . . ,Dn;
Dk = Ck+1 + Ck+2 + · · ·+ Cn
(D0 = A;Dn = 0)
equazione esplicita prospettiva del debito residuo infunzione delle rate:
Dk =n∑
j=k+1
Rj · v j−k (90)
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a couple of words
Ammortamento di prestiti
debito estinto E1,E2, . . . ,En; in formula:
Ek = C1 + C2 + · · ·+ Ck (91)
(E0 = 0;En = A)
quota interesse I1, I2, . . . , In;
Ik = Dk−1 · i (92)
Ik = Rk − Ck
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Ammortamento a rate costanti(ammortamento francese)
Nel novero degli ammortamenti, esistono diversi criteri chepresiedono alla determinazione degli elementi del piano.Il metodo piu diffuso e quello che prevede rate ad importocostante con pagamento posticipato denominatoammortamento francese.Sara quindi:
R1 = R2 = · · · = Rn
Per la condizione di equivalenza prospettiva in funzione dellerate e per la (78) sara;
A = R · an i
= R · 1− vn
i(93)
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Ammortamento a rate costanti(ammortamento francese)
da cui si ricava la rata R con:
R =A · i
1− vn(94)
Il debito residuo calcolato in base alla (90), tenendo presente la(78) per la sostituzione di vn−k con a
n−k ie:
Dk = Rn∑
j=k+1
vn−k = R · an−k i
= R · 1− vn−k
i(95)
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Ammortamento a rate costanti(ammortamento francese)
La quota interesse si calcola con la (92) per cui:
Ik =Dk−1 · i = i · R · an−(k−1) i
= i · R · an−k+1 i
=
=R · (1− vn−k+1) (96)
La quota capitale si ricava dalla relazione (92) e percio:
Ck = R − Ik = R − R · (1− vn−k+1) = R · vn−k+1 (97)
Da questa relazione otteniamo una proprieta dell’ammortamentoa rate costanti: le quote capitale sono una progressionegeometrica di ragione v−1 = 1 + i . Infatti:
Ck
Ck−1=
R · vn−k+1
R · vn−k+2= vn−k+1−n+k−2 = v−1 = 1 + i
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Ammortamento a rate costanti(ammortamento francese)
Per il debito estinto vale la relazione:
Ek = A− Dk
da cui:
Ek = R · an i− R · a
n−k i= R · (1− vn
i− 1− vn−k
i)
da cui:
Ek = R · (vn−k − vn
i) = R · vn−k 1− vk
i(98)
OSSERVAZIONE: abbiamo volutamente espresso tutte lerelazioni in funzione di v per facilitare i calcoli.
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Piano di ammortamentoa rate costanti
Le precedenti relazioni sono riassunte nella generica (k-esima) riga.a couple of words
QUOTA QUOTA DEBITO DEBITON.RATA RATA CAPITALE INTERESSI RESIDUO ESTINTO
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
k A·i1−vn Rvn−k+1 R(1− vn−k+1) R (1−vn−k )
i Rvn−k 1−vk
i
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
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