ВСЕРОССИЙСКИЙ ЗАОЧНЫЙ ФИНАНСОВО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине «Финансовая математика»

Вариант № 10

Исполнитель: ******************

 студентка IV курса (вечер)

 факультет: финансово-кредитный

специальность: финансы и кредит

№ зачетной книжки: ***********

Руководитель: доц. Макарова Е.А.

Волгоград, 2008

СОДЕРЖАНИЕ

ЗАДАНИЕ 1. 3

ЗАДАНИЕ 2. 10

ЗАДАНИЕ 3. 15

ЗАДАНИЕ 1

 

В таблице приведены поквартальные данные о кредитах от коммерческого банка на жилищное строительство за 4 года (16 кварталов)

t

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

Y(t)

43

54

64

41

45

58

71

43

49

62

74

45

54

66

79

48

Требуется:

1)               Построить адаптивную мультипликативную модель Хольта-Уинтерса с учетом сезонного фактора, применив параметры сглаживания α1 = 0,3; α2 = 0,6; α3 = 0,3.

2)               Оценить точность построенной модели с использованием средней ошибки аппроксимации;

3)               Оценить адекватность построенной модели на основе исследования:

·                   случайности остаточной компоненты по критерию пиков;

·                   независимости уровней ряда остатков по d-критерию (в качестве критических использовать уровни d1 = 1,10 и d2 = 1,37) и по первому коэффициенту автокорреляции при критическом уровне значения r1 = 0,32;

·                   нормальности распределения остаточной компоненты по R/S-критерию с критическими значениями от 3 до 4,21.

4)               Построить точечный прогноз на 4 шага вперед, т.е. на 1 год.

5)               Отобразить на графиках фактические, расчетные и прогнозные данные.

Решение

Для оценки начальных значений а(0) и b(0) применим линейную модель к первым 8 значениям Y(t). Линейная модель имеет вид:

 

Для вычисления данного уравнения строем график для первых 8 наблюдений, на котором с помощью линии тренда выводим линейное уравнение.

Получим линейное уравнение вида:

Для сопоставления фактических данных и рассчитанных по линейной модели значений составим таблицу.

Таблица 1

Сопоставление фактических и расчетных значений по линейной модели

t

Y(t)

Yp(t)

1

43

49,42

2

54

50,26

3

64

51,11

4

41

51,95

5

45

52,80

6

58

53,64

7

71

54,49

8

43

55,33

Находим значения a(t) и b(t) по формуле:

 a1= α1* Y1/ F0+(1- α1 )*( a0+ b0)

b1= α3*( a1- a0)+(1- α3)* b0

Для этого находим значения F-3, F-2, F-1, F0 по формуле:

F-3 = 0,5*(Y(1)/ Yp(1)+ Y(5)/ Yp(5))

Аналогично находятся остальные значения.

Находим параметры модели  F(t) по формуле:

F(t)= α2* Y(t)/ a t +(1- α2 ) *  F(0)  

Построим модель Хольта-Уинтерса.                                                      

 Таблица 2

Модель Хольта-Уинтерса

Tаблица 2. Построение модели Хольта-Уинтерса

  t

  Y(t)

    a(t)

    b(t)

    F(t)

   Yp(t)

Абс.погр.

Отн.погр.

 

 

 

 

 

 

  E(t)

в %

0

 

48,58

0,845

0,861

 

 

 

1

43,0

49,58

0,891

0,865

42,56

0,44

1,02

2

54,0

50,36

0,859

1,074

54,39

-0,39

0,72

3

64,0

50,89

0,758

1,266

65,43

-1,43

2,23

4

41,0

51,86

0,823

0,788

40,44

0,56

1,37

5

45,0

52,49

0,765

0,860

45,56

-0,56

1,24

6

58,0

53,47

0,830

1,081

57,21

0,79

1,36

7

71,0

54,84

0,992

1,283

68,72

2,28

3,21

8

43,0

55,46

0,881

0,780

43,97

-0,97

2,26

9

49,0

56,53

0,936

0,864

48,47

0,53

1,08

10

62,0

57,44

0,928

1,080

62,09

-0,09

0,15

11

74,0

58,16

0,866

1,277

74,88

-0,88

1,19

12

45,0

58,62

0,745

0,773

46,05

-1,05

2,33

13

54,0

60,30

1,025

0,883

51,31

2,69

4,98

14

66,0

61,26

1,007

1,078

66,23

-0,23

0,35

15

79,0

62,15

0,972

1,273

79,50

-0,50

0,63

16

48,0

62,83

0,881

0,767

48,78

-0,78

1,63

Проверка качества модели.

Для того чтобы модель была качественной уровни, остаточного ряда E(t) (разности  между фактическими и расчетными значениями экономического показателя) должны удовлетворять определенным условиям (точности и адекватности). Для проверки выполнения этих условий составим таблицу 3.

Таблица 3

Таблица 3 Промежуточные расчеты для оценки адекватности модели

t

Факт

Отклон

Точки

 

E(t-1)

E(t)-E(t-1)

графа 7 в

E(t)*E(t-1)

|E(t)|/Y(t)

 

Y(t)

E(t)

поворота

 

 

 

 квадрате

 

%

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

43,0

0,44

хххх

0,19

 -

 -

 -

 -

1,02

2

54,0

-0,39

0

0,15

0,44

-0,83

0,69

-0,17

0,72

3

64,0

-1,43

1

2,04

-0,39

-1,04

1,08

0,56

2,23

4

41,0

0,56

1

0,31

-1,43

1,99

3,96

-0,80

1,37

5

45,0

-0,56

1

0,31

0,56

-1,12

1,25

-0,31

1,24

6

58,0

0,79

0

0,62

-0,56

1,35

1,82

-0,44

1,36

7

71,0

2,28

1

5,20

0,79

1,49

2,22

1,80

3,21

8

43,0

-0,97

1

0,94

2,28

-3,25

10,56

-2,21

2,26

9

49,0

0,53

1

0,28

-0,97

1,50

2,25

-0,51

1,08

10

62,0

-0,09

0

0,01

0,53

-0,62

0,38

-0,05

0,15

11

74,0

-0,88

0

0,77

-0,09

-0,79

0,62

0,08

1,19

12

45,0

-1,05

1

1,10

-0,88

-0,17

0,03

0,92

2,33

13

54,0

2,69

1

7,24

-1,05

3,74

13,99

-2,82

4,98

14

66,0

-0,23

0

0,05

2,69

-2,92

8,53

-0,62

0,35

15

79,0

-0,50

0

0,25

-0,23

-0,27

0,07

0,12

0,63

16

48,0

-0,78

хххх

0,61

-0,50

-0,28

0,08

0,39

1,63

136

896

0

8

20,07

 

 

47,53

-4,06

25,75

Проверка точности модели.

Будем считать, что условие точности выполнено, если относительная погрешность (абсолютное значение отклонения abs{E(t)}, поделенное на фактическое значение Y(t) и выраженное в процентах 100%* abs{E(t)}/ Y(t) в среднем не превышает 5%.

                                     25,75/16=1,61

Так как E(отн)=1,61 <   5% , то модель признается точной.

Проверка условия адекватности.

Для того чтобы модель была адекватна исследуемому процессу, ряд остатков E(t) должен обладать свойствами случайности, независимости последовательных уровней, нормальности распределения.

Проверка случайности уровней. Проверку случайности уровней остаточной компоненты проводим на основе критерия поворотных точек. Для этого каждый уровень ряда Е сравниваем с двумя соседними. Если он больше (либо меньше) обоих соседних уровней, то точка считается поворотной и в гр. 3 табл. 3 для этой строки ставится 1, в противном случае в гр. 3 ставится 0. В первой и в последней строке гр. 3 табл. 3 ставится прочерк или иной знак, так как у этого уровня нет двух соседних уровней.

Общее число поворотных точек в нашем примере равно  р=8.

Рассчитаем значение :

Функция int означает, что от полученного значения берется только целая часть. При N = 16.

Так как количество поворотных точек р= 8 больше q=6, то условие случайности уровней ряда остатков выполнено.

Проверка независимости уровней ряда остатков (отсутствия автокорреляции). Проверку проводим двумя методами:

1) по d-критерию критерий Дарбина-Уотсона (критические уровни d1=1,10 и  d2=1,37):

Так как полученное значение больше 2, то величину d уточним:

Условие выполнено (1,37<1,63<2), следовательно, уровни ряда Е(t) являются независимыми.

2) по первому коэффициенту автокорреляции r(1):

Если модуль рассчитанного значения первого коэффициента автокорреляции меньше критического значения  < rтабл., то уровни ряда остатков независимы. Для нашей задачи критический уровень rтабл. = 0,32. Имеем: =0,20 < rтабл. = 0,32 – значит уровни независимы.

Проверка соответствия ряда остатков нормальному распределению определяем по RS-критерию. Рассчитаем значение RS:

,

где     - максимальное значение уровней ряда остатков ;

 - минимальное значение уровней ряда остатков ;

S – среднее квадратическое отклонение.

 

Emax – Emin = 2,69 – (-1,43) = 4,13

Уровни ряда остатков подчиняются нормальному распределению т.к. полученное значение RS (3,57) попадает в заданный интервал (3,00<3,57<4,21).

Таким образом, все условия адекватности и точности выполнены. Следовательно, можно говорить об удовлетворительном качестве модели и возможности проведения прогноза показателя Yp(t) на год.

Расчет прогнозных значений экономического показателя.

Составим прогноз на четыре квартала вперед (т.е. на 1 год, с t=17 по t=20). Максимальное значение t, для которого могут быть рассчитаны коэффициенты  и  определяется количеством исходных данных и равно 16. Рассчитав значения  и  по формуле:

,

где    k – период упреждения;

 - расчетное значение экономического показателя для t-го периода;

 - коэффициенты модели;

 - значение коэффициента сезонности того периода, для которого рассчитывается экономический показатель;

 - период сезонности.

Определим прогнозные значения экономического показателя Yp(t) для: t = 17, 18, 19 и 20.

На нижеприведенном рисунке проводится сопоставление фактических и расчетных данных. Здесь же показаны прогнозные значения о кредитах на  год вперед. Из рисунка видно, что расчетные данные хорошо согласуются с фактическими, что говорит об удовлетворительном качестве прогноза.

Рис. 1. Сопоставление расчетных и фактических данных

ЗАДАНИЕ 2

Даны цены (открытия, максимальная, минимальная и закрытия) за 10 дней. Интервал сглаживания принять равным 5 дням.

Дни

Цены

макс.

мин.

закр.

1

858

785

804

2

849

781

849

3

870

801

806

4

805

755

760

5

785

742

763

6

795

755

795

7

812

781

800

8

854

791

853

9

875

819

820

10

820

745

756

Рассчитать: экспоненциальную скользящую среднюю; момент; скорость изменения цен; индекс относительной силы; % R, % К, % D;

Расчеты проводить для всех дней, для которых эти расчеты можно выполнить на основании имеющихся данных.

Решение

Для расчета экспоненциальной скользящей средней воспользуемся формулой:

,

где    k = 2 / (n + 1),

          - цена закрытия t-го дня;

          - значение EMA текущего дня t.

Момент рассчитывается как разница конечной цены текущего дня  и цены n дней тому назад :

где     - цена закрытия t-го дня.

          - значение МОМ текущего дня t.

Скорость изменения цен рассчитываем как отношение конечной цены текущего дня к цене n дней тому назад, выраженное в процентах:

,

где     - цена закрытия t-го дня.

          - значение ROC текущего дня t.

Для расчета индекса относительной силы используем формулу:

,

где    AU – сумма приростов конечных цен за n последних дней;

         AD – сумма убыли конечных цен за n последних дней.

Таблица 1

Результаты расчетов экспоненциальной скользящей средней,

момента, скорости изменения цен

Исходные данные

 

 

Экс.ск.ср.

Расчет индексов MOM, ROC, RSI (осцилляторы)

 

 

 

t

H(t)

L(t)

C(t)

EMA(t)

MOM(t)

ROC(t)

изменен.

повышен.

понижен.

AU(t,5)

AD(t,5)

RSI(t)

1

858

785

804

 

 

 

2

849

781

849

 

 

45

45

0

 

3

870

801

806

 

 

-43

0

43

 

4

805

755

760

 

 

-46

0

46

 

5

785

742

763

796,4

 

3

3

0

 

6

795

755

795

795,93

-9

99

32

32

0

80

89

47

7

812

781

800

797,29

-49

94

5

5

0

40

89

31

8

854

791

853

815,86

47

106

53

53

0

93

46

67

9

875

819

820

817,24

60

108

-33

0

33

93

33

74

10

820

745

756

796,83

-7

99

-64

0

64

90

97

48

Рассчитаем  %R,  %К,  %D используя следующие формулы:

,

где     - значение индекса текущего дня t;

          - цена закрытия t-го дня;

L5 и Н5 – минимальная и максимальные цены за n предшествующих дней, включая текущие.

,

где     - значение индекса текущего дня t;

          - цена закрытия t-го дня;

L5 и Н5 – минимальная и максимальная цены за 5 предшествующих дней, включая текущие.

Индекс %D рассчитывается аналогично индексу %К, с той лишь разницей, что при его построении величины  и   сглаживают, беря их трехдневную сумму.

Таблица 2

Результаты расчетов %R, %К, %D

 

Расчет индексов %K, %R, %D (стохастические линии)

t

H(t,5)

L(t,5)

C(t)-L(t,5)

H(t,5)-C(t)

H(t,5)-L(t,5)

%K

%R

sum(C-L)

sum(H-L)

%D

1

 

 

 

2

 

 

3

 

 

4

 

 

5

870

742

21

107

128

16

84

 

6

870

742

53

75

128

41

59

 

7

870

742

58

70

128

45

55

132

384

34

8

854

742

111

1

112

99

1

222

368

60

9

875

742

78

55

133

59

41

247

373

66

10

875

745

11

119

130

8

92

200

375

53

 

Представим полученные данные в графическом виде

Биржевая диаграмма исходных данных

График исходных данных C(t) и экспоненциальной скользящей средней ЕМА(t)

График момента MOM(t)

 

 

 

График индекса относительной силы RSI(t)

График скорости изменения цен ROC(t)

Стохастические линии %R, %K, %D

ЗАДАНИЕ 3

3.1. Банк выдал ссуду, размером 5 000 000 руб. Дата выдачи ссуды 08.01.02, возврата 22.03.02. День выдачи и день возврата считать за 1 день. Проценты рассчитываются по простой процентной ставке 55% годовых. Найти:

3.1.1) точные проценты с точным числом дней ссуды;

3.1.2) обыкновенные проценты с точным числом дней ссуды;

3.1.3) обыкновенные проценты с приближенным числом дней ссуды.

Решение

3.1.1) К = 365, t = 73, I = 5 000 000 х 0,55 х 73 / 365 = 550 000,00 руб.

3.1.2) К = 360, t = 73, I = 5 000 000 х 0,55 х 73 / 360 = 557 638,89 руб.

3.1.3) К = 360, t = 74, I = 5 000 000 х 0,55 х 74 / 360 = 565 277,78 руб.

3.2. Через 90 дней после подписания договора должник уплатил 5 000 000 руб. Кредит выдан под 55% годовых (проценты обыкновенные). Какова первоначальная сумма и дисконт?

Решение

P = S / (1 + ni) = 5 000 000 / (1 + 0,55 х 90 / 360) = 4 395 604,40 руб.

D = S – P = 5 000 000 – 3 395 604,40 = 604 395,60 руб.

3.3. Через 90 предприятие должно получить по векселю 5 000 000 руб. Банк приобрел этот вексель с дисконтом. Банк учел вексель по учетной ставке 55% годовых (год равен 360 дням). Определить полученную предприятием сумму и дисконт.

Решение

D = Snd = 5 000 000 x 0,55 х 90 / 360 = 687 500,00 руб.

P = S – D = 5 000 000 – 687 500,00= 4 312 500,00 руб.

3.4. В кредитном договоре на сумму 5 000 000 руб. и сроком на 5 лет, зафиксирована ставка сложных процентов, равная 55% годовых. Определить наращенную сумму.

Решение

S = P x (1+i)n = 5 000 000 х (1+0,55)5 = 44 733 048,44 руб.

3.5. Сумма размером 5 000 000 руб. представлена на 5 лет. Проценты сложные, ставка 55% годовых. Проценты начисляются 4 раза в году. Вычислить наращенную сумму.

Решение

N = 5 x 4 = 20

S = P x (1+j / m)N  = 5 000 000 х (1 + 0,55 / 4)20  = 65 765 497,67 руб.

3.6. Вычислить эффективную ставку процентов, если банк начисляет проценты 4 раза в год, исходя из номинальной ставки 55% годовых.

Решение

iэ = (1 + j / m)m - 1 = (1 + 0,55 / 4)4 – 1 = 0,6742, т.е. 67,42%.

3.7. Определить, какой должна быть номинальная ставка при начислении процентов 4 раза в году, чтобы обеспечить эффективную ставку 55% годовых.

Решение

j = m x [(1 + iэ)1/m - 1] = 4 x [(1 + 0,55)(1/4) – 1] = 0,46316, т.е. 46,316%.

3.8. Через 5 лет предприятию будет выплачена сумма 5 000 000 руб. Определить ее современную стоимость при условии, что применяется сложная процентная ставка 55% годовых.

Решение

 руб.

3.9. Через 5 лет по векселю должна быть выплачена сумма 5 000 000 руб. Банк учел вексель по учетной ставке 55% годовых. Определить дисконт.

Решение

P = S (1 – dсл)n = 5 000 000 x (1 – 0,55)5 = 92 264,06 руб.

D = S – P = 5 000 000 – 92 264,06 = 4907735,94 руб.

3.10. В течение 5 лет на расчетный счет в конце каждого года поступает по 5 000 000 руб., на которые 4 раза в году начисляются проценты по сложной годовой ставке 55%. Определить сумму на расчетном счете к концу указанного срока.

Решение

 руб.