Контрольная работа: Кредиты от коммерческого банка на жилищное строительство
Название: Кредиты от коммерческого банка на жилищное строительство Раздел: Рефераты по экономико-математическому моделированию Тип: контрольная работа | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Задание 1 Приведены поквартальные данные о кредитах от коммерческого банка на жилищное строительство (в условных единицах) за 4 года (всего 16 кварталов, первая строка соответствует первому кварталу первого года). Требуется: 1) Построить адаптивную мультипликативную модель Хольта-Уинтерса с учетом сезонного фактора, приняв параметры сглаживания a 1 =0,3; a 2 =0,6; a 3 =0,3. 2) Оценить точность построенной модели с использованием средней относительной ошибки аппроксимации. 3) Оценить адекватность построенной модели на основе исследования: - случайности остаточной компоненты по критерию пиков; - независимости уровней ряда остатков по d -критерию (критические значения d 1 = 1,10 и d 2 = 1,37) и по первому коэффициенту автокорреляции при критическом значении r 1 = 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) Отразить на графике фактические, расчетные и прогнозные данные. Таблица 1Поквартальные данные о кредитах от коммерческого банка на жилищное строительство (в условных единицах) за 4 года
Решение Будем считать, что зависимость между компонентами тренд-сезонный временный ряд мультипликативная. Мультипликативная модель Хольта-Уинтерса с линейным ростом имеет следующий вид: , (1) где k – период упреждения; Y р ( t ) — расчетное значение экономического показателя для t -гo периода; a ( t ) , b ( t ) и F ( t ) - коэффициенты модели; они адаптируются, уточняются по мере перехода от членов ряда с номером t -1 к t ; F ( t + k - L ) - значение коэффициента сезонности того периода, для которого рассчитывается экономический показатель; L - период сезонности (для квартальных данных L =4 , для месячных – L =12). Таким образом, если по формуле 1 рассчитывается значение экономического показателя, например за второй квартал, то F ( t + k - L ) как раз будет коэффициентом сезонности второго квартала предыдущего года. Уточнение (адаптация к новому значению параметра времени t ) коэффициентов модели производится с помощью формул: ; (2) ; (3) . (4) Параметры сглаживания a 1 , a 2 и a 3 подбирают путем перебора с таким расчетом, чтобы расчетные данные наилучшим образом соответствовали фактическим (т.е. чтобы обеспечить удовлетворительную адекватность и точность модели). Из формул 1 - 4 видно, что для расчета а (1) и b (1) необходимо оценить значения этих коэффициентов для предыдущего период времени (т.е. для t =1-1=0). Значения а (0) и b (0) имеют смысл этих же коэффициентов для четвертого квартала года, предшествующего первому году, для которого имеются данные в табл. 1. Для оценки начальных значений а (0) и b (0) применим линейную модель к первым 8 значениям Y ( t ) из табл. 1. Линейная модель имеет вид: . (5) Метод наименьших квадратов дает возможность определить коэффициенты линейного уравнения а (0) и b (0) по формулам 6 - 9: ; (6) ; (7) ; (8) . (9) Применяя линейную модель к первым 8 значениям ряда из таблицы 1 (т.е. к данным за первые 2 года), находим значения а (0) и b (0). Составим вспомогательную таблицу для определения параметров линейной модели: Таблица 2
Уравнение (5) с учетом полученных коэффициентов имеет вид: Yp ( t ) =31,714+0,869·t . Из этого уравнения находим расчетные значения Y р ( t ) и сопоставляем их с фактическими значениями (табл. 3). Такое сопоставление позволяет оценить приближенные значения коэффициентов сезонности I-IV кварталов F (-3) , F (-2) , F (-1) и F (0) для года, предшествующего первому году, по которому имеются данные в табл. 1. Эти значения необходимы для расчета коэффициентов сезонности первого года F (1), F (2), F (3), F (4) и других параметров модели Хольта-Уинтерса по формулам 1 - 4. Таблица 3Сопоставление фактических данных Y ( t ) и рассчитанных по линейной модели значений Yp ( t )
Коэффициент сезонности есть отношение фактического значения экономического показателя к значению, рассчитанному по линейной модели. Поэтому в качестве оценки коэффициента сезонности I квартала F (-3) может служить отношение фактических и расчетных значений Y ( t ) I квартала первого года, равное Y (1) /Y р (1) , и такое же отношение для I квартала второго года (т.е. за V квартал t =5) Y (5)/ Y р(5) . Для окончательной, более точной, оценки этого коэффициента сезонности можно использовать среднее арифметическое значение этих двух величин. F (-3) = [ Y (1) / Yp (1) + Y (5) / Yp (5) ] / 2=[ 28 / 32,583 + 31 / 36,060 ] / 2 = 0,8595. Аналогично находим оценки коэффициента сезонности для II, III и IV кварталов: F (-2) = [Y (2) / Yp (2) + Y (6) / Yp (6) ] / 2 = 1,0797; F (-1) = [Y (3) / Yp (3) + Y (7) / Yp (7) ] / 2 = 1,2746; F (0) = [Y (4) / Yp (4) + Y (8) / Yp (8) ] / 2 = 0,7858. Оценив значения а (0), b (0), а также F (-3), F (-2), F (-1) и F (0), можно перейти к построению адаптивной мультипликативной модели Хольта-Уинтерса с помощью формул 1 - 4. Из условия задачи имеем параметры сглаживания a 1 =0,3; a 2 =0,6; a 3 =0,3. Рассчитаем значения Yp (t ), a (t ), b (t ) и F (t ) для t =l. Из уравнения 1, полагая что t =0, k =1, находим Y р (1) : Из уравнений 2 - 4, полагая что t =1, находим: ; ; . Аналогично рассчитаем значения Yp ( t ), a ( t ), b ( t ) и F ( t ) для t =2: ; ; ; для t =3: ; ; ; для t =4: ; ; ; для t =5: Обратим внимание на то, что здесь и в дальнейшем используются коэффициенты сезонности F ( t - L ) , уточненные в предыдущем году (L =4): ; ; ; Продолжая аналогично для, t = 6,7,8,…,16 строят модель Хольта-Уинтерса (табл. 4). Максимальное значение t , для которого можно находить коэффициенты модели, равно количеству имеющихся данных по экономическому показателю Y ( t ) . В нашем примере данные приведены за 4 года, то есть за 16 кваралов. Максимальное значение t равно 16. Таблица 4Модель Хольта-Уинтерса
Проверка качества моделиДля того чтобы модель была качественной уровни, остаточного ряда E(t) (разности Y(t)-Yp(t) между фактическими и расчетными значениями экономического показателя) должны удовлетворять определенным условиям (точности и адекватности). Для проверки выполнения этих условий составим таблицу 5. Проверка точности моделиБудем 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%. Суммарное значение относительных погрешностей (см. гр. 8 табл. 4) составляет 21,25, что дает среднюю величину 21,25/16 = 1,33%. Следовательно, условие точности выполнено. Таблица 5Промежуточные расчеты для оценки адекватности модели
Проверка условия адекватностиДля 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 (гр. 2 табл. 5) проводим на основе критерия поворотных точек. Для этого каждый уровень ряда E ( t ) сравниваем с двумя соседними. Если он больше (либо меньше) обоих соседних уровней, то точка считается поворотной и в гр. 3 табл. 5 для этой строки ставится 1, в противном случае в гр. 3 ставится 0. В первой и последней строке гр. 3 табл. 5 ставится прочерк или иной знак, так как у этого уровня нет двух соседних уровней. Общее число поворотных точек в нашем примере равно р = 10. Рассчитаем значение q : . Функция int означает, что от полученного значения берется только целая часть. При N = 16 . Если количество поворотных точек р больше q , то условие случайности уровней выполнено. В нашем случае р = 10, q = 6, значит условие случайности уровней ряда остатков выполнено. Проверка независимости уровней ряда остатков (отсутствия автокорреляции) . Проверку проводим двумя методами: 1) по d -критерию Дарбина-Уотсона; 2) по первому коэффициенту автокорреляции r (1). 1) . Примечание . В случае если полученное значение больше 2, значит, имеет место отрицательная автокорреляция. В таком случае величину d уточняют, вычитая полученное значение из 4. Находим уточненное значение d `= 4-2,47=1,53 Полученное (или уточненное) значение d сравнивают с табличными значениями d 1 и d 2 . Для нашего случая d 1 =1,08, а d 2 =1,36. Если 0<d <d 1 , то уровни автокоррелированы, то есть, зависимы, модель неадекватна. Если d 1 <d <d 2 , то критерий Дарбина-Уотсона не дает ответа на вопрос о независимости уровней ряда остатков. В таком случае необходимо воспользоваться другими критериями (например, проверить независимость уровней по первому коэффициенту автокорреляции). Если d 2 <d <2 , то уровни ряда остатков являются независимыми. В нашем случае d 2 <d ` <2 , следовательно уровни ряда остатков являются независимыми. 2) Если модуль рассчитанного значения первого коэффициента автокорреляции меньше критического значения | r (1) | < r та6 , то уровни ряда остатков независимы. Для нашей задачи критический уровень r та6 = 0,32. Имеем: | r (1) | = 0,26 < r таб = 0,32 - значит уровни независимы. Проверка соответствия ряда остатков нормальному распределению определяем по RS -критерию . Рассчитаем значение RS : , где Е max - максимальное значение уровней ряда остатков E ( t ) ; Emin - минимальное значение уровней ряда остатков E ( t ) (гр. 2 табл. 5): S - среднее квадратическое отклонение. Е max =2,12, Emin =-0,97, Е max -Emin = 2,12 - (-0,97) = 3,09; Полученное значение RS сравнивают с табличными значениями, которые зависят от количества точек N и уровня значимости. Для N =16 и 5%-го уровня значимости значение RS для нормального распределения должно находиться в интервале от 3,00 до 4,21. Так как 3,00 < 4,02 < 4,21, полученное значение RS попало в заданный интервал. Значит, уровни ряда остатков подчиняются нормальному распределению. Расчет прогнозных значений экономического показателяСоставим 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 a ( t ) , b ( t ) определяется количеством исходных данных и равно 16. Рассчитав значения а (16) и b (16) (см. табл. 4), по формуле 1 можно определить прогнозные значения экономического показателя Yp ( t ) . Для t =17 имеем: Аналогично находим Yp (18), Yp (19), Yp (20): Ha нижеприведенном рисунке проводится сопоставление фактических и расчетных данных. Здесь же показаны прогнозные значения цены акции на 1 год вперед. Из рисунка видно, что расчетные данные хорошо согласуются с фактическими, что говорит об удовлетворительном качестве прогноза. Рис. Сопоставление расчетных и фактических данных Задание 2Даны цены (открытия, максимальная, минимальная и закрытия) за 10 дней. Интервал сглаживания принять равным пяти дням. Рассчитать: - экспоненциальную скользящую среднюю; - момент; - скорость изменения цен; - индекс относительной силы; - %R , %К и %D . Расчеты проводить для дней, для которых эти расчеты можно выполнить на основании имеющихся данных. Таблица 6
Решение. Экспоненциальная скользящая средняя (ЕМА). При расчете ЕМА учитываются все цены предшествующего периода, а не только того отрезка, который соответствует интервалу сглаживания. Однако последним значениям цены придается большее значение, чем предшествующим. Расчеты проводятся по формуле: , где k =2/(n +1), n – интервал сглаживания; Ct – цена закрытия t -го дня; ЕМА t – значения ЕМА текущего дня t . Составим таблицу рассчитанных значений ЕМА : Таблица 7
Приведем алгоритм расчета. 1. Выбрать интервал сглаживания n (в нашем случае n = 5). 2. Вычислить коэффициент k (k = 2/(n + 1) = 2/(5 + 1) = 1/3). 3. Вычислить МА для первых 5 дней. Для этого сложим цены закрытия за первые 5 дней. Сумму разделим на 5 и запишем в графу ЕМАt за 5-ый день. 4. Перейти на одну строку вниз по графе ЕМАt . Умножить на k данные по конечной цене текущей строки. 5. Данные по ЕМАt за предыдущий день взять из предыдущей строки и умножить на (1- k ). 6. Сложить результаты, полученные на предыдущих двух шагах. Полученное значение ЕМАt записать в графу текущей строки. 7. Повторить шаги 4, 5 и 6 до конца таблицы. Построим график ЕМАt . Момент (МОМ). Момент рассчитывается как разница конечной цены текущего дня Ct и цены n дней тому назад Ct - n . , где Ct – цена закрытия t -го дня; МОМ t – значения МОМ текущего дня t . Составим таблицу рассчитанных значений МОМ : Таблица 8
Построим график МОМ t . Положительные значения МОМ свидетельствуют об относительном росте цен, отрицательные – о снижении. Движение графика момента вверх из зоны отрицательных значений является слабым сигналом покупки до пересечения с нулевой линией. График момента пересекает нулевую линию в районе 7-8-го дня, а затем снова снижатся. Скорость изменения цен . Похожий индикатор, показывающий скорость изменения цен (ROC ), рассчитывается как отношение конечной цены текущего дня к цене n дней тому назад, выраженное в процентах. , где Ct – цена закрытия t -го дня; R О Ct – значения R О C текущего дня t . Составим таблицу рассчитанных значений R О C : Таблица 9
Построим график R О Ct . ROC является отражением скорости изменения цены, а также указывает направление этого изменения. Графическое отображение и правила работы ничем не отличаются от момента. В качестве нулевой линии используется уровень 100%. Этот индикатор также показал сигнал к покупке в районе 7-8-го дня. Индекс относительной силы ( RSI ). Наиболее значимым осциллятором, расчет которого предусмотрен во всех компьютерных программах технического анализа, является индекс относительной силы. Для расчета применяют формулу: , где AU – сумма приростов конечных цен за n последних дней; AD – сумма убыли конечных цен за n последних дней. Рассчитывается RSI следующим образом (таблица 10). 1. Выбираем интервал n (в нашем случае n =5). 2. Начиная со 2-го дня до конца таблицы, выполняем следующую процедуру. Вычитаем из конечной цены текущего дня конечную цену предыдущего дня. Если разность больше нуля, то ее записываем в графу «Повышение цены». Иначе абсолютное значение разности записываем в графу «Понижение цены». 3. С 6-го дня и до конца таблицы заполняем графы «Суммы повышений» и «Суммы понижений». Для этого складывают значения из графы «Повышение цены» за последние 5 дней (включая текущий) и полученную сумму записываем в графу «Суммы повышений» (величина AU в формуле). Аналогично находят сумму убыли конечных цен по данным графы «Понижение цены» и записываем в графу «Суммы понижений» (величина AD в формуле). 4. Зная AU и AD, по формуле рассчитываем значение RSI и записываем в графу RSI. Таблица 10
Построим график RSI . Зоны перепроданности располагаются обычно ниже 25-20, а перекупленности – выше 75-80%. Как видно из рисунка, индекс относительной силы вышел из зоны, ограниченной линией 25%, на 7-8 день (сигнал к покупке). Стохастические линии. Если МОМ, ROC и RSI используют только цены закрытия, то стохастические линии строятся с использованием более полной информации. При их расчете используются также максимальные и минимальные цены. Как правило, применяются следующие стохастические линии: % R , %К и % D . , где %К t – значение индекса текущего дня t ; Ct – цена закрытия t -го дня; L 5 и H 5 – минимальная и максимальная цены за 5 предшествующих дней, включая текущий (в качестве интервала может быть выбрано и другое число дней). Похожая формула используется для расчета % R : , где % Rt – значение индекса текущего дня t ; Ct – цена закрытия t -го дня; L 5 и H 5 – минимальная и максимальная цены за 5 предшествующих дней, включая текущий. Индекс % D рассчитывается аналогично индексу %К , с той лишь разницей, что при его построении величины (Ct - L 5 ) и (H 5 - L 5 ) сглаживают, беря их трехдневную сумму. Ввиду того что %D имеет большой статистический разброс, строят еще ее трехдневную скользящую среднюю – медленное %D. Составим таблицу 11 для нахождения всех стохастических линий. 1. В графах 1-4 приведены дни по порядку и соответствующие им цены (максимальная, минимальная и конечная). 2. Начиная с 5-го дня в графах 5 и 6 записываем максимальную и минимальную цены за предшествующие 5 дней, включая текущий. 3. В графе 7 записываем (Ct - L 5 ) – разность между данными графы 4 и графы 6. 4. Графу 8 составляют значения разности между данными графы 5 и графы 4, т.е. результат разности (H 5 - Ct ). 5. Размах цен за 5 дней (H 5 - L 5 ) – разность между данными графы 5 и графы 6 записываем в графу 9. 6. Рассчитанные по формуле значения %K заносим в графу 10. 7. В графу 11 заносим значения %R, рассчитанные по формуле. 8. Шаги 2-7 повторяем для 6-й, 7-й строки и т.д. до конца таблицы. 9. Для расчета %D, начиная с 7-й строки, складываем значения Ct - L 5 из графы 7 за 3 предыдущих дня, включая текущий (t=5, 6 и 7), и записываем в графе 12. Аналогично значения размаха (H 5 - L 5 ) из графы 9 складываем за 3 предшествующих дня и заносим в графу 13. 10. По формуле, используя данные граф 12 и 13, рассчитываем %D и записываем в графу 14. 11. Шаги 9 и 10 повторяем для 8-й, 9-й и 10-й строк. 12. Медленное %D находим как скользящую среднюю от %D (данные берем из графы 14) с интервалом сглаживания, равным трем. Результат записываем в графу 15. Таблица 11
Построим стохастические линии: Смысл индексов %К и %R состоит в том, что при росте цен цена закрытия бывает ближе к максимальной, а при падении цен наоборот – ближе к минимальной. Индексы %R и %К проверяют, куда больше тяготеет цена закрытия. Задание 33.1. Банк выдал ссуду, размером 500 000 руб. Дата выдачи ссуды – 21.01.02, возврата – 11.03.02. Дата выдачи и день возврата считать за один день. Проценты рассчитываются по простой процентной ставке 10% 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 Используем формулы ; : 3.1.1) , , руб. 3.1.2) , , руб. 3.1.3) , , руб. 3.2. Через 180 дней после подписания договора должник уплатит 500 000 руб. Кредит выдан под 10% годовых (проценты обыкновенные). Какова первоначальная сумма и дисконт? Решение Используем формулу: руб. Дробь в правой части равенства при величине S называется дисконтным множителем . Этот множитель показывает, какую долю составляет первоначальная сумма ссуды в окончательной величине долга. Дисконт суммы S равен руб. 3.3. Через 180 дней предприятие должно получить по векселю 500 000 руб. Банк приобрел этот вексель с дисконтом. Банк учел вексель по учетной ставке 10% годовых (год равен 360 дням). Определить полученную предприятием сумму и дисконт. Решение Используем формулы , . руб. руб. 3.4. В кредитном договоре на сумму 500 000 руб. и сроком на 4 года зафиксирована ставка сложных процентов, равная 10% годовых. Определите наращенную сумму. Решение Воспользуемся формулой наращения для сложных процентов: руб. 3.5. Ссуда, размером 500 000 руб. предоставлена на 4 года. Проценты сложные, ставка – 10% годовых. Проценты начисляются 2 раза в год. Вычислить наращенную сумму. Решение Начисление процентов два раза в год, т.е. m=2. Всего имеется N = 4·2 =8 периодов начислений. По формуле начислений процентов по номинальной ставке: находим: руб. 3.6. Вычислить эффективную ставку процента, если банк начисляет проценты 2 раза в год, исходя из номинальной ставки 10% годовых. Решение По формуле находим: , т.е. 10,25%. 3.7. Определить какой должна быть номинальная ставка при начислении процентов 2 раза в год, чтобы обеспечить эффективную ставку 10% годовых. Решение По формуле находим: , т.е. 9,76% 3.8. Через 4 года предприятию будет выплачена сумма 500 000 руб. Определить ее современную стоимость при условии, что применяется сложная процентная ставка 10% годовых. Решение По формуле находим: руб. 3.9. Через 4 года по векселю должна быть выплачена сумма 500 000 руб. Банк учел вексель по сложной учетной ставке 10% годовых. Определить дисконт. Решение Дисконтирование по сложной учетной ставке осуществляется по формуле: руб. Дисконт суммы S равен: руб. 3.10. В течение 4 лет на расчетный счет в конце каждого года поступает по 500 000 руб., на которые 2 раза в год начисляются проценты по сложной годовой ставке 10%. Определить сумму на расчетном счете к концу указанного срока. Решение По формуле находим: руб. |