5.3支付期間小於計息期間 此種年金之支付次數大於計息次數,亦是將其化為簡單年金之普通年金後求解。設在每一計息期間共支付m次,每一支付期末付1/m元,每一支付期間等於(1/m)個計息期,每期利率為i,由複利終值計算,一個計息期之年金終值以符號“ ”表之。
第一支付期末支付之 元,至計息期末,共經過(1-1/m)期,其終值為1/m(1+i) 1-1/m 元。 第二支付期末支付之1/m元,至計息期末,共經過(1-2/m)期,其終值為1/m(1+i) 1-2/m 元,依此類推。 第(m-1) 支付期末支付之1/m元,至計息期末,共經過(1/m)期,其終值為1/m(1+i) 1/m 元。
第m支付期末支付之1/m元,則終值仍為 元。 故
此種型態之年金現值與終值分別以符號 及 表之,即
與 之關係如下:
若每一計息期間支付m次,每一次支付期末付R元,計息數為n,則年金現值與終值分別為 (5-19) 註: m.R為每一計息期間年金總額。 (5-20) 註: m.R. 為每一計息期之年金額,再依簡單年金求解。
例 1 每月末支付7500元之年金,為期四年,j(2)=0.12,求年金現值與終值? 解一 : 依題意 支付期間<計息期間R=7500,m=6,n=8, i=0.12 / 2= 0.06 每一計息期間之年金額 所以 P=46,112.25479. = 286,347.59元 S=46,112.25479. = 456,394.56元
解二:代入公式(5-19) 得 年金現值 代入公式(5-20) 得 年金終值
欲求每一支付期末之R元,則依公式(5-19)或公式(5-20)反求之即可, 即 (5-21) 或 (5-22)
例2 某人以400,000元存入銀行,j(2)=0.12,擬於每月末由其兒子領R元,為期四年,求R? 解: 依題意 P=400,000,i=0.12/2,m= 6,n= 8 代入公式(5-21) 得
若已知S或P、R、i、m欲求年金之支付次數m.n,則須先求出n,依公式(5-21)(5-22)導出如下: 移項 故 (5-23)
又 移項 故 (5-24) 至於零星年金部份則可求出m.n後,依價值方程式為之即可。
例3 投資300,000元,擬每月末支領3,000元,零星年金於最末一次正常年金支付後一個月支領,若年利率=0.03,每年計息一次,求年金支付次數及零星年金部分? 解:依題意 P=300,000,R=3,000,i=0.03,m= 12 代入公式(5-23) 可得 計息次數
故年金支付次數=m.n=12*9.580725893=114.9687107,所以支付3,000元共計114次,零星年金x元在第115次支付。依價值方程式 若i末知時,吾人可依插補法求出支付年金期間的利率,再將此利率轉換成計息期間之利率,如同虛、實利率轉換般,實利率 。
例4 若每三個月末支付10,000元,每年計息一次,五年後可累積成250,000,則年率若即干?( , ) 若每三個月末支付10,000元,每年計息一次,五年後可累積成250,000,則年率若即干?( , ) 解:依題意 設i為每季利率,R=10,000,n= 5 × 4 = 20,S= 250,000 代入年終公式 10,000. 插補法 ( )
故年利率=
若已知S,P,R,m,亦可求每期利率i,依公式(5-21)(5-22)導得:
【另證】 由公式(5-19) 由公式(5-20)
上兩式相減並代入公式(5-16) 得 故 移項
例 5 每月末支付30,000元,期數未知,一年計息兩次,已知P=1,145,390.36元,S=1,825,578.24元,求年利率及年數? 解:依題意 支付次數>計息期數 R=30,000,m=6,P=1,145,390.36,S=1,825,578.24 代入公式(5-25) 得
上述為一般年金之普通年金,若為一般年金之期初年金,設每一支付期初支付 元,每一計息期間共支付m次,每一支付期間等於 個計息期,每期利率仍為i。
期初支付 元,即相當期末支付 元,再依前節方法求解即可,其年金終值以符號 表之,其年金現值以符號 表之,可得關係式如下: (5-25) (5-26)
又現值計算,如挪置第一期 元,則視同 期之期末,故須再補加 元;其終值計算,如期末虛設一期 元,則視同 期之期末,故須扣減一期 元,其關係式如下: (5-27) (5-28)
至於 與 之關係式依公式(5-17)(5-18)導得關係式如下: (5-29) 兩邊同乘 , (5-30)
至於 與 , 與 各別之關係式可由上式及公式(5-15)(5-16)導得如下:
故 P= m.R.
例 6 每月初支付7500元,為期五年,j(4) =0.16,求年金現值與終值? 解: 依題意 支付次數>計息次數 解: 依題意 支付次數>計息次數 R(初) =7,500, n=5*4=20, m=3, i=0.16/4=0.04 代入公式(5-33) 得
欲求每一支付期初之R元,則依公式(5-33)(5-34)反求之即可, 或
例 7 承例2,若某人擬改於每月初由其兒子領R元,餘條件不變,則R=? 解: 依題意 代入公式(5-35)
若已知S或P、R、i、m,欲求一般年金之期初年金之支付次數m.n,仍須先求出n,依公式(5-35)(5-36)仿公式(5-23)(5-24)導得計息數n :
例 8 承例3,投資300,000元,擬改為每月初支領3,000元,餘條件不變,求年金支付次數及零星年金部分? 解: 依題意P=300,000,R(初)=3,000,m=12,i=0.03 代入公式(5-37) 得
零星年金x元在第155期初支付,依價值方程式 若欲求利率,可將期初支付年金額乘以(1+i)1/m,視同期末支付之年金,再依插補法求解,先同前例4年利率之計算。
若已知S、P、m、R欲求i,亦可依公式(5-33) 得 由公式(5-34) 由公式(5-30)
例 9 每月初支付15,000元之年金,三個月複利一次,已知P=627,802元,S=1,375,591.5元,求年利率若干? 解:依題意 支付次數>計息次數 R(初)=15,000,m=3,P=627,802S=1,375,591.5 代入公式(5-39) 得
若為永續年金,支付次數無限多時,其終值仍無意義,期末付款之永續年金現值依公式(5-15)以 表之。
期初支付年金之永續年金現值依公式(5-33)以 表之。
例 10 若年利率12%年計息二次,依下述條件,求永續年金現值? (1)每月初支付2,000元。(2)每季末支付5,000元。 解: (1)依題意 i=0.12/2,m=6,R=2,000(初) 代入公式(5-41) 得
先考慮支付期間>計息期間,即年金支付次數少於計息次息次數之情況,符號kni同5 先考慮支付期間>計息期間,即年金支付次數少於計息次息次數之情況,符號kni同5.2之定義,設f為第一期末所支付的年金額,而d為以後每期增加之額度,支付次數為n/k,每一計息期間支付k次年金, 則第一期末支付f之現值為f(1+i)-k, 第二期末支付(f+d)之現值為(f+d)(1+i)-2k,…… 第n/k期末支付f+(n/k-1)d之現值為 ,所以此等差變額年金之現值( ) 為
年金終值則利用S=P(1+i)n求之即可。 註 : 讀者可自行比較公式(5-42)與(4-2)之差異。
例 1 某君於第一年末支付80,000元,逐年遞增2,000元,為期五年,j(2)=0.12,求年金現值若干? 解 :依題意 計息次數>支付次數
例 2承例1,若某君改於第一年初即支付80000 元,餘條件不變,求年金現值若干? 解: 依題意
例 3 承例1,若改變永續支付,則此等差變額永續年金之現值若干? 解:依題意 若為期初支付之永續年金,由公式(5-34)導,同理 得
例 4 承例2 ,若改為永續支付,則此等差變額永續年金之現值為若干? 解:依題意 註:驗證:期末支付之現值(例3)為778,165.29乘以(1.06)2等於期初支付之現值874,362.52。
若考慮支付期間<計息期間,即年金次數多於計息次數之情況,符號m,b,i同5.3之定義,設f為第一次計息期間擬付之總年金額,每次支付之年金額為 共計m次,d為每計息期間遞增之額度,即同一計息期間其年金額固定,下一個計息期間之年金額較前一個計息期間的年金額多 元,則此年金現值仿公式 及5.3之推導可得等差變額年金之現值。
例 5 某人於每三個月底存款5,000元,逐期遞增200元,為期五年,j(2)=0.12,求年金現值若干? 解:依題意 支付次數>計息次數
若此年金於期初支付,則依公式(5-31)及公式(5-46)即可得期初支付之等差變額年金之現值
例 6 承上例5,某人若改為每三個月初存款5000元,餘條件不變,則年金現值若干? 解:依題意
例 7 承例5,若某人每個月末存5,000元,逐期遞增200元,j(2)=0.12,永續存入,求此年金現值若干? 解: 依題意
例 8 承例6,若某人三個月初存款5000永續支存,逐期遞增200元,j(2)=0.12,求此等差變額永續年金之現值? 解: 依題意