保险精算学课件.ppt

1、保险精算学,教材,参考资料Kellison,S.G.，Theory of Interest，2nd Edition,SOA，1991.Bowers,N.L，Actuarial Mathematics，2nd Edition，SOA，1997.指定教材王晓军等，保险精算学，中国人民大学出版社，1995。,课程结构,基础利息理论基础 生命表基础核心保费计算 责任准备金计算多重损失模型保单的现金价值与红利拓展特殊年金与保险寿险定价与负债评估偿付能力与监管,第一章,利息理论基础,利息理论要点,利息的度量利息问题求解的原则年金收益率分期偿还表与偿债基金,第一节,利息的度量,第一节汉英名词对照,积累值现实

2、值实质利率单利复利名义利率贴现率利息效力,Accumulated valuePresent valueEffective annual rateSimple interestCompound interestNominal interestDiscount rateForce of interest,一、利息的定义,定义：利息产生在资金的所有者和使用者不统一的场合，它的实质是资金的使用者付给资金所有者的租金，用以补偿所有者在资金租借期内不能支配该笔资金而蒙受的损失。影响利息大小的三要素：本金利率时期长度,二、利息的度量,积累函数金额函数贴现函数第N期利息,0,t,1-K-1,利息度量一计息时刻

3、不同,期末计息利率第N期实质利率期初计息贴现率第N期实质贴现率,例1.1 实质利率/贴现率,某人存1000元进入银行，第1年末存款余额为1020元，第2年存款余额为1050元，求 分别等于多少？,例1.1答案,利息度量二积累方式不同,线形积累单利单贴现,指数积累复利复贴现,单复利计息之间的相关关系,单利的实质利率逐期递减，复利的实质利率保持恒定。单贴现的实质利率逐期递增，复贴现的实质利率保持恒定。时，相同单复利场合，单利计息比复利计息产生更大的积累值。所以短期业务一般单利计息。时，相同单复利场合，复利计息比单利计息产生更大的积累值。所以长期业务一般复利计息。,例1.2,某人存5000元进入银行

4、，若银行分别以2%的单利计息、复利计息、单贴现计息、复贴现计息，问此人第5年末分别能得到多少积累值？,例1.2答案,利息的度量三利息转换频率不同,实质利率：以一年为一个利息转换期，该利率记为实质利率，记为。名义利率：在一年里有m个利息转换期，假如每一期的利率为j，记 为 这一年的名义利率，。利息力：假如连续计息，那么在任意时刻t的瞬间利率叫作利息力，记为。实质贴现率和名义贴现率的定义与实质利率、名义利率类似。,实质利率与实质贴现率,名义利率,名义利率,1,1,名义贴现率,名义贴现率,1,1,例1.3,1、确定500元以季度转换8%年利率投资5年的积累值。2、如以6%年利，按半年为期预付及转换，

5、到第6年末支付1000元，求其现时值。3、确定季度转换的名义利率，使其等于月度转换6%名义贴现率。,例1.3答案,1、2、3、,利息效力,定义：瞬间时刻利率强度,等价公式,一般公式恒定利息效力场合,例1.4,确定1000元按如下利息效力投资10年的积累值1、2、,例1.4答案,三、变利息,什么是变利息？常见的变利息情况连续变化场合：函数利息力离散变化场合：,例1.5,1、如果，试确定1在n年末的积累值。2、如果实质利率在头5年为5%，随之5年为4.5%，最后5年为4%，试确定1000元在15年末的积累值。3、假定一笔资金头3年以半年度转换年利率6%计息，随之2年以季度转换8%的年贴现率计息，若

6、5年后积累值为1000元，问这笔资金初始投资额应该为多少？,例1.5答案,第二节,利息问题求解原则,一、利息问题求解四要素,原始投资本金投资时期长度利率及计息方式期初/期末计息：利率/贴现率积累方式：单利计息、复利计息利息转换时期：实质利率、名义利率、利息效力本金在投资期末的积累值,二、利息问题求解原则,本质：任何一个有关利息问题的求解本质都是对四要素知三求一的问题工具：现金流图方法：建立现金流分析方程（求值方程）原则：在任意时间参照点，求值方程等号两边现时值相等。,0,现金流时间坐标,例1.6：求本金,某人为了能在第7年末得到1万元款项，他愿意在第一年末付出1千元，第3年末付出4千元，第8年

7、末付出X元，如果以6%的年利率复利计息，问X=？,例1.6答案,以第7年末为时间参照点，有以第8年末为时间参照点，有以其他时刻为时间参照点（同学们自己练习）,例1.7：求利率,（1）某人现在投资4000元，3年后积累到5700元，问季度计息的名义利率等于多少？（2）某人现在投资3000元，2年后再投资6000元，这两笔钱在4年末积累到15000元，问实质利率=？,例1.7答案,（1）（2）,例1.8：求时间,假定 分别为12%、6%、2%，问在这三种不同的利率场合复利计息，本金翻倍分别需要几年？,例1.8精确答案,例1.9近似答案rule of 72,例1.10：求积累值,某人现在投资1000

8、元，第3年末再投资2000元，第5年末再投资2000元。其中前4年以半年度转换名义利率5%复利计息，后三年以恒定利息力3%计息，问到第7年末此人可获得多少积累值？,例1.10答案,第三节,年金,第三节汉英名词对照,年金支付期延付年金初付年金永久年金变额年金递增年金递减年金,AnnuityPayment periodAnnuity-immediateAnnuity-dueperpetuityVarying annuityIncreasing annuityDecreasing annuity,一、年金的定义与分类,定义按一定的时间间隔支付的一系列付款称为年金。原始含义是限于一年支付一次的付款，现

9、已推广到任意间隔长度的系列付款。分类基本年金等时间间隔付款付款频率与利息转换频率一致每次付款金额恒定一般年金不满足基本年金三个约束条件的年金即为一般年金,二、基本年金,基本年金等时间间隔付款付款频率与利息转换频率一致每次付款金额恒定分类付款时刻不同：初付年金/延付年金付款期限不同：有限年金/永久年金,基本年金图示,0 1 2 3-n n+1 n+2-,1 1 1-1 0 0-,1 1 1-1 0 0 0-,1 1-1 1 1-,1 1 1-1 1 1-,延付永久年金,初付永久年金,延付年金,初付年金,基本年金公式推导,例1.11,一项年金在20年内每半年末付500元，设利率为每半年转换9%，求

10、此项年金的现时值。,例1.12,某人以月度转换名义利率5.58%从银行贷款30万元，计划在15年里每月末等额偿还。问：（1）他每月等额还款额等于多少？（2）假如他想在第五年末提前还完贷款，问除了该月等额还款额之外他还需一次性付给银行多少钱？,例1.12答案,（1）（2）,例1.13,假定现在起立即开始每6个月付款200直到满4年，随后再每6个月付款100直到从现在起满10年，若 求这些付款的现时值。,例1.13答案,方法一：方法二：,例1.14,有一企业想在一学校设立一永久奖学金，假如每年发出5万元奖金，问在年实质利率为20%的情况下，该奖学金基金的本金至少为多少？,例1.15永久年金,A留下

11、一笔100000元的遗产。这笔财产头10年的利息付给受益人B，第2个10年的利息付给受益人C，此后的利息都付给慈善机构D。若此项财产的年实质利率为7%，试确定B，C，D在此笔财产中各占多少份额？,例1.15答案,基本年金公式总结,未知时间问题,年金问题四要素年金、利率、支付时期（次数）、积累值（现时值）关注最后一次付款问题在最后一次正规付款之后，下一个付款期做一次较小付款（drop payment）在最后一次正规付款的同时做一次附加付款（balloon payment）,例1.16,有一笔1000元的投资用于每年年底付100元，时间尽可能长。如果这笔基金的年实质利率为5%，试确定可以作多少次正

12、规付款以及确定较小付款的金额，其中假定较小付款是：（1）在最后一次正规付款的日期支付。（2）在最后一次正规付款以后一年支付（3）按精算公式，在最后一次付款后的一年中间支付。（精算时刻）,例1.16答案,变利率年金问题,类型一：时期利率(第K个时期利率为),变利率年金问题,类型二：付款利率（第K次付款的年金始终以利率 计息）,例1.17:,某人每年年初存进银行1000元,前4年的年利率为6%,后6年由于通货膨胀率,年利率升到10%,计算第10年年末时存款的积累值.,例1.17答案,例1.18:,某人每年年初存进银行1000元,前4次存款的年利率为6%,后6次付款的年利率升到10%,计算第10年年

13、末时存款的积累值.,例1.18答案,三、一般年金,一般年金利率在支付期发生变化付款频率与利息转换频率不一致每次付款金额不恒定分类支付频率不同于计息频率的年金支付频率小于计息频率的年金支付频率大于计息频率的年金变额年金,支付频率不同于计息频率年金,分类支付频率小于利息转换频率支付频率大于利息转换频率方法通过名义利率转换，求出与支付频率相同的实际利率。年金的代数分析,支付频率小于计息频率年金,0,k,2k,nk,计息,支付,1,1,1,例1.19:,某人每年年初在银行存款2000元,假如每季度计息一次的年名义利率为12%,计算5年后该储户的存款积累值.,例1.19答案,方法一:利率转换法方法二:年

14、金转换法,例1.20：永久年金,有一永久年金每隔k年末付款1元，问在年实质利率为i的情况下，该永久年金的现时值。,支付频率大于利息转换频率,支付频率大于,0,第m次每次支付,第2m次每次支付,第nm次每次支付,计息,支付,1,2,n,年金分析方法,方法一：利率转换法,年金转换法,例1.21,某购房贷款8万元,每月初还款一次,分10年还清,每次等额偿还,贷款年利率为10.98%,计算每次还款额.,例1.21答案,方法一:方法二:,例1.22：永久年金,一笔年金为每6个月付1元，一直不断付下去，且第一笔付款为立即支付，问欲使该年金的现时值为10元，问年度实质利率应为多少？,例1.22答案,年金关系

15、,一般年金代数公式,连续年金,定义:付款频率无穷大的年金叫连续年金.公式:,恒定利息效力场合,例1.23,确定利息效力使,变额年金,等差年金递增年金递减年金等比年金,等差年金,一般形式现时值积累值,0,1,2,n,P,P+Q,P+(n-1)Q,特殊等差年金,例1.24,从首次付款1开始,以后每次付款递增1,只增加到M,然后保持付款额不变的N年期期末付年金,可以表示成 计算,例1.24答案,例1.25,有一项延付年金，其付款额从1开始每年增加1直至n，然后每年减少1直至1，试求其现时值。,例1.25答案,等比年金,0,1,2,n,1,1+k,例1.26:,某期末付永久年金首付款额为5000元,以

16、后每期付款额是前一期的1.05倍,当利率为0.08时,计算该永久年金的现时值.,例1.26答案,第四节,收益率,第四节中英文单词对照,贴现资金流收益率再投资率时间加权利率币值加权利率,Discounted cash flowyield rateReinvestment rateTime-weighted rates of interestDollar-weighted rates of interest,贴现资金流分析,例1.27：现金流动表按利率 投资返回的净现时值,不同利率水平下的净现时值,收益率的概念,使得投资返回净现时值等于零时的利率称为收益率。也称为“内返回率”用线形插值法求得上例中

17、收益率为22.65%收益率投资方希望收益率越高越好，借贷方希望收益率越低越好。,收益率的唯一性,例1.28：某人立即付款100元，并在第2年末付132元，以换回第1年末返回230元，求这笔业务的收益率。解答：,收益率的唯一性,由于收益率是高次方程的解，所以它的值很可能不是唯一的。Descartes符号定理收益率的最大重数小于等于资金流的符号改变次数。收益率唯一性的判定定理二整个投资期间未动用投资余额始终为正。,未动用投资余额,收益率唯一性判别（D氏符号判别）,例1.27,例1.28,再投资率,本金的再投资问题例1.29：有两个投资方案可供我们选择A方案：实质利率为10%，为期5年B方案：实质利

18、率为8%，为期10年我们应该选择哪项投资？,例1.29 资金积累过程,例1.29答案,如果A五年后的再投资率6.036%,选择A。否则选择B。,利息的再投资问题（一）,例1.30:某人一次性投资10万元进基金A。该基金每年年末按7%的年实质利率返还利息，假如利息可按5%实质利率再投资，问10年后这10万元的积累金额等于多少？,0,1,2,10,例1.30的积累过程,-,利息再投资帐户,基金帐户,例1.31答案,利息的再投资问题（二）,例1.32（例1.31续）假如此人在10年期内每年年初都投资1万元进基金A，本金按7%年实质利率计息，而利息可按5%实质利率再投资，那么第10年末该这10万本金的

19、积累金额又等于多少？,0,1,2,10,例1.32的积累过程,-,基金帐户,利息再投资帐户,基金收益率计算,基本符号A=初始资金B=期末资金I=投资期内利息Ct=t时期的净投入（可正可负）C=在b时刻投资1元，经过a时期的积累，产生的利息,币值加权方法,时间加权方法,原理,基本公式,例1.32,某投资基金1月1日，投资100000元5月1日，该笔资金额增加到112000元,并再投资30000元11月1日，该笔资金额降低为125000元，并抽回投资42000元。次年1月1日，该资金总额为100000元。请分别用币值加权的方法和时间加权的方法计算这一年该投资基金的年收益率。,例1.32答案,币值加

20、权和时间加权的比较,都是计算单位时期投资收益率的方法币值加权方法重点考察的是整个初始本金经过一个单位时期综合投资之后的实际受益率。时间加权方法得到的是在这种市场条件下能达到的理论收益率。它可以作为考察投资正确与否的某个指标。,第五节,分期支付与偿债基金,第五节中英文单词对照,分期偿还方法分期偿还表偿债基金偿债基金表,Amortization methodAmortization scheduleSinking fundSinking fund schedule,债务偿还方式,分期偿还：借款人在贷款期内，按一定的时间间隔，分期偿还贷款的本金和利息。偿债基金：借款人每期向贷款人支付贷款利息，并且按

21、期另存一笔款项，建立一个基金，在贷款期满时这一基金恰好等于贷款本金，一次偿付给贷款者。,分期偿还,常见分期偿还类型等额分期偿还不等额分期偿还递增分期偿还递减分期偿还,分期偿还五要素时期 每次还款额 每次偿还利息每次偿还本金未偿还贷款余额,分期偿还表（等额贷款为例）,例1.33,某借款人每月末还款一次，每次等额还款3171.52元，共分15年还清贷款。每年计息12次的年名义利率为5.04%。计算（1）第12次还款中本金部分和利息部分各为多少？（2）若此人在第18次还款后一次性偿还剩余贷款，问他需要一次性偿还多少钱？前18次共偿还了多少利息？,例1.33答案,偿债基金,常见偿债基金类型等额偿债基金

22、不等额偿债基金,偿债基金六要素时期 每期偿还利息每次存入偿债基金金额每期偿债基金所得利息偿债基金积累额未偿还贷款余额,偿债基金表（贷款利率i，偿债基金利率j，贷款1元）,偿债基金利息本金分析,对偿债基金而言，第次付款的实际支付利息为：第次付款的实际偿还本金为：,例1.34,A曾借款1万元,实质利率为10%.A积累一笔实质利率为8%的偿债基金一偿还这笔贷款.在第10年末偿债基金余额为5000元,在第11年末A支付总额为1500元,问1500中又多少是当前支付给贷款的利息?1500中有多少进入偿债基金?1500中又多少应被认为是利息?1500中有多少应被视为本金?第11年末的偿债基金余额为多少?,

23、例1.34答案,例1.35,(1)一位借款人向贷款人借L元贷款,在10年内以每年年末付款来偿还这一实质利率为5%的贷款,其付款方式为:第一年付款200元,第二年付190元,如此递减至第10年末付110元.求贷款金额L.(2)假如该借款人贷款年限与付款方式与(1)相同,但采用偿债基金形式还清贷款.在还款期内该借款人向贷款人每年支付实质利率为6%的利息,并以实质利率为5%的偿债基金以偿还贷款金额,求贷款金额L.,例1.35答案,第二章,生命表函数与生命表构造,本章重点,生命表函数生存函数剩余寿命死亡效力生命表的构造有关寿命分布的参数模型生命表的起源生命表的构造选择与终极生命表有关分数年龄的三种假定

24、,本章中英文单词对照,死亡年龄生命表剩余寿命整数剩余寿命死亡效力极限年龄选择与终极生命表,Age-at-deathLife tableTime-until-deathCurtate-future-lifetimeForce of mortalityLimiting ateSelect-and-ultimate tables,第一节,生命表函数,生存函数,定义意义：新生儿能活到 岁的概率。与分布函数的关系：与密度函数的关系：新生儿将在x岁至z岁之间死亡的概率：,剩余寿命,定义：已经活到x岁的人（简记(x)），还能继续存活的时间，称为剩余寿命，记作T(x)。分布函数：,剩余寿命,剩余寿命的生存函数

25、：特别：,剩余寿命,：x岁的人至少能活到x+1岁的概率：x岁的人将在1年内去世的概率：X岁的人将在x+t岁至x+t+u岁之间去世的概率,整值剩余寿命,定义：未来存活的完整年数，简记概率函数,剩余寿命的期望与方差,期望剩余寿命：剩余寿命的期望值(均值),简记剩余寿命的方差,整值剩余寿命的期望与方差,期望整值剩余寿命：整值剩余寿命的期望值(均值),简记整值剩余寿命的方差,死亡效力,定义：的瞬时死亡率，简记死亡效力与生存函数的关系,死亡效力,死亡效力与密度函数的关系死亡效力表示剩余寿命的密度函数,第二节,生命表的构造,有关寿命分布的参数模型,De Moivre模型(1729)Gompertze模型(

26、1825),有关寿命分布的参数模型,Makeham模型(1860)Weibull模型(1939),参数模型的问题,至今为止找不到非常合适的寿命分布拟合模型。这四个常用模型的拟合效果不令人满意。使用这些参数模型推测未来的寿命状况会产生很大的误差寿险中通常不使用参数模型拟合寿命分布，而是使用非参数方法确定的生命表拟合人类寿命的分布。在非寿险领域，常用参数模型拟合物体寿命的分布。,生命表起源,生命表的定义根据已往一定时期内各种年龄的死亡统计资料编制成的由每个年龄死亡率所组成的汇总表.生命表的发展历史1662年,Jone Graunt,根据伦敦瘟疫时期的洗礼和死亡名单,写过生命表的自然和政治观察。这是

27、生命表的最早起源。1693年，Edmund Halley,根据Breslau城出生与下葬统计表对人类死亡程度的估计，在文中第一次使用了生命表的形式给出了人类死亡年龄的分布。人们因而把Halley称为生命表的创始人。生命表的特点构造原理简单、数据准确（大样本场合）、不依赖总体分布假定（非参数方法）,生命表的构造,原理在大数定理的基础上，用观察数据计算各年龄人群的生存概率。（用频数估计频率）常用符号新生生命组个体数：年龄：极限年龄：,生命表的构造,个新生生命能生存到年龄X的期望个数：个新生生命中在年龄x与x+n之间死亡的期望个数：特别：n=1时，记作,生命表的构造,个新生生命在年龄x至x+t区间共

28、存活年数：个新生生命中能活到年龄x的个体的剩余寿命总数：,生命表实例（美国全体人口生命表）,例2.1：,已知 计算下面各值：（1）（2）20岁的人在5055岁死亡的概率。（3）该人群平均寿命。,例2.1答案,选择-终极生命表,选择-终极生命表构造的原因需要构造选择生命表的原因：刚刚接受体检的新成员的健康状况会优于很早以前接受体检的老成员。需要构造终极生命表的原因：选择效力会随时间而逐渐消失选择-终极生命表的使用,选择-终极表实例,第三节,有关分数年龄的假设,有关分数年龄的假设,使用背景:生命表提供了整数年龄上的寿命分布,但有时我们需要分数年龄上的生存状况,于是我们通常依靠相邻两个整数生存数据,

29、选择某种分数年龄的生存分布假定，估计分数年龄的生存状况基本原理:插值法常用方法均匀分布假定(线性插值)常数死亡力假定(几何插值)Balducci假定(调和插值),三种假定,均匀分布假定(线性插值)常数死亡力假定(几何插值)Balducci假定(调和插值),三种假定下的生命表函数,例2.2：,已知 分别在三种分数年龄假定下，计算下面各值：,例2.2答案,例2.2答案,例2.2答案,第三章,人寿保险趸缴纯保费的厘定,本章结构,人寿保险趸缴纯保费厘定原理死亡即刻赔付保险趸缴纯保费的厘定死亡年末赔付保险趸缴纯保费的厘定递归方程计算基数,第三章中英文单词对照一,趸缴纯保费精算现时值死亡即刻赔付保险死亡年

30、末给付保险定额受益保险,Net single premiumActuarial present valueInsurances payable at the moment of death Insurances payable at the end of the year of deathLevel benefit insurance,第三章中英文单词对照二,定期人寿保险终身人寿保险两全保险生存保险延期保险变额受益保险,Term life insuranceWhole life insuranceEndowment insurancePure endowment insuranceDeferr

31、ed insuranceVarying benefit insurance,第一节,人寿保险趸缴纯保费厘定的原理,人寿保险简介,什么是人寿保险狭义的人寿保险是以被保险人在保障期是否死亡作为保险标的的一种保险。广义的人寿保险是以被保险人的寿命作为保险标的的一种保险。它包括以保障期内被保险人死亡为标的的狭义寿险，也包括以保障期内被保险人生存为标底的生存保险和两全保险。,人寿保险的分类,受益金额是否恒定定额受益保险 变额受益保险保单签约日和保障期期始日是否同时进行非延期保险延期保险,保障标的的不同人寿保险（狭义）生存保险两全保险 保障期是否有限 定期寿险 终身寿险,人寿保险的性质,保障的长期性这使得

32、从投保到赔付期间的投资受益（利息）成为不容忽视的因素。保险赔付金额和赔付时间的不确定性人寿保险的赔付金额和赔付时间依赖于被保险人的生命状况。被保险人的死亡时间是一个随机变量。这就意味着保险公司的赔付额也是一个随机变量，它依赖于被保险人剩余寿命分布。被保障人群的大数性这就意味着，保险公司可以依靠概率统计的原理计算出平均赔付并可预测将来的风险。,趸缴纯保费的厘定,假定条件:假定一：同性别、同年龄、同时参保的被保险人的剩余寿命是独立同分布的。假定二：被保险人的剩余寿命分布可以用经验生命表进行拟合。假定三：保险公司可以预测将来的投资受益（即预定利率）。,纯保费厘定原理,原则保费净均衡原则解释所谓净均衡

33、原则，即保费收入的期望现时值正好等于将来的保险赔付金的期望现时值。它的实质是在统计意义上的收支平衡。是在大数场合下，收费期望现时值等于支出期望现时值,基本符号,投保年龄 的人。人的极限年龄 保险金给付函数。贴现函数。保险给付金在保单生效时的现时值,趸缴纯保费的厘定,趸缴纯保费的定义在保单生效日一次性支付将来保险赔付金的期望现时值 趸缴纯保费的厘定按照净均衡原则，趸缴纯保费就等于,第二节,死亡即刻赔付趸缴纯保费的厘定,死亡即刻赔付,死亡即刻赔付的含义死亡即刻赔付就是指如果被保险人在保障期内发生保险责任范围内的死亡，保险公司将在死亡事件发生之后，立刻给予保险赔付。它是在实际应用场合，保险公司通常采用的理赔方式。由于死亡可能发生在被保险人投保之后的任意时刻，所以死亡即刻赔付时刻是一个连续随机变量，它距保单生效日的时期长度就等于被保险人签约时的剩余寿命。,主要险种的趸缴纯保费的厘定,n年期定期寿险