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十(9)這《大學(xué)文科數(shù)學(xué)》是怎么錯誤解釋連續(xù)(復(fù)利)計算的——剖析雅各布伯努利一影響深遠的方法錯誤

趣談無理數(shù)e
原創(chuàng)
1981年數(shù)學(xué)專業(yè)研究生畢業(yè),職稱教授數(shù)學(xué)科普文章
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剖析雅各布伯努利一影響深遠的方法錯誤

十(9)這《大學(xué)文科數(shù)學(xué)》是怎么錯誤解釋連續(xù)(復(fù)利)計算的

數(shù)學(xué)大家雅各布.伯努利把聯(lián)想當(dāng)推理,給出了錯誤的“連續(xù)復(fù)利法”。世人盲信權(quán)威,把“似是”當(dāng)“是”;盲從潮流 ,以“不是” 做“是”,于是就臆想出了對這種連續(xù)(復(fù)利)計算的多種錯誤講述,編寫出了種種錯誤解釋和錯誤應(yīng)用,以致這一錯誤方法在多門大學(xué)課程中廣泛存在,1997年諾貝爾經(jīng)濟學(xué)獎獎項中存在的這一問題進一步加劇了這錯誤方法的流傳。為推動盡早改變這一現(xiàn)象,就必須一一剖析這些教材的錯誤論述。

2010年清華大學(xué)出版社出版的《大學(xué)文科數(shù)學(xué):實驗高等數(shù)學(xué)》第24頁中講:

“ 設(shè)年利率為12%,分別以1年期、半年期、1個月期的離散復(fù)利方式和連續(xù)復(fù)利方式計算1000元的投資額在2年中產(chǎn)生的收益。

解 應(yīng)用離散復(fù)利計算公式 f=p(1 r/n)^(nt)

當(dāng)n=1,2和12分別計算t=2時的收益,有

V1=1000(1 0.12)^2=1254.40元 (1年期的復(fù)利計算)

V2=1000(1 0.06)^4=1262.48元 (半年期的復(fù)利計算)

V12=1000(1 0.01)^24=1269.73元 (1個月期的復(fù)利計算)

按連續(xù)復(fù)利計算,則有

V∞=pe^(rt)=1000e^(0.12x2)=1271.25元

考察上述結(jié)果可知,有限分期和無限分期的復(fù)利計算對結(jié)果的影響不大,而連續(xù)復(fù)利的計算公式非常簡單,這就是經(jīng)濟工作者經(jīng)常使用它的原因。”

只要我們稍微認真思考一下就會體會到這解釋存在的問題。

一 無論從對公式的基本的理解上,還是具體計算上, 1000(1 0.12)^2和 所謂無限分期的復(fù)利計算1000e^(0.12x2)比較哪個簡單?應(yīng)當(dāng)是前者而不是后者。

二 所說“影響不大”是什么意思?,這“影響”是把精確值“影響”成了近似值,還是把近似值“影響”成了精確值? 明顯地,當(dāng)年利率為12%時,投資1000元2年后的收益1000(1 0.12)^2=1254.40元就是精確值,而應(yīng)用所謂無限分期計算的連續(xù)計算得到的1271.25元是其近似值。

就是說,應(yīng)用所謂無限分期計算公式V∞=pe^(rt)計算,不但饒了圈,而且把精確值搞成了近似值。

由此足見這些大學(xué)教材都沒有理解這種連續(xù)復(fù)利計算公式到底是怎么回事,都是霧里看花,靠臆想解釋錯誤的連續(xù)復(fù)利計算公式的意義,這讓學(xué)生怎么可能學(xué)到正確知識?這不是哪幾部教材中存在的問題,各種教材都是這樣,有其它教材的解釋更顯荒謬。

關(guān)于復(fù)利計算問題,就我所見所識,僅在B-S期權(quán)定價公式中需要用到以無理數(shù)e為底的指數(shù)函數(shù)表達,我2014年在《金融經(jīng)濟》上發(fā)表了文章《B-S期權(quán)定價模型中應(yīng)用連續(xù)復(fù)利存在的問題》。

這文章說明,期權(quán)收益率K是隨機的,B-S期權(quán)定價公式中為了應(yīng)用正態(tài)分布,期權(quán)收益K必須轉(zhuǎn)換成以e為底的形式pe^(kt),k=ln(1 K),以年利率12%為例,這時相應(yīng)的無風(fēng)險收益率12%也必須轉(zhuǎn)換成以e為底的指數(shù)函數(shù)pe^(rt)表達。年利率為12%時,r=ln(1 12%),2年后1000元的收益是

1000(1 0.12)^2=1254.40=1000e^(2xln(1 0.12))

這像應(yīng)用3/4=0.75一樣,是恒等式變形,與所謂的連續(xù)復(fù)利計算方法無關(guān)。

1997年諾貝爾經(jīng)濟學(xué)獎得主羅伯特.C.莫頓與他人合著的《金融學(xué)》

中就是相當(dāng)于把這里的年利率12%直接拿到pe^(rt)中應(yīng)用,按1000e^(0.12x2)=1271.25計算了(見該書391頁)。

這應(yīng)用是錯誤的,這應(yīng)用實際是把年利率12%改成了年利率e^0.12-1=12.75%,把簡單變復(fù)雜,把精確值變近似值,僅此而已。

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