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ACT2025 - Cours 17 MATHÉMATIQUES FINANCIÈRES I Dix-septième cours.

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1 ACT2025 - Cours 17 MATHÉMATIQUES FINANCIÈRES I Dix-septième cours

2 ACT2025 - Cours 17 Rappel: Règle des signes de Descartes

3 ACT2025 - Cours 17 Rappel: Règle des signes de Descartes Critères pour lunicité du taux de rendement

4 ACT2025 - Cours 17 Rappel: Règle des signes de Descartes Critères pour lunicité du taux de rendement Réinvestissement

5 ACT2025 - Cours 17 Règle des signes de Descartes: Soit un polynôme en x de degré n, i.e. P(x) = a n x n + … + a 1 x + a 0, alors le nombre de racines réelles positives de P(x) est plus petit ou égal au nombre de changement de signes dans la sous-suite des coefficients non nuls de la suite: a n, a n-1, …., a 1, a 0 De plus ce nombre de racines réelles positives a la même parité que ce nombre de changement de signes. Rappel:

6 ACT2025 - Cours 17 Application de la règle des signes de Descartes: Si, dans un flux financier, il ny a quun seul changement de signes dans la suite des recettes nettes, alors le taux de rendement existe et est unique. Rappel:

7 ACT2025 - Cours 17 Autre critère pour lunicité: Si i 0 est un taux de rendement dune transaction pour laquelle les recettes nettes sont respectivement R 0, R 1, R 2,..., R n et si B 0 (i 0 ) = R 0, B 1 (i 0 ) = R 0 (1 + i 0 ) + R 1, B 2 (i 0 ) = R 0 (1 + i 0 ) 2 + R 1 (1 + i 0 ) + R 2,..., B k (i 0 ) = R 0 (1 + i 0 ) k + R 1 (1 + i 0 ) k-1 + ··· + R k-1 (1 + i 0 ) + R k pour k = 0, 1, 2,..., (n - 1), ont tous les mêmes signes, alors le taux de rendement est unique et égal à i 0. Rappel:

8 ACT2025 - Cours 17 Réinvestissement: (Première situation) Considérons un prêt de 1$ pour n périodes de capitalisation. Le taux dintérêt par période de capitalisation est i. Lintérêt est versé au prêteur à la fin de chaque période. Ce dernier les réinvestit au taux dintérêt (taux de réinvestissement) j pour lequel la période de capitalisation coïncide avec celle de i et celle des paiements dintérêt. Après les n périodes de capitalisation, le 1$ prêté est remboursé. Si r est le taux de rendement de cette transaction, alors Rappel:

9 ACT2025 - Cours 17 Cette dernière situation est celle de loption 2 de lexemple 2 du 16 e cours. Elle est aussi celle dune obligation négociable achetée au pair. Nous discuterons plus tard de la situation générale dune obligation négociable.

10 ACT2025 - Cours 17 Si nous analysons cette dernière formule nous avons: (a)Si i = j, alors r = i = j. (b)Si i < j, alors i < r < j. (c)Si i > j, alors j < r < i.

11 ACT2025 - Cours 17 Dans cette situation, linvestisseur verse $1 à la fin de chaque période pendant n périodes dans un placement. Ces paiements sont rémunérés au taux dintérêt i par période de paiement de lannuité. Les versements dintérêt sont réinvestis au taux dintérêt j (taux de réinvestissement). La période de capitalisation de ce taux de réinvestissement coïncide avec la période de paiement de lannuité. Réinvestissement: (2 e situation)

12 ACT2025 - Cours 17 La valeur accumulée par lannuité et les versements dintérêt à la fin de la n e période de paiement est Réinvestissement: (2 e situation)

13 ACT2025 - Cours 17 En effet, le capital à la fin de la 1 e période dans le placement est de 1$ et rapportera i dollars dintérêt à la fin de la 2 e période. Le capital à la fin de la 2 e période dans le placement est de 2$ et rapportera 2i dollars dintérêt à la fin de la 3 e période. Le capital à la fin de la 3 e période dans le placement est de 3$ et rapportera 3i dollars dintérêt à la fin de la 4 e période et ainsi de suite pour chaque période. Réinvestissement: (2 e situation)

14 ACT2025 - Cours 17 Si nous représentons seulement les versements dintérêt qui seront réinvestis au taux j, nous avons le diagramme suivant: Réinvestissement: (2 e situation)

15 ACT2025 - Cours 17 Ainsi le valeur accumulée à la fin de la n e période par ces paiements dintérêt sera À cette valeur, il faut ajouter le total des n paiements de 1$, soit n dollars, pour obtenir la valeur accumulée totale. Réinvestissement: (2 e situation)

16 ACT2025 - Cours 17 Conséquemment la valeur accumulée X à la fin de la n e période est Réinvestissement: (2 e situation)

17 ACT2025 - Cours 17 Pour le calcul du taux de rendement de cette transaction, nous avons le diagramme suivant du flux financier: Réinvestissement: (2 e situation)

18 ACT2025 - Cours 17 Si nous notons par r : le taux de rendement, alors nous avons léquation Réinvestissement: (2 e situation)

19 ACT2025 - Cours 17 Il est possible de déterminer r soit par la méthode de bissection, soit par la méthode de Newton-Raphson. Ce calcul peut aussi être effectué avec la calculatrice BA II Plus. Notons que si i = j, alors r = i. Réinvestissement: (2 e situation)

20 ACT2025 - Cours 17 Des versements de 5000$ sont faits à la fin de chaque trimestre pendant 5 ans. Ces versements sont rémunérés au taux nominal dintérêt i (4) = 8% par année capitalisé à tous les 3 mois. Les paiements dintérêt eux sont réinvestis au taux nominal de réinvestissement j (4) = 10% par année capitalisé à tous les 3 mois. Déterminons le montant accumulé à la fin de la 5 e année, ainsi que le taux de rendement. Exemple 1:

21 ACT2025 - Cours 17 Il y aura ainsi 20 versements de 5000$. Après le k e versement, le capital sur lequel lintérêt sera versé à la fin du (k + 1) e trimestre est 5000 k dollars. Le taux dintérêt par trimestre est 8%/4 = 2%. Conséquemment le montant dintérêt versé à la fin du (k + 1) e trimestre est (0.02) 5000 k = 100 k. Exemple 1: (suite)

22 ACT2025 - Cours 17 Nous avons le diagramme suivant des versements dintérêt Exemple 1: (suite)

23 ACT2025 - Cours 17 Le taux de réinvestissement par trimestre est 10%/4 = 2.5%. Conséquemment le montant accumulé à la fin du 20 e trimestre est cest-à-dire 122 178.63$. Exemple 1: (suite)

24 ACT2025 - Cours 17 Le taux de rendement r par trimestre est alors déterminé par léquation cest-à-dire que r = 2.0569875% par trimestre. Donc le taux nominal de rendement est 4(2.0569875%) = 8.22795028% par année capitalisé trimestriellement. Exemple 1: (suite)

25 ACT2025 - Cours 17 Il est parfois nécessaire de déterminer le taux de rendement dun fonds de placement pendant une période, fonds dans lequel il y a des dépôts, des retraits et des versements dintérêt à intervalles irréguliers.

26 ACT2025 - Cours 17 Notons par A: le montant dans le fonds au début de la période; B: le montant dans le fonds à la fin de la période; I: le montant dintérêt gagné pendant la période; C t : le montant net versé ou retiré du fonds au temps t (Nous supposons que la durée dune période est 1. De plus C t > 0 sil sagit dun dépôt et C t < 0 sil sagit dun retrait); (1 - t) i t : le montant dintérêt gagné par 1$ investi dans le fonds au temps t pendant le reste de la période; i: le taux de rendement du fonds.

27 ACT2025 - Cours 17 Nous avons ainsi une première équation: B = A + C + I où C = t C t est la contribution nette dans le fonds. Cette équation nous permet de déterminer I, car A, B et C sont connus.

28 ACT2025 - Cours 17 I = iA + t (1 - t) i t C t Il nous faut faire quelques hypothèses si nous voulons déterminer le taux de rendement i. Nous supposerons premièrement que lintérêt est composé pour la période, alors (1 - t) i t = (1 + i) (1 - t) - 1. Nous avons une seconde équation:

29 ACT2025 - Cours 17 I = iA + t C t [(1 + i) (1 - t) - 1] cest-à-dire I = iA + [ t C t (1 + i) (1 - t) ] - C Dans cette dernière équation, I, A, C et les C t sont connus et nous pouvons déterminer i en considérant léquation iA + [ t C t (1 + i) (1 - t) ] - C - I = 0 En substituant, nous obtenons léquation:

30 ACT2025 - Cours 17 En utilisant soit la méthode de bissection, soit la méthode de Newton-Raphson, nous pouvons déterminer i en cherchant le zéro de la fonction f(x) = xA + [ t C t (1 + x) (1 - t) ] - C - I = 0

31 ACT2025 - Cours 17 Nous pouvons obtenir une approximation de i en faisant une autre hypothèse, à savoir que lintérêt est simple plutôt que composé. Dans ce cas, (1 - t) i t = (1 - t)i. En substituant dans léquation I = iA + t (1 - t) i t C t, nous obtenons I = iA + t (1 - t)i C t

32 ACT2025 - Cours 17 Nous obtenons comme approximation de i que

33 ACT2025 - Cours 17 Nous pouvons interpréter cette formule de la façon suivante: I est lintérêt gagné dans la période et le dénominateur est le montant moyen investi dans le fonds durant la période. Nous pourrions aussi donner une interprétation en utilisant léchéance moyenne approchée des contributions nettes C t.

34 ACT2025 - Cours 17 Nous pouvons obtenir une autre approximation de i en supposant que les contributions nettes sont uniformément distribuées dans la période. Dans ce cas, nous pouvons nous ramener à une seule contribution nette de C dollars faite à t = 1/2

35 ACT2025 - Cours 17 Nous obtenons comme approximation de i que Donc

36 ACT2025 - Cours 17 Déterminons le taux de rendement dune compagnie dassurance pour une année dont les données financières sont les suivantes: Actif au début de lannée165 000 000 Revenues des primes dassurance17 000 000 Revenues brutes dinvestissement10 000 000 Indemnités versées6 000 000 Dépenses dinvestissement600 000 Autres dépenses1 400 000 Exemple 2:

37 ACT2025 - Cours 17 A = 165 000 000; B = 165 000 000 + 17 000 000 + 10 000 000 - 6 000 000 - 600 000 - 1 400 000 B = 184 000 000 I = 10 000 000 - 600 000 = 9 400 000 En utilisant la dernière formule approximative, nous obtenons que le taux de rendement est Exemple 2: (suite)

38 ACT2025 - Cours 17 Déterminons le taux de rendement dun fonds de placement. Le 1 er janvier, la valeur du fonds de placement est de 12 500 000$. Le 1 er avril, sa valeur est 13 200 000$ et 2 000 000$ est déposé. Le 1 er juin, la valeur du fonds est 13 800 000$ et un retrait de 2 200 000$ est effectué. Le 1 er novembre, la valeur du fonds est de 13 500 000$ et 1 000 000$ est déposé. Le 1 er janvier de lannée suivante, le solde du fonds est de 15 000 000$. Exemple 3:

39 ACT2025 - Cours 17 Dans cet exemple, A = 12 500 000, B = 15 000 000 et C = 2 000 000 - 2 200 000 + 1 000 000 = 800 000. Alors I = B - A - C = 1 700 000. Le taux de rendement est Exemple 3: (suite)

40 ACT2025 - Cours 17 Donc le taux de rendement i est approximativement égal à 13.20%. Si nous utilisons la calculatrice pour déterminer le taux effectif de rendement en supposant de lintérêt composé plutôt que de lintérêt simple, nous obtenons 13.1940%. Exemple 3: (suite)

41 ACT2025 - Cours 17 Il existe une autre mesure pour la performance dun fonds: le taux de rendement i pondéré par le temps défini par léquation et C 1, C 2,..., C m sont les m contributions nettes dans le fonds, B k est le solde dans le fonds avant la contribution C k, B 0 est le solde initial et B m le solde final. (1 + i) = (1 + j 1 )(1 + j 2 ) · · · (1 + j m ) où

42 ACT2025 - Cours 17 Reprenons lexemple 3 pour déterminer dans ce cas, le taux de rendement pondéré par le temps. Ce taux de rendement sera à savoir 15.42% Exemple 4:

43 ACT2025 - Cours 17 Il ne faut pas confondre ce taux de rendement i pondéré par le temps avec celui usuel, qui pourrait qualifié de pondéré par le capital. Le taux pondéré par le temps mesure mieux la performance du fonds plutôt que les choix de linvestisseur. Ce sont deux mesures distinctes.

44 ACT2025 - Cours 17 Le taux de rendement peut être utilisé de deux façons dans le processus de décision dun investisseur. 1 ère méthode: Un seuil pour le taux de rendement est fixé. Les alternatives dinvestissement dont le taux de rendement est plus grand ou égal au seuil sont retenues. Celles-ci sont ensuite choisies en ordre décroissant de taux de rendement.

45 ACT2025 - Cours 17 Le taux de rendement peut être utilisé de deux façons dans le processus de décision dun investisseur. 1 ère méthode: Un seuil pour le taux de rendement est fixé. Les alternatives dinvestissement dont le taux de rendement est plus grand ou égal au seuil sont retenues. Celles-ci sont ensuite choisies en ordre décroissant de taux de rendement. 2 e méthode: Un taux de rendement acceptable i est fixé. La valeur actuelle nette P(i) pour chaque alternative au taux i est calculée. Seulement les alternatives pour lesquelles P(i) > 0 sont retenues. Celles-ci sont choisies en ordre décroissant des valeurs actuelles nettes

46 ACT2025 - Cours 17 CHAPITRE VI Amortissement et fonds damortissement

47 ACT2025 - Cours 17 Lamortissement consiste à déterminer dans le remboursement dun prêt la portion dintérêt et celle de capital de chacun des paiements.

48 ACT2025 - Cours 17 Dans chacun des remboursements dun prêt, la première chose à être payé est lintérêt dû Règles pour lamortissement:

49 ACT2025 - Cours 17 Dans chacun des remboursements dun prêt, la première chose à être payé est lintérêt dû Si le paiement est supérieur à ce montant dintérêt, alors la différence servira à rembourser une partie du capital prêté Règles pour lamortissement:

50 ACT2025 - Cours 17 Dans chacun des remboursements dun prêt, la première chose à être payé est lintérêt dû Si le paiement est supérieur à ce montant dintérêt, alors la différence servira à rembourser une partie du capital prêté Si le paiement est inférieur à ce montant dintérêt, alors lintérêt qui naura pas été versé sajoutera au capital à rembourser Règles pour lamortissement:

51 ACT2025 - Cours 17 Considérons un prêt de 6427.93$ au taux effectif dintérêt de 8% par année remboursé en 3 paiements. Le premier de 3000$ à la fin de la 2 e année, le second de 4000$ à la fin de la 3 e année et de 1000$ à la fin de la 5 e année. Exemple 5:

52 ACT2025 - Cours 17 Au premier paiement, lintérêt dû est 6427.93(1.08) 2 - 6427.93 = 6427.93[(1.08) 2 - 1] = 1069.61. Comme nous payons 3000$, alors lintérêt dû est complètement payé et ce qui reste, à savoir 3000 - 1069.61 = 1930.39, rembourse une partie du capital prêté. Donc la portion dintérêt du premier paiement est 1069.61$, la portion de principal remboursé est 1930.39$ et lemprunteur ne doit plus après le 1 er paiement au montant de 3000$ que 6427.93 - 1930.39 = 4497.54$ Exemple 5: (suite)

53 ACT2025 - Cours 17 Au deuxième paiement, lintérêt dû est 4497.54 (1.08) - 4497.54 = 4497.54 [(1.08) - 1] = 359.80. Comme nous payons 4000$, alors lintérêt dû est complètement payé et ce qui reste, à savoir 4000 - 359.80 = 3640.20, rembourse une partie du capital prêté. Donc la portion dintérêt du deuxième paiement est 359.80$, la portion de principal remboursé est 3640.20$ et lemprunteur ne doit plus après le 2 e paiement au montant de 4000$ que 4497.54 - 3640.20 = 857.34$ Exemple 5: (suite)

54 ACT2025 - Cours 17 Au troisième paiement, lintérêt dû est 857.34(1.08) 2 - 857.34 = 857.34[(1.08) 2 - 1] = 142.66. Comme nous payons 1000$, alors lintérêt dû est complètement payé et ce qui reste, à savoir 1000 - 142.66 = 857.34, rembourse une partie du capital prêté. Donc la portion dintérêt du troisième paiement est 142.66$, la portion de principal remboursé est 857.34$ et lemprunteur ne doit plus après le 3 e paiement au montant de 1000$ que 857.34 - 857.34 = 0$. Le prêt est donc complètement remboursé. Exemple 5: (suite)

55 ACT2025 - Cours 17 Dans lexemple 5, nous avons adopté une approche rétrospective, mais nous aurions aussi pu résoudre ce problème par une approche prospective.

56 ACT2025 - Cours 17 Après le premier paiement, lemprunteur doit 4000(1.08) -1 + 1000(1.08) -3 = 4497.54$. Comme il devait 6427.93$, le principal remboursé est 6427.93 - 4497.54 = 1930.39$. Comme nous payons 3000$ au premier paiement, alors la portion dintérêt du premier paiement est 3000 - 1930.39 = 1069.61$. Exemple 5: (suite) Approche prospective

57 ACT2025 - Cours 17 Après le deuxième paiement, lemprunteur doit 1000(1.08) -2 = 857.34$. Comme il devait 4497.54$, le principal remboursé est 4497.54 - 857.34 = 3640.20$. Comme nous payons 4000$ au deuxième paiement, alors la portion dintérêt du deuxième paiement est 4000 - 3640.20 = 359.80$. Exemple 5: (suite) Approche prospective

58 ACT2025 - Cours 17 Après le troisième paiement, lemprunteur doit 0$. Comme il devait 857.34$, le principal remboursé est 857.34 - 0 = 857.34$. Comme nous payons 1000$ au troisième paiement, alors la portion dintérêt du troisième paiement est 1000 - 857.34 = 142.66$. Exemple 5: (suite) Approche prospective

59 ACT2025 - Cours 17 Nous pouvons présenter ces données sous la forme dun tableau dans lequel nous indiquons la portion dintérêt payé et la portion de principal versé dans chaque paiement. Nous obtenons alors la table damortissement suivante pour lexemple précédent.

60 ACT2025 - Cours 17 Période (Année) Paiement Portion dintérêt Portion de principal Solde restant du prêt 05000 1 230001069.611930.394497.54 34000359.803640.20857.34 4 51000142.661079.940


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