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连续现金流

连续现金流用一个随时间变化的流率描述款项的发生,再通过积分计算累计金额、现值或终值。流率的单位是“元/年”等金额除以时间的单位;它不是某一时点已经拥有的余额。

设一个合成的设备服务项目在五年内以每年 3,600 元的恒定流率产生净流入。为研究跨期换算,假设连续贴现率为 r=0.04 1。这里先将频繁发生的小额款项理想化成连续流;若实际只有每月末付款,就应按照真实时点求和,二者的差别在后文计算。

金额和流率在图上怎样区分

c(t) 表示时刻 t 的现金流率,单位为元/年。很短的一段 Δt 年内,若流率变化很小,净流入约为 c(t)Δt 元。把小段相加、令分割变细,就得到从零到 T 的未贴现总流入

M=0Tc(t)dt.

本例 c(t)=3600 元/年T=5 ,所以 M=18000 元。图中的曲线高度是流率,曲线下的面积才是金额。3600×5 的单位也印证了这一点。

横轴零到五年,现金流率恒为每年三千六百元,原始面积为一万八千元;折现后的流率从三千六百逐渐下降,其面积较小
同一笔较晚发生的流入,折算到时点零后贡献较小。两条曲线高度都是流率,面积都是金额。

现值:每一小段都先贴现

在连续贴现率 r 下,时刻 t 的一元钱换算到时点零为 ert 元。将小段流入 c(tj)Δtj 贴现,再相加:

V0jc(tj)ertjΔtj.

c 在有限区间上连续或分段连续,该黎曼和随最大分段长度趋于零而收敛,给出

V0=0Tc(t)ertdt.

如果净流入可以为负,负值表示同一观察者的净流出,仍可按带符号的积分计算。指数中的 rt 必须无量纲,不能将按月的 t 直接配给按年的 rSimon Fraser University:连续资金流与积分

本例的积分可直接算出:

V0=360005e0.04tdt=36000.04(1e0.2)16314.232223.

这说明在给定贴现率下,未来五年的整条流入与时点零的约 16,314.23 元等值。它不自动等于项目的市场价格,也没有从数学公式中推断收入承诺一定实现。

终值:早来的钱有更长的累积时间

把评价时点改成第五年末。时刻 t 发生的金额需要增长 Tt 年,因此

FT=0Tc(t)er(Tt)dt.

erT 提出积分,得到 FT=erTV0。在本例中,

F5=36000.04(e0.21)19926.248234.

未贴现总流入 18,000 元、现值约 16,314 元、第五年终值约 19,926 元,分别回答三个问题。不能仅因它们都以元为单位就把它们当作同一个量。

沿同一条五年时间轴,在第二年附近取一小段现金流,向零时点乘以指数负零点零四t,向第五年乘以指数零点零四乘五减t
每段款项可以向前贴现,也可以向后累积。所有小段最终必须落在同一个评价时点,才能相加。

还可从余额的微分方程核对。若初始余额为零,所有净流入继续按率 r 增长,则

B(t)=rB(t)+c(t),B(0)=0.

乘以积分因子 ert,左边成为乘积的导数:

ddt(ertB(t))=ertc(t).

从零积到 T,即得 B(T)=erT0Tertc(t)dt=FT。现金流积分与一阶线性微分方程因而连接起来。

月末结算与连续流有多少差别

仍取每年 3,600 元。如果实际每月末收到 300 元,共六十笔,并保持相同的连续贴现规则,则现值应为

Vmonth=k=160300e0.04k/12.

按有限等比和计算,Vmonth16287.056942 元,比连续模型的现值少约 27.175281 元。这一差额来自款项发生时点的改变,未改变五年收到的 18,000 元总额。

因为所有款项被放在各月的最末端,而连续模型中的流入分布在整个月内,正贴现率下月末方案的现值略小。一般将五年等分成 N 段、每段末支付 3600T/N,得到

VN=3600TNk=1NerkT/N.

这是对递减函数 3600ert 的右端点和,因而 VNV0,且 VNV0。利用每段上端点、下端点所夹面积,还能给出误差界:

0V0VNTN3600(1erT).

上下两图将五年分成五段与二十段,用各段右端点的贴现流率作矩形;更细的分割减小与曲线下方面积的差距
矩形代表段末一次结算,曲线下面积代表连续发生。减小时间间隔,二者逐渐接近。

连续现金流是一个能明确检验的近似,不是把“按月”在公式里悄悄改写成“每时每刻”。需要精确处理合同金额时,以实际时点和相应的计息、舍入规则为准。

流率增长、利率变化和无限期限

若合成项目的流率改为 c(t)=c0egt,增长率 g 与贴现率 r 采用相同时间单位,则

V0=c00Te(gr)tdt={c0e(gr)T1gr,gr,c0T,g=r.

这里比较的是流入增加与贴现减少的合成作用。当 c0>0、期限趋于无限时,积分有限的条件是 r>g,现值才等于 c0/(rg)。有限期限的积分即使 gr 也可以存在;不能把无限期限的收敛条件误套到五年项目。

若连续贴现率本身随时间变化为 r(t),从零到 t 的贴现因子为

D(t)=exp(0tr(s)ds),V0=0Tc(t)D(t)dt.

这一式子仍逐段贯彻同一原则:确定发生时点,确定跨期换算规则,再将所有款项换到共同的评价时点。

参考资料