Present Value and Cash Flow
金融工学入門1,2章について。現在価値(Present Value), キャッシュフロー(Cash Flow)について。
まず金融工学全体に関わる仮定として、理想銀行というものを考える。これは1年あたりの金利は常に一定で、貸し付けも預け入れも同じ金利であるような銀行である。もちろん、無限に貸出しor預け入れができるものとする。
次に、キャッシュフローを定義しよう。キャッシュフローとは資金の流れのことで、数学的には0から始まる自然数を添数集合とする数列のことである。
e.g. キャッシュフロー(-4, 1, 2, 3)を考える。これは今年¥4が手元から消え、来年には¥1手に入り、再来年は¥2、3年後には¥3を受け取る、という意味である。
さて、理想銀行の仮定を用いてキャッシュフローを変形することを考える。そして、その変形による同値関係を導入しよう。例えば金利が0.01のとき、今¥100を受け取るのと、1年後に¥101を受け取ることは(理想銀行によって)互いに同等である。つまり(100, 0) ~ (0, 101)なる同値関係~を導入できることを示す。
まず、今¥100を受け取るときを考える。このとき、理想銀行に¥100を預け入れることによって、1年後には¥101を受け取ることができる。よって、キャッシュフローが(100, 0)から(0, 101)に変形できた。次に1年後に¥101を受け取るときを考える。このとき、理想銀行から¥100を借りることによって、1年後には何も受け取らず(借金を返す)、今¥100を受け取る。よって、キャッシュフローが(0, 101)から(100, 0)に変形できた。
以上と同じような議論を用いて、理想銀行によるキャッシュフローの変形の同値関係~は対称律を満たすことがわかる。(他の2つの条件、反射律、推移律は当然満たす)
この同値関係によって、キャッシュフローが実数と同一視できることがわかる。
すなわち、~でキャッシュフローの全体集合を割った商集合を考えると、金利をrとして、
となることから、その商集合から実数への全単射PVが存在する。(右辺のキャッシュフローの初項を射影すればよい。)
上の商写像PVによるキャッシュフローの行き先のことを、現在価値(Present Value)と呼ぶ。
つまり現在価値とは、貸し付けも預け入れも同じ金利でやってくれる理想銀行によって、資金を借りたり預けたりすることによって現在の資金にしたときのお金のことなのです!この概念によって、時点の違うお金が比べられるのですね。
e.g. (-1, 2, 0) と (-1, 0, 3) というキャッシュフローのうち、金利0.1のときどちらが優れているか。
PV(-1, 2, 0) = -1 + 2/1.1 = 0.82
PV(-1, 0, 3) = -1 + 0/1.1 + 3/1.1/1.1 = 1.5
より、後者の方が優れている。(キャッシュフローを変形すると、後者は¥1.5を今受け取ることができるが、前者は¥0.82しか得られない。)
以上、数学的な現在価値の導入でした。(集合位相の知識を使って少し難しくしてしまいました。)



