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程序员的数学思维修炼

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7.2复利的威力

书籍名:《程序员的数学思维修炼》    作者:周颖



曾经有人这样问过爱因斯坦:“世界上什么威力最大?”爱因斯坦不假思索地答道:“复利,复利的威力比原子弹还可怕!”。

那么,什么是复利?复利有什么奥秘?

通过复利,在多长时间能使我们的投资翻番?

下面我们就来探索复利的问题,在这之前,先了解一下投资回报的概念。



7.2.1 利润——投资回报


随着国家GDP不断翻番增长,大家的收入也在不断增长。为了使自己的财富保值增值,投资理财也成为了大家很关心的话题。对于投资理财,大家最关心的就是投资回报率。

所谓投资回报率,是指正常年度利润或年均利润占投资总额的百分比。其计算公式如下:

投资回报率能反映投资的综合盈利能力,且由于剔除了因投资额不同而导致的利润差异的不可比因素,因而具有横向可比性(如投资10万与投资100万年利润金额是不可比的,但若用投资回报率来比较,就具有可比性),有利于判断不同投资项目业绩的优劣;此外,投资回报率可以作为选择投资机会的依据,有利于优化资源配置。

投资回报率这个概念显得很高深,其实,简单地说,就是投入的钱可获取的收益百分比。例如,将钱存在银行后可获得利息收入,就是一种投资回报。而利率通常是按百分比来显示的,如一年期定期存款的年利率是3%,表示将100元钱存入银行一年,可获取3元的利息。

当然,除了将钱存在银行获取利息收入这种投资方式之外,现在我们还可以有多种投资理财方式。例如,购买股票、基金、债券、国券等,或购买房产、投资实业公司等。对于这些投资项目,都可能给投资者带来收益。根据前面介绍的公式,将年利润除以投资总额即可得到该投资项目的投资回报率。



7.2.2 认识单利


通常,理财项目都会公布预期收益率(也就是投资回报率),对于这些收益率,投资者需要注意是单利模式还是复利模式。

所谓单利,是指仅对本金计息的利息计算方式。

单利方式计算投资的利润收入的公式如下:

通过单利方式投资后获取的利润和本金的总收入可用以下公式计算:

了解这些计算公式后,下面来计算一个投资项目的收益。

老张准备为儿子存储50000元教育基金,5年后才会支取使用。为了保障资金的安全,老张准备将这笔钱在银行存定期。根据银行的定期存款期限,可以选择存5个1年期(即每年期满后再续存),也可以选择存1个5年期,还可选择存1个2年期和1个3年期。那么,在这些存款方式中,哪种方式可获取更高的收益?下面我们帮老张计算一下。

首先,通过网络查询得到如表7-1所示的2012年7月6日开始执行的存款利率表。

表7-1 存款利率表

续表

从表7-1中可看到,1年期整存整取的年利率为3.25%。如果将50000元存5次1年期,则总收入为:

如果将50000元存1次2年期、1次3年期(2年期整存整取的年利率为3.75%,3年期整存整取的年利率为4.25%),则总收入为:

如果将50000元存1次5年期(5年期整存整取的年利率为4.75%),则总收入为:

将以上计算结果汇总到如表7-2所示的表格中,在这张表中计算出了每一年的利息收入。从表中的结果可看出,一次性存5年整存整取的收益最高,本利合计为61875元,与存5次1年期整存整取相比要多出3750元。

表7-2 有款利率汇总表

可以看出,同样将钱存到银行,选择不同的存款期限获取利息的差距还是很大的,5个1年期存款的利息收入与1个5年期存款的利息收入相差3750元,比例为46.15%。



7.2.3 认识复利


在表7-2所示的3种存款方式中,可以明显看出定存期限越长,银行支付的利率越高,最后获取的利息也就越多。

不过我们也发现一个问题,按1年期定存时,既然每年都要重新做一次1年期定存操作,为什么不可以将上一年度存款获取的利息也一起存呢?这样获得的利息肯定也更多。

如果读者已经意识到这个问题了,那么恭喜你找到了一条致富的途径:复利。

什么是复利呢?就是将上期利息加入本金,然后一并计算利息的一种方法。例如,在按1年期定存时,第1年期满后取得利息,第2年定存时将本金和利息一并存入。在第2年期满后获取的利息又与本金一起定存1年,如此周而复始,就是复利,民间俗称“利滚利”。

下面,我们就来计算1年期定存50000元,并按复利形式计息,5年后本利合计共是多少钱。具体计算过程如表7-3所示。

表7-3 1年期定存(复利)

年利率:3.25%

年利率:3.25%

从表7-3中可看出,在复利计算时,总是将前一期的本利合计作为下一期的本金。例如,第1期期满后的本利合计用如下公式计算:

第2期的本利合计用如下公式计算:

而将“第1期本利合计”的公式代入上式的公式,可得:

类似地,第3期的本利合计的公式如下:

第n期本利合计的公式如下:

在表7-2中列出的是单利方式得到的本利合计,对比表7-2和表7-3可看出,1年期定存5年,如果采用单利方式,本息合计为58125元,而采用复利方式,本息合计为58670元。也就是说,复利方式比单利方式多获得利息545元,与单利方式相比,可多获取6.7%的利息收入。看起来5年利息收入只多6.7%,绝对值也只有545元,不算多。可是,如果将存钱的时间拉长,就可看出复利的威力了。如表7-4所示,是按1年期存款的单利和复利的对比(按20年为周期对比)。

表7-4 1年期定存

年利率:3.25% 本金:50000

从表7-4中可看出,经过20年,复利比单利多获得利息12291.9元,多37.81%。也就是说,复利方式比单利方式获得的利息可多出三分之一。

根据表7-4中的数据可绘制出如图7-1所示的对比图,从图7-1中可看出,在单利方式下,利息收入与时间之间的关系呈现为一条直线,而复利方式下,利息收入与时间之间的关系呈现为一条向上弯曲的曲线。

图7-1

上面的例子中都是以定期存款为例进行的计算。由于银行定期存款基本上无风险,因此其收益率也很低。如果做其他投资产品或投资实业,将获得更高的年收益率。假设投资某一项基金(或信托产品),年收益率为10%。那么,按单利和复利方式计算,经过20年投资可获得多少收益?

具体计算过程如表7-5所示。

表7-5 增加年收益后单利与复利的对比

年收益:10.00% 本金:50000.00

表7-5是按年收益率10%,以50000元投资20年时,单利方式与复利方式的收益对比。从表7-5中可看出,单利方式的收益在第10年时可与最初投入的本金相等(即投资翻倍了)。而在复利方式下,第7年时的收益就接近翻一倍了。到第20年时,单利方式的收益是本金的2倍,而复利方式的收益是本金的5-73倍。

通过以上的分析可知道,复利的要素有3方面:

初始本金:初始投入的本金越大,复利获取的收益越多。

回报率:回报率越高,复利获取的收益越多。

时间:投资的时间越长,复利获取的收益越多。



7.2.4 计算投资回报的程序


通过前面演示的例子,作为程序员的我们,就可以编写程序来帮助我们快速计算出投资回报。在程序中,让用户输入初始投资额、回报率、投资期数等数据,然后就可快速计算出相应的利润、本利合计等数据。

具体的程序代码如下:

由于C语言中未提供阶乘运算,因此,在以上程序中编写了fact()函数用来计算阶乘;然后编写计算投资回报的函数ROI。

运行以上程序,输入前面例子中计算过的数据,其中投资金额为50000,回报资为0.1(10%),投资期数为20期,则可得到如图7-2所示的运算结果。

图7-2



7.2.5 忘还钱的信用卡


信用卡是一种非现金交易的付款方式,是简单的信贷服务。持卡者只需要在商户的POS机中刷卡消费即可完成向银行的小额贷款服务。由于信用卡使用方便快捷,受到了很多用户(特别是年轻消费者)的欢迎。

可是,很多信用卡用户由于各种原因忘记了按时还款,由此导致出现了高额的利息。可别忘了,信用卡的利息是按月进行复利计算的!那可是一笔高昂的费用!

目前我国绝大部分银行发行的信用卡透支利息计算方式是:上期对账单的每笔透支金额为计息本金,自该笔透支交易的记账日起至还款日为计息天数,按日利率万分之五计息,按月计收复利。另外每月还会按计息本金的5%收滞纳金。

例如,最近媒体报道,有一个信用卡持卡人在2008年10月3日的欠款余额是1057.86元,此后,这张信用卡除了银行扣收滞纳金、利息、超限费,再没有发生任何一笔业务。结果到2012年底,银行的催收通知单显示,本息合计欠款23000多元。

欠款1057.86元,4年多时间,怎么就变成23000元了呢?下面我们来帮这位持卡人计算一下,具体计算过程如表7-6所示。

表7-6 信用卡利息计算

日利率:0.0005 月利率:0.015

在表7-6的计算中,日利率为万分之五(0.05%),按每月30天计算,则月利率为1.5%,转化为年利率达到18%,这个利息不可谓不高,并且利息是按月进行复利计算的。也就是说,每个月账单中的本利合计作为下月的本金。当然,除了本金、利息之外,还有更大一部分费用就是滞纳金(为5%),那可比利息更高。所以,通过近50个月的“利滚利”积累,该持卡人的还款额就从1000多元增涨到了23000多元了。

当然,以上算法只是按照银行规则进行的测算,实际上在不同银行的计算方法有些不同,最终的还款金额也会有所不同。

怎么样,再一次见识到复利的威力了吧!在信用卡利息的计算上,是按月计算复利,比我们前面例子中按年计算复利更厉害。



7.2.6 爱因斯坦的72法则


了解复利后,再利用爱因斯坦的72法则,我们就可以轻松算出自身价值何时翻倍。

爱因斯坦的72法则,也是金融学上有名的“72法则”,是指“用72除以增长率(回报率)”可快速估计出投资倍增或减半所需的时间,反映出的是复利的结果。

例如,如果初始本金为10000元,年回报率为9%,则要使这笔投资本利合计翻倍(即达到20000元),可用以下算式快速计算出需要的时间:

即表示经过连续8年这种固定收益的投资回报,就可使投资翻倍。是不是这样呢?下面我们进行逐年计算,得到如表7-7所示的结果。

表7-7 72法则验证

年回报率:9%

从表7-7中可看出,经过8期的复利计算,最后本利合计为19925元,约为20000元。从这个表就可以验证出72法则是有效的。

通过上面的验证可知道,根据72法则就可快速估算出投资翻倍的期数。例如,1年期定存每期(每年)的回报率(利率)为3.25%,要使存款翻倍需要的期数(年数)为:

也就是说,如果按1年期定存的方法进行投资,需要22年多点的时间才能让投资金额翻倍。而前面计算过,如果年回报率为9%,则只需要8年时间就能让投资金额翻倍。如果投资回报率能达到更高的水平,则投资翻倍的时间将会更短。

其实,对于投资回报率,不要求有多高,只要稳定在一个合理的水平,经过较长的一个投资期,仍然可以得到可观的回报。例如,现在的华人首富李嘉诚,他从16岁开始创业一直到85岁时,白手起家69年,家产已达310亿美元。对于普通人来说,这是一个天文数字。

但是,我们仔细计算一下,如果我们有10000美元进行投资,每年的回报率能稳定达到24.3%,用69年的时间,就可使投资的本利合计达到330亿美元。
在做股票之类的投资者看来,觉得一年24.3%的收益率简直不值一提,经常会有年收益率超过100%的情况。但是,如果能长期稳定地保持在这一较低的回报水平(24.3%),经过长时间的投资,回报也是非常高的。

根据72法则来计算,24.3%的回报率,投资翻倍需要的年数为:

也就是说,经过3年的投资,10000美元的本金就可变成20000美元。按这个收益率,每过3年就可使投资额翻番,因此,经过69年,最初10000美元的本金翻20多番后就可达到一个天文数字。