財務數學
財務數學(financial mathematics)用等比數列的觀念計算複利、折舊、通貨膨脹、年金與貸款,是 IB Math AI 最貼近日常生活、也最常考的單元之一。考試時幾乎都用 GDC 的財務計算功能(TVM Solver)解題,重點是看懂題意並正確輸入每個變數。本頁屬於 SL 與 HL 共同內容(課綱 1.4、1.7)。
複利公式
複利(compound interest)指利息會加入本金,下一期連同利息一起再生利息。公式表提供:
| 符號 | 意義 |
|---|---|
| \(FV\) | 終值(future value) |
| \(PV\) | 現值(present value),即本金 |
| \(r\) | 年利率(%) |
| \(k\) | 每年複利次數(年 1、季 4、月 12) |
| \(n\) | 年數 |
例題
\(1000\) 元存入年利率 \(6\%\)、每季複利的帳戶 5 年:
折舊與通貨膨脹
折舊(depreciation)是資產價值每年依固定百分比下降,公式與複利相同,只是利率取負值:
通貨膨脹(inflation)讓物價每年依一定比例上升,計算方式和複利一樣。題目若問「實質」價值(real value),要把名目利率扣掉通膨率:
IB 題目通常接受這個近似;若要精確,實質成長倍率為 \(\dfrac{1 + i_{\text{名目}}}{1 + i_{\text{通膨}}}\)。
用 TVM Solver 解題
TVM(Time Value of Money)Solver 是 GDC 內建的財務計算器。TI-84 在 APPS → Finance → TVM Solver,TI-Nspire 在 Calculator → Finance Solver。
| 變數 | 意義 | 輸入提醒 |
|---|---|---|
| N | 總期數 | 年數 × 每年付款次數 |
| I% | 年利率 | 直接輸入百分比數字,例如 4.2 |
| PV | 現值 | 錢「離開你的口袋」記負數 |
| PMT | 每期付款 | 同上,方向要和 PV 一致思考 |
| FV | 終值 | 貸款還清時為 0 |
| P/Y | 每年付款次數 | 每月付款填 12 |
| C/Y | 每年複利次數 | 題目沒特別說明時通常與 P/Y 相同 |
正負號規則
TVM Solver 用正負號代表現金流方向:你付出的錢是負,你收到的錢是正。存款時 PV、PMT 為負,FV 為正;借貸時 PV(拿到的貸款)為正,PMT(每月還款)為負。
年金與貸款攤還
年金(annuity)是定期、定額的一連串付款,例如每月存款或退休後每月領錢。貸款攤還(amortization)是用定期、定額的付款把貸款連本帶利還清,房貸與車貸都是。
常見問題與 TVM 設定:
- 每月要繳多少? 輸入 N、I%、PV、FV = 0,求 PMT。
- 總共付了多少利息? 總利息 \(= |PMT| \times N - PV\)。
- 幾年才能存到目標? 輸入 I%、PV、PMT、FV,求 N,再除以 P/Y 換成年數。
推薦影音
GDC 財務計算(TVM Solver)教學
簡述:Revision Village 示範 TVM Solver 每個欄位的意思與正負號規則,並用貸款與投資例題實際操作,對應本頁「用 TVM Solver 解題」。
年金與貸款攤還考題解析
簡述:Global Math Mentor 以 IB Paper 2 風格題目講解年金與攤還,包含總利息計算,適合練完本頁習題後挑戰。
練習題
練習 1
\(5000\) 美元存入年利率 \(3.5\%\)、每月複利的帳戶。6 年後帳戶有多少錢?(取到小數點後兩位)
參考解答
TVM:N = 72、I% = 3.5、PV = −5000、PMT = 0、P/Y = C/Y = 12,求 FV。
練習 2
一台新車售價 \(28\,000\) 美元,每年折舊 \(15\%\)。5 年後車子價值多少?
參考解答
\(V = 28\,000 \times 0.85^{5} \approx 12\,423.75\) 美元。
練習 3
一杯咖啡現在 \(50\) 元,若每年通膨率 \(2.5\%\),8 年後同一杯咖啡約多少錢?
參考解答
\(50 \times 1.025^{8} \approx 60.92\) 元。
練習 4
小華每月月底存 \(300\) 美元到年利率 \(5\%\)、每月複利的帳戶,連續 10 年。10 年後帳戶有多少錢?
參考解答
TVM:N = 120、I% = 5、PV = 0、PMT = −300、P/Y = C/Y = 12,求 FV ≈ 46 584.68 美元。
也可以用等比級數驗算:\(FV = 300 \times \dfrac{(1 + \frac{0.05}{12})^{120} - 1}{\frac{0.05}{12}}\)。
練習 5
一筆 \(200\,000\) 美元的房貸,年利率 \(4.2\%\)、每月複利,分 25 年每月等額還清。
(a) 每月還款金額是多少? (b) 25 年總共付了多少利息?
參考解答
(a) TVM:N = 300、I% = 4.2、PV = 200 000、FV = 0、P/Y = C/Y = 12,求 PMT ≈ −1077.88,每月還 \(1077.88\) 美元。
(b) 總付款 \(= 1077.88 \times 300 \approx 323\,365\);總利息 \(\approx 323\,365 - 200\,000 = 123\,365\) 美元(約 \(1.23 \times 10^5\))。