摘 要:在分析概率論知識在經(jīng)濟(jì)學(xué)諸多領(lǐng)域的應(yīng)用的基礎(chǔ)上,結(jié)合教學(xué)實踐,著重分析概率論在利用古典概型求彩票中獎率、期望方差在金融投資組合中的應(yīng)用,以及中心極限定理在保險盈利中的應(yīng)用。通過這些分析,為人們科學(xué)地認(rèn)識概率論在經(jīng)濟(jì)學(xué)中的作用提供一些有益的指導(dǎo)。
關(guān)鍵詞:古典概型;期望方差;投資組合;中心極限定理;經(jīng)濟(jì)學(xué)
中圖分類號:F014 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1673-291X(2016)01-0004-02
一、引言
這些年隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,概率論與數(shù)理統(tǒng)計在經(jīng)濟(jì)學(xué)的研究中得到廣泛應(yīng)用。借助概率論方法研究經(jīng)濟(jì)問題有三個優(yōu)勢:(1)由于數(shù)學(xué)固有的靈活性,可使金融領(lǐng)域的相關(guān)研究和探索借助于其多種計算方法和數(shù)學(xué)模型,從而更好地實現(xiàn)金融問題背后的經(jīng)濟(jì)變量函數(shù),使復(fù)雜的關(guān)系清晰化。(2)由于其固有的嚴(yán)密邏輯性,使得數(shù)學(xué)分析成為科學(xué)推理的主要手段,并使其他一些難以解釋的邏輯關(guān)系變得簡單化。(3)由于其固有的精確性,使得對經(jīng)濟(jì)范疇之間的數(shù)量關(guān)系的描述和研究可以數(shù)量化??傊?,概率論在經(jīng)濟(jì)學(xué)中的應(yīng)用使得經(jīng)濟(jì)學(xué)成為一門更加規(guī)范的科學(xué)。
二、概率論在經(jīng)濟(jì)問題中的應(yīng)用
(一)概率論在彩票中的應(yīng)用
隨著我國的彩票運營機(jī)制的日漸成熟,彩票以其“機(jī)會均等”的中獎機(jī)制愈來愈得到廣大人民群眾的參與與支持,也逐漸成為許多人生活的一部分。因起源于古代賭博游戲,概率論常常被應(yīng)用于估計推斷彩票的中獎可能性。設(shè)樣本空間基本事件的個數(shù)m,事件所包含基本事件的個數(shù)n,則事件A的概率P(A)=n/m。
例1,每注雙色球由7個號碼球組成,包括6個紅色號碼球和1個藍(lán)色號碼球。紅色號碼球編號從1-33,藍(lán)色號碼球編號從1-16,中獎規(guī)則如下:一等獎,猜中6個紅球及1個藍(lán)球;二等獎,猜中6個紅球;三等獎,猜中5個紅球及1個藍(lán)球。求對應(yīng)于每種中獎等級的概率?
解:記事件Ai為中i等獎,則:
P(A1)==5.6430×10-8
P(A2)==9.0288×10-7
P(A3)==9.1417×10-6
通過上面的分析可以看到,“雙色球”方案對應(yīng)于不同等級的中獎概率,彩民們可以結(jié)合不同的中獎概率及自己的收入水平來購買彩票。
(二)概率論在投資組合中的應(yīng)用
在金融市場上,任何投資者首要考慮的目標(biāo)便是規(guī)避投資風(fēng)險。在眾多降低風(fēng)險的途徑中,多樣化投資是較為有效的一種方式。1952年美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家馬科維茨通過研究投資證券的選擇及資金配比,提出了投資組合理論。該理論以期望來刻畫投資組合的收益率,以方差來刻畫投資組合的風(fēng)險。
在概率論中,隨機(jī)變量的和與差的期望和方差是一個重要的內(nèi)容,設(shè)兩個隨機(jī)變量X和Y,則隨機(jī)變量的期望和方差滿足如下性質(zhì):
E(X+Y)=E(X)+E(Y)
D(X±Y)=D(X)+D(Y)±2Cov(X,Y)
其中,Cov(X,Y)為X和Y的協(xié)方差。
例2, 若A和B為兩種風(fēng)險資產(chǎn),收益率分別為X和Y,投資資金配比分別為ω和1-ω。設(shè)兩種風(fēng)險資產(chǎn)收益均值分別為μ1和 μ2,方差分別為σ2
1和σ2
2,相關(guān)系數(shù)為ρ。求此投資組合的平均收益及風(fēng)險,并求使投資風(fēng)險最小時的ω。
解:設(shè)此投資組合的收益為:
Z=ωX+(1-ω)Y
則平均收益和風(fēng)險分別為:
E(Z)=ωE(X)+(1-ω)E(Y)=ωμ1+(1-ω)μ2D(Z)=ω2D(X)+(1-ω)2D(Y)+2ω(1-ω)Cov(X,Y)
=ω2σ2
1+(1-ω)2σ2
2+2ω(1-ω)ρσ
1σ
2
要求最小投資風(fēng)險,即求D(Z)關(guān)于ω極小值點,令=0,即2ωσ2
1-2(1-ω)σ2
2+2ρσ
1σ
2-4ωρσ
1σ
2=0
解得:
ω=
當(dāng)σ2
1=0.04,σ2
2=0.09,ρ=0.5,通過計算得到ω=0.875,即在這種情況下,投資者把85.7%的資金投資證券A,把14.3%投資于證券B,可使投資風(fēng)險最小。
(三)概率論在保險市場中的應(yīng)用
在人們的生活中,會遇到各種各樣的風(fēng)險,如何防范風(fēng)險,便成了很多人不得不考慮的問題,保險公司也就應(yīng)運而生。保險公司為各種風(fēng)險保障服務(wù),所以人們有時對保險公司是否盈利存有疑慮。其實,保險市場就是概率論知識最為重要的一個應(yīng)用。意外僅僅是小概率事件,一般不會發(fā)生,我們可以應(yīng)用中心極限定理來對保險公司的盈虧進(jìn)行估算和預(yù)測。
例3,若一家保險公司有10 000個人參保人壽保險,費用為每人每年12元。假設(shè)一個人在一年內(nèi)死亡的概率為0.6%,且死亡時保險公司需向其家屬賠付1 000元,問:
(1)此保險公司有多大的概率會虧損?
(2)若其他條件不變,為使保險公司每年的利潤不少于6 000元的概率至少為99%,可最多設(shè)賠償金為多少?
解:設(shè)X表示一年內(nèi)死亡的人數(shù),則X~b(n,p),其中n=1 000,p=0.6%。
近似地X~N(60,59.64),設(shè)Y表示保險公司一年的利潤,則:
Y=10 000×12-1 000X,
于是由中心極限定理得:
(1)P(Y<0)=P(10 000×12-1 000X<0)
=1-P{≤}
≈1-Φ(7.769)=0
(2)設(shè)賠償金為a元,則:
P(Y≥6 000)=P(10 000×12-aX≥6 000)=P(X≤)≥0.99
由中心極限定理,上式等價于:
Φ
≥0.99
解得:
a≤769.39
從上面的例題可以看出,此保險公司虧損的概率幾乎為零?,F(xiàn)實生活中,為使效益最大化,保險公司往往針對不同的風(fēng)險等級設(shè)計不同的理賠率。因此,我們可以為小概率的“意外”買保險,保險公司也不會因此意外而虧損,由此達(dá)到雙贏的目的。
三、結(jié)語
通過以上分析可以看出,概率論的發(fā)展對現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了巨大的促進(jìn)作用,它為經(jīng)濟(jì)學(xué)的發(fā)展提供了一定的理論基礎(chǔ),也使資本市場更加豐富多彩。其次,在經(jīng)濟(jì)問題如彩票、保險市場、組合投資等領(lǐng)域,概率論使一些具有隨機(jī)性質(zhì)的經(jīng)濟(jì)行為得到更合適的描述,人們也更容易厘清這些隨機(jī)經(jīng)濟(jì)行為的內(nèi)在聯(lián)系,這樣會推動經(jīng)濟(jì)理論進(jìn)一步深化和發(fā)展。由此可見,概率論使一些現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)學(xué)問題變得更加清晰、可量化,正一步步推動著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)學(xué)的發(fā)展。
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[責(zé)任編輯 吳高君]