background image

`Prof. zw. dr hab. Józef Czaja, Katedra Geomatyki  AGH w Krakowie, tel. 0(-)12 6172277, czaja@agh.edu.pl 

Podstawy matematyki finansowej – wykład 12.01.2013 r 

1. Wartość kapitału w czasie 
 

Do analizy wartości kapitału w czasie trzeba wykorzystać logiczne formuły transformacji kapitału pieniężnego 

w czasie. Do transformacji pieniądza w czasie są wykorzystywane różne współczynniki zwane stopami procentowymi.  

Stopy procentowe 
Według  klasycznej  definicji  (ekonometrycznej)  stopa  oprocentowania  powinna  oznaczać  iloraz  rocznego 

przyrostu „kapitału” (środków pieniężnych) do wyjściowej wartości tego „kapitału”.  Jeżeli otrzymany iloraz (ułamek 
dziesiętny) pomnożony przez 100%, to wtedy otrzymujemy  stopę wyrażoną w procentach, zwaną stopą procentową.  

W zależności od tego, jakiego rodzaju (w jakiej (formie) jest „kapitał” można definiować różne wielkości stóp 

procentowych. Dla przykładu wyróżnimy następujące rodzaje stóp procentowych: 

 

Stopa oprocentowania wkładów pieniężnych – roczny przyrost wartości wkładów pieniężnych / wartość pierwotną 
tych wkładów, 

  Stopa oprocentowania obligacji, 

 

Stopa oprocentowania kredytów bankowych  – roczna rata zwierająca spłatę kredytu i odsetki / wartość pierwotna 
kredytu, 

  Stopa kapitalizacji dochodu – przyrost rocznego dochodu / wartość pierwotna dochodu, 

 

Stopa zwrotu kapitału (R) – roczny dochód z kapitału / pierwotna wartość kapitału, 

 

Wewnętrzna  stopa  zwrotu  kapitału  (IRR)  –  stopa  dyskonta,  przy  której  następuje  zrównanie  nakładów  z 
dyskontowanymi dochodami, 

  Stopa inflacji – spadek nabywczej wartości pieniądza w ciągu jednego roku, 

 

Stopa zmiany cen towarów i usług ogółem –  przyrost cen towarów i usług / wartość pierwotna cen i usług, 

  Stopa podatkowa – wartość podatku/ kwota do opodatkowania, 

 

Stopa rentowności – zysk netto / cena rynkowa, 

 

Stopa dochodowości – dochód netto / wartość dochodowa. 

  Stopa dyskonta – wskaźnik kosztu inwestowanego kapitału. 

 
2.  Formuły na kapitalizację i dyskontowanie okresowych kwot pieniężnych 
 
2.1. Kapitalizacja 
 

Kapitalizacja kwot pieniężnych stanowi transformację wartości pieniądza w czasie, która polega na przeliczaniu 

wartości pieniądza z okresu jego pozyskania (teraźniejszego) na okres jego wykorzystania (przyszły). Transformacja ta 
odbywa się zawsze na podstawie stopy kapitalizacji, która będzie oznaczana symbolem 

)

(

K

r

.Stopa kapitalizacji, czyli 

stopa pomnażania kapitału, definiuje się według następującej zależności: 

 

1

0

1

0

0

0

(1

)

(1

)

i

K

K

i

K

K

K

r

K

K

r

K

K

r

K

       

 

(2.1) 

gdzie: 

 

0

K

- wartość kapitału (kwota pieniężna) z okresu pozyskania, lokowana na jeden interwał, 

 

1

K

 - wartość kapitału po upływie jednego interwału czasu lokowania, 

 

i

K

 - wartość kapitału po upływie i-tego interwału czasu lokowania, 

 

Jeżeli  pozyskiwane  na  początek  ustalonego  interwału  czasu  kwoty  pieniężne  (kapitału)  będą  oznaczane  przez 

i

K

,  przy  czym  wskaźnik 

i

  będzie  odnosił  się  do  numeru  interwału  czasu  (np.  roku),  a  stopa  kapitalizacji  będzie  na 

jednakowym poziomie, to formuła kapitalizacji pozyskiwanych kwot pieniężnych dla 

n

  interwałów  czasu  wyraża  się 

następującym wzorem: 

 

n

i

K

n

K

n

n

K

n

K

i

r

K

r

K

r

K

r

K

K

1

2

1

1

2

1

)

1

(

)

1

(

......

)

1

(

)

1

(

  

 

(2.2) 

W  powyższej  formule  widać,  że  kwota  pozyskana  na  początek  pierwszego  interwału  czasu  jest  wymnażana  przez 
współczynnik  kapitalizacji 

)

1

(

K

r

  w  potędze 

tej

n

,  zaś  kwota  pozyskana  na  początek  ostatniego  interwału  czasu 

jest wymnażana przez współczynnik kapitalizacji w potędze pierwszej. 
 

Dla  zmiennej  stopy  kapitalizacji 

)

(

i

K

r

  w  poszczególnych  interwałach  czasowych,  formuła  (2.2)  przyjmuje 

następująca postać: 

 

n

i

K

n

K

Kn

Kn

K

Kn

Kn

i

r

K

r

r

r

K

r

r

r

K

K

1

2

1

2

1

1

)

1

(

......

)

1

)....(

1

)(

1

(

)

1

)....(

1

)(

1

(

(2.3) 

background image

 

 

W przypadku, gdy pozyskiwane na początek ustalonego interwału czasu kwoty pieniężne będą na jednakowym 

poziomie

K

K

i

, wtedy składniki w formule (2.2) można ustawiać w odwrotnej kolejności, a to prowadzi do postaci 

rosnącego szeregu geometrycznego, czyli 

 

n

i

i

K

n

i

n

K

n

K

K

K

i

r

K

r

K

r

K

r

K

r

K

K

1

1

1

2

)

1

(

)

1

(

)

1

(

......

)

1

(

)

1

(

 

(2.4) 

Po oznaczeniu współczynnika kapitalizacji przez 

 

)

1

(

K

K

r

q

   

 

 

 

 

(2.5) 

suma kapitału (SK) po upływie okresów czasu wyraża się następującą zależnością: 

 

n

K

n

K

K

K

q

K

q

K

q

K

q

K

SK

1

2

......

 

 

(2.6) 

Formuła (2.6) przedstawia klasyczną postać szeregu geometrycznego o następujących parametrach:  

 

K

K

q

q

q

K

a

1

 

 

 

 

 

 

(2.7) 

 

W wielu rozważaniach, dotyczących wyceny metodami dochodowymi, będą wykorzystywane własności szeregu 

geometrycznego,  stąd  jest  wskazane  wyprowadzenie  wzoru  na  sumę  wyrazów  ciągu  geometrycznego  przy 
uwzględnieniu  jego  pierwszego  wyrazu 

1

a

  i  jego  ilorazu 

q

.  W  tym  celu  formułę  (2.6)  zapiszemy  dwukrotnie  w 

następującej postaci: 

 

n

n

n

n

n

q

a

q

a

q

a

q

a

q

a

SK

q

q

a

q

a

q

a

q

a

a

SK

1

1

1

2

1

2

1

1

1

1

2

1

2

1

1

1

..........

......

 

 

 

(2.8) 

przy  czym  zależność  druga  powstała  z  obustronnego  pomnożenia  zależności  pierwszej  przez  iloraz  ciągu.  Odejmując 
stronami obje zależności, przy założeniu 

1

q

, otrzymujemy następujące równanie: 

 

)

1

(

)

1

(

1

1

1

n

n

q

a

q

SK

q

a

a

SK

q

SK

 

 

(2.9) 

które  prowadzi  do  ostatecznego  wzoru  na  sumę  wyrazów  ciągu  geometrycznego  dla  ustalonej  liczby  n  interwałów 
czasowych, czyli 
 

 

1

1

1

1

1

1

q

q

a

SK

q

q

a

SK

n

n

 

 

 

 

(2.10) 

Wzór  (2.10)  również  może  być  wykorzystywany  do  kapitalizacji  kwot  pieniężnych  pozyskiwanych  na  koniec 
interwałów czasowych, ale wtedy parametry ciągu geometrycznego są następujące: 

 

K

q

q

K

a

1

 

 

 

 

 

 

(2.11) 

 

Po wykorzystaniu wyżej zamieszczonych rozważań można wyprowadzić dwie generalne formuły. 

Gdy pozyskiwane na początek każdego interwału czasu kwoty pieniężne będą na jednakowym poziomie 

K

, a stopa 

kapitalizacji będzie stała, wtedy suma wszystkich kapitalizowanych kwot na przestrzeni n interwałów czasu wyraża się 
następująca zależnością:  

 

K

n

K

K

K

n

K

K

r

r

r

K

q

q

q

K

SK

1

)

1

(

)

1

(

1

1

 

 

 

 

(2.12) 

Gdy pozyskiwane na koniec każdego interwału czasu kwoty pieniężne będą na jednakowym poziomie 

K

, a stopa 

kapitalizacji będzie stała, wtedy suma wszystkich kapitalizowanych kwot na przestrzeni n interwałów czasu wyraża się 
następująca zależnością:  

 

K

n

K

K

n

K

r

r

K

q

q

K

SK

1

)

1

(

1

1

 

 

 

 

 

 

(2.13) 

 

Wyprowadzone formuły (2.12) i  (2.13) maja zastosowanie tylko w tych przypadkach, gdy pozyskiwane kwoty 

pieniężne oraz stopa kapitalizacji, we wszystkich interwałach rozważanego czasu, będą na jednakowym poziomie. 

Jeżeli pozyskiwane kwoty pieniężne będą ulegały zmianie, w poszczególnych interwałach czasu, według funkcji 

wykładniczej, ale przy stałej stopie zmienności kapitału 

)

(

ZK

r

, czyli 

 

1

1

)

1

(

i

ZK

i

r

K

K

 

 

 

 

 

 

(2.14) 

wtedy sumę wszystkich kapitalizowanych kwot na przestrzeni n interwałów czasu można wyrazić również za pomocą 
szeregu geometrycznego, którego parametry będą następujące: 

Dla kwot pieniężnych pozyskiwanych na początek każdego interwału czasu 

background image

 

 

)

1

)(

1

(

)

1

(

1

1

K

ZK

KZ

K

r

r

q

q

r

K

a

 

 

 

 

 

 

(2.15)   

Dla kwot pieniężnych pozyskiwanych na koniec każdego interwału czasu 

 

)

1

)(

1

(

1

1

K

ZK

KZ

r

r

q

q

K

a

 

 

 

 

 

 

(2. 16) 

 

Po  wstawieniu  powyższych  parametrów  do  wzoru  (2.10)  można  otrzymać  formuły  na  sumę  wszystkich 

kapitalizowanych kwot, których wartość ulega zmianie według funkcji wykładniczej. 
 
2.2. Przykłady liczbowe dla kapitalizacji kwot pieniężnych 
 
Przykład 1 

Niech  pozyskiwane  w  każdym  roku  kwoty  pieniężne  będą  na  jednakowym  poziomie 

K

400

8

.  Przyjmując 

roczną stopę kapitalizacji 

07

.

0

K

r

, określić sumę wszystkich kapitalizowanych kwot, na koniec szóstego roku. 

Rozwiązanie: 
Zgodnie ze wzorem (2.5), obliczamy współczynnik kapitalizacji za jeden rok, czyli 

07

.

1

)

1

(

K

K

r

q

 

Dla kwot pozyskiwanych na początek każdego roku, realizujemy formułę (2.12), za pomocą której określamy sumę 

kapitalizowanych kwot za okres 6 lat, czyli 

SK

60

.

293

64

6540

.

7

400

8

07

.

0

1

07

.

1

07

.

1

400

8

6

  

Dla kwot pozyskiwanych na koniec każdego roku, realizujemy formułę (2.13), za pomocą której określamy sumę 

kapitalizowanych kwot za okres 6 lat, czyli 

SK

72

.

087

60

1533

.

7

400

8

07

.

0

1

07

.

1

400

8

6

   

Przykład 2 

Niech  pozyskiwane  kwoty  pieniężne,  z  poziomu  pierwszego  roku 

K

400

8

1

,  będą  ulegać  zmniejszeniu  w 

każdym  roku,  według  rocznej  stopy 

03

.

0

ZK

r

.  Zakładając  roczną  stopę  kapitalizacji 

07

.

0

K

r

,  określić  sumę 

wszystkich kapitalizowanych kwot, na koniec szóstego roku. 

Rozwiązanie: 
Zgodnie ze wzorem (2.15) lub (2.16), obliczamy skorygowany współczynnik kapitalizacji za jeden rok, czyli 

0379

.

1

07

.

1

97

.

0

)

1

)(

1

(

K

ZK

KZ

r

r

q

 

Dla kwot pozyskiwanych na początek każdego roku, do realizacji formuły (2.10) wykorzystujemy parametry (2.15), 

za pomocą której określamy sumę kapitalizowanych kwot na koniec szóstego roku, czyli 

 

 

 

SK

16

.

303

59

0599

.

7

400

8

1

0379

.

1

1

0379

.

1

07

.

1

400

8

6

 

Dla kwot pozyskiwanych na koniec każdego roku, do realizacji formuły (2.10) wykorzystujemy parametry (2.16), za 

pomocą której określamy sumę kapitalizowanych kwot na koniec szóstego roku, czyli 

 

 

 

SK

04

.

424

55

5981

.

6

400

8

1

0379

.

1

1

0379

.

1

400

8

6

 
 
2.3. Dyskontowanie 

Dyskontowanie kwot pieniężnych stanowi również transformację wartości pieniądza w czasie, za pomocą której 

dokonuje się przeliczania wartości pieniądza z przyszłych okresów czasu (prognozowanych kwot) na teraźniejszy okres 
czasu. Formuła dyskontowania kwot pieniężnych bazuje na prognozowanej stopie dyskonta (dyskontowej), która będzie 
oznaczana symbolem 

)

(

D

r

. Stopa dyskonta definiuje się według następującej zależności: 

 

N

R

D

R

K

K

r

K

(

N

K

- nominalna (prognozowana) wartość kapitału, 

R

K

 - realna wartość kapitału 

1

(1

)

N

R

N

N

D

R

Ri

i

R

D

D

K

K

K

K

r

K

K

K

r

r

 

 

 

(2.17) 

gdzie: 

1

K

 - wartość kapitału (kwota pieniężna) prognozowana na koniec pierwszego interwału czasu, 

background image

 

01

K

- wartość kapitału przetransformowana na początek pierwszego interwału czasu, 

1

K

 - wartość kapitału (kwota pieniężna) prognozowana na koniec pierwszego interwału czasu, 

i

K

 - wartość kapitału (kwota pieniężna) prognozowana na koniec i-tego interwału czasu. 

Warto tutaj zaznaczyć, że zależności na stopę kapitalizacji i na stopę dyskonta zawierają różne wartości kapitału, czyli 

K

 i 

K

, stąd nie mogą być alternatywnie przekształcane. 

Jeżeli prognozowane na koniec ustalonego interwału czasu kwoty pieniężne (kapitału) będą oznaczane przez 

i

K

 

,  przy  czym  wskaźnik 

i

  będzie  odnosił  się  do  numeru  interwału  czasu  (np.  roku),  a  stopa  dyskonta  będzie  na 

jednakowym poziomie, to formuła dyskontowania pozyskiwanych kwot pieniężnych dla 

n

 interwałów czasu wyraża się 

następującym wzorem: 

n

i

n

D

n

n

D

n

D

D

i

r

K

r

K

r

K

r

K

K

1

1

1

2

2

1

)

1

(

1

)

1

(

1

......

)

1

(

1

)

1

(

1

   

 

(2.18) 

Po uwzględnieniu współczynnika dyskonta 

 

 

 

 

 

 

D

D

r

q

1

1

   

 

 

 

 

(2.18a) 

formułę (2.18) można zapisać następującym wzorem 

 

 

 

 

2

1

1

2

1

1

......

n

n

n

i

n

n

i

K

K q

K

q

K

q

K

q

 

 

 

 

(2.19) 

Dla  zmiennej  stopy  dyskonta 

)

(

i

D

r

  w  poszczególnych  interwałach  czasowych,  formuła  (2.18)  przyjmuje 

następująca postać: 

 

n

i

Dn

D

D

n

D

D

D

i

r

r

r

K

r

r

K

r

K

K

1

2

1

2

1

2

1

1

)

1

)....(

1

)(

1

(

1

......

)

1

)(

1

(

1

)

1

(

1

 (2.20) 

W  przypadku,  gdy  pozyskiwane  na  koniec  ustalonego  interwału  czasu  kwoty  pieniężne  będą  na  jednakowym 

poziomie

K

K

i

, wtedy w wzór (2.19) przyjmuje postać szeregu geometrycznego, czyli 

 

 

 

 

2

1

1

......

n

n

n

i

D

D

D

D

i

K

K q

K q

K q

K q

 

 

 

 

 

 

 

(2.21) 

Po  wykorzystaniu  rozważań  (2.8) 

(2.10),  dotyczących  sumy  wyrazów  ciągu  geometrycznego,  można  zapisać  dwie 

podstawowe formuły na dyskontowanie kwot pieniężnych przewidywanych w ustalonych interwałach czasu. 

Gdy przewidywane na początek każdego interwału czasu kwoty pieniężne będą na jednakowym poziomie 

K

, wtedy 

suma wszystkich dyskontowanych kwot na przestrzeni n interwałów czasu wyraża się następująca zależnością:  

1

)

1

(

1

)

1

(

1

1

n

D

D

n

D

D

n

D

r

r

r

K

q

q

K

SK

   

 

 

 

 

 

(2.22) 

Gdy przewidywane na koniec każdego interwału czasu kwoty pieniężne będą na jednakowym poziomie 

K

, wtedy 

suma wszystkich dyskontowanych kwot na przestrzeni n interwałów czasu wyraża się następująca zależnością:  

n

D

D

n

D

D

n

D

D

r

r

r

K

q

q

q

K

SK

)

1

(

1

)

1

(

1

1

 

 

 

 

 

 

(2.23) 

 

Wyprowadzone formuły (2.22) i (2.23) maja zastosowanie tylko w tych przypadkach, gdy pozyskiwane kwoty 

pieniężne oraz stopa dyskonta, we wszystkich interwałach rozważanego czasu, będą na jednakowym poziomie. 
 

Jeżeli  przewidywane  kwoty  pieniężne  będą  ulegały  zmianie,  w  poszczególnych  interwałach  czasu,  według 

funkcji wykładniczej, przy stałej stopie zmienności kapitału 

)

(

ZK

r

, czyli 

1

1

)

1

(

i

ZK

i

r

K

K

 

 

 

 

 

 

 

(2.24) 

wtedy sumę wszystkich  dyskontowanych kwot na  przestrzeni  n interwałów czasu  można wyrazić również za pomocą 
szeregu geometrycznego, którego parametry będą następujące: 

Dla kwot pieniężnych pozyskiwanych na początek każdego interwału czasu 

D

ZK

DZ

r

r

q

q

K

a

1

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

(2.25)   

Dla kwot pieniężnych pozyskiwanych na koniec każdego interwału czasu 

background image

 

D

ZK

DZ

D

r

r

q

q

r

K

a

1

1

1

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

(2.26) 

 

Znak (+) dotyczy przypadku, gdy przewidywana wartość kapitału ma ulegać wzrostowi, zaś znak (-) odnosi się 

do przypadku, gdy przewidywana wartość kapitału ma ulegać spadkowi. 
 
 
2.4. Przykłady liczbowe dla dyskontowania kwot pieniężnych 
 
Przykład 1 
 

Niech prognozowane w każdym roku kwoty pieniężne, reprezentujące dochody, będą na jednakowym poziomie 

K

400

8

. Zakładając roczną stopę dyskonta 

09

.

0

D

r

, określić z okresu 6 lat sumę wszystkich dyskontowanych 

kwot, na początek pierwszego roku prognozy. 
 

Rozwiązanie: 

 

Zgodnie ze wzorem (2.21) obliczamy współczynnik rocznego dyskonta 

9174

.

0

1

1

D

D

r

q

 

Dla kwot przewidywanych na początek każdego roku, realizujemy formułę (2.22), na podstawie której obliczymy 

sumę wszystkich dyskontowanych na początek pierwszego roku dochodów, za okres 6 lat, czyli 

SK

12

.

070

41

8893

.

4

400

8

9174

.

0

1

9174

.

0

1

400

8

6

 

 

Dla  kwot  przewidywanych  na  koniec  każdego  roku,  realizujemy  formułę  (2.23),  na  podstawie  której  obliczymy 

sumę wszystkich dyskontowanych na początek pierwszego roku dochodów, za okres 6 lat, czyli 

SK

36

.

677

37

4854

.

4

400

8

9174

.

0

1

9174

.

0

1

9174

.

0

400

8

6

 

 
Z porównania otrzymanych w obu przypadkach wartości SK  wynika, że sposób prognozowania dochodów (na początek 
lub na koniec roku) ma istotny wpływ na wynik ich dyskonta. W  analizowanym przykładzie różnice wartości SK są na 
poziomie 9 %. 
 
Przykład 2 
Niech  prognozowane  kwoty  pieniężne,  reprezentujące  dochody,  z  poziomu  pierwszego  roku 

K

400

8

1

podlegają 

wzrostowi,  według  rocznej  stopy 

03

.

0

ZK

r

.  Zakładając  roczną  stopę  dyskonta 

09

.

0

D

r

,  określić  z  okresu  6  lat 

sumę wszystkich kwot, dyskontowanych na początek pierwszego roku prognozy. 
 

Rozwiązanie: 

 

Zgodnie ze wzorem (2.25) lub (2.26) obliczamy skorygowany współczynnik rocznego dyskonta 

9450

.

0

1

1

D

ZK

DZ

r

r

q

 

Dla kwot przewidywanych na początek każdego roku, realizujemy dla wartości (2.26) formułę (2.23), na podstawie 

której obliczymy sumę wszystkich dochodów dyskontowanych na początek pierwszego roku, za okres 6 lat, czyli 

SK

04

.

958

43

2331

.

5

400

8

9450

.

0

1

9450

.

0

1

400

8

6

 

 

Dla kwot przewidywanych na koniec każdego roku, realizujemy dla wartości (2.25)  formułę (2.28), na podstawie 

której obliczymy sumę wszystkich dochodów dyskontowanych na początek pierwszego roku, za okres 6 lat, czyli 

6

1 0.9450

8400 0.9174

8400 4.8008

40 326, 02

1 0.9450

SK

 

 
Z porównania otrzymanych wartości SK  wynika, że w zależności od sposobu prognozowania dochodów (na początek 
lub na koniec roku),  otrzymujemy różnice w wynikach dyskontowania na poziomie 6 %.