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数学建模:投资问题

数学建模:投资问题
数学建模:投资问题

投资的收益与风险问题

摘要

对市场上的多种风险资产和一种无风险资产(存银行)进行组合投资策略的设计需要考虑两个目标:总体收益尽可能大和总体风险尽可能小,而这两个目标在一定意义上是对立的。

本文我们建立了投资收益与风险的双目标优化模型,并通过“最大化策略”,即控制风险使收益最大,将原模型简化为单目标的线性规划模型一;在保证一定收益水平下,以风险最小为目标,将原模型简化为了极小极大规划模型二;以及引入收益——风险偏好系数,将两目标加权,化原模型为单目标非线性模型模型三。然后分别使用Matlab的内部函数linprog,fminmax,fmincon对不同的风险水平,收益水平,以及偏好系数求解三个模型。

关键词:组合投资,两目标优化模型,风险偏好

2.问题重述与分析

3.市场上有种资产(如股票、债券、…)()供投资者选择,某公司有数额为的

一笔相当大的资金可用作一个时期的投资。公司财务分析人员对这种资产进行了评估,估算出在这一时期内购买的平均收益率为,并预测出购买的风险损失率为。考虑到投资越分散,总的风险越小,公司确定,当用这笔资金购买若干种资产时,总体风险可用所投资的中最大的一个风险来度量。

购买要付交易费,费率为,并且当购买额不超过给定值时,交易费按购买计算(不买当然无须付费)。另外,假定同期银行存款利率是, 且既无交易费又无风险。()

1、已知时的相关数据如下:

试给该公司设计一种投资组合方案,即用给定的资金,有选择地购买若干种资产或存银行生息,使净收益尽可能大,而总体风险尽可能小。

2、试就一般情况对以上问题进行讨论,并利用以下数据进行计算。

本题需要我们设计一种投资组合方案,使收益尽可能大,而风险尽可能小。并给出对应的盈亏数据,以及一般情况的讨论。

这是一个优化问题,要决策的是每种资产的投资额,要达到目标包括两方面的要求:净收益最大和总风险最低,即本题是一个双优化的问题,一般情况下,这两个目标是矛盾的,因为净收益越大则风险也会随着增加,反之也是一样的,所以,我们很难或者不可能提出同时满足这两个目标的决策方案,我们只能做到的是:在收益一定的情况下,使得风险最小的决策,或者在风险一定的情况下,使得净收益最大,或者在收益和风险按确定好的偏好比例的情况下设计出最好的决策方案,这

样的话,我们得到的不再是一个方案,而是一个方案的组合,简称组合方案。

设购买S i (i=0,1…….n;S 0表示存入银行,)的金额为x i ;所支付的交易费为c i (x i ),则:

0000()01, 2,

, ,()0i i i i i

i i i i

i i

x c x p u x u i n c x p x x u =??

=<<==??≥?

对S i 投资的净收益为:)()(i i i i i i x c x r x R -= (i =0,1,…,n )

对S i 投资的风险为: i i i i x q x Q =)( (i =0,1,…,n ),q 0=0 对S i 投资所需资金(即购买金额 x i 与所需的手续费 c i (x i ) 之和)是

)()(i i i i i x c x x f += (i =0,1,…,n )

投资方案用 x =(x 0,x 1,…,x n )表示,那么, 净收益总额为: 0

()()n

i

i

i R R x ==

∑x

总风险为:

)(x Q =)(min 0i i n

i x Q ≤≤

所需资金为: )()(0

i

n

i i

x f x F ∑==

所以,总收益最大,总风险最小的双目标优化模型表示为: ?

??

???≥=????

??-0,)()()(min x M x F x R x Q x

但是像这样的双目标模型用一般的方法很难求解出来的,所以经过分析把次模型转化为三种较简单

的单目标模型。

3.假设与模型

假设该公司在这一时期内是一次性投资;除交易费和投资费用外再无其他的费用开支;在这一时期市场发展基本上是稳定的;外界因素对投资的资产无较大影响;无其他的人为干预;社会政策无较大变化;公司的经济发展对投资无较大影响资产投资是在市场中进行的,市场是复杂多变的,是无法用数量或函数进行准确描述的,因此以上的假设是必要的,一般说来物价变化具有一定的周期性,社会政策也并非天天改变,公司自身的发展在稳定的情况下才会用额外的资金进行较大的风险的投资, 市场与社会的系统发展在一个时期内是良性的、稳定的,以上假设也是合理的。

3.1模型a

假设投资的风险水平是k,即要求总风险Q (x )限制在k 内,Q (x )k ≤,则模型可转化为:

max ()x R

s.t ()0,)(,≥=≤x M x F k x Q

3.2模型b

假设投资的收益水平是h ,即净收益总额)(x R 不少于 h :)(x R ≥h ,则模型可转化为:

)(min x Q

s.t 0,)(,)(≥=≥x M x F h x R

3.3模型c

假设投资者对风险和收益的相对偏好参数为ρ(≥0),则模型可转化为:

)()1()(min x R x Q ρρ--

s.t.0,)(≥=x M x F

3.4 模型求解及分析

由于交易费 c i (x i )是分段函数,使得上述模型中的目标函数或约束条件相对比较复杂,是一个非线性规划问题,难于求解. 但注意到总投资额 M 相当大,一旦投资资产 S i ,其投资额 x i 一般都会超过 u i ,于是交易费 c i (x i )可简化为线性函数

i i i i x p x c =)(

从而,资金约束简化为

()()(1)n n

i i i i i i F f x p x M ====+=∑∑x

净收益总额简化为

()()[()]()n n n

i i i i i i i i i i i i R R x r x c x r p x =====-=-∑∑∑x

在实际进行计算时,可设 M =1,此时

i y =(i p +1)i x (i =0,1,…,n )

可视作投资 S i 的比例.

以下的模型求解都是在上述两个简化条件下进行讨论的.

1)模型 a 的求解

模型 a 的约束条件 Q (x )≤k 即

00()max ()max()i i i i i n

i n

Q Q x q x ≤≤≤≤==x ≤k ,

所以此约束条件可转化为

k x q i i ≤ (i =0,1,…,n ).

这时模型 a 可化简为如下的线性规划问题:

max ()s.t. , =1, 2,

, (1)1, 0

n

i i i

i i i n

i

i

i r p x q x k i n p x

==-≤+=≥∑∑x

具体到 n =4 的情形,按投资的收益和风险问题中题中给定的数据,模型为:

43210185.0185.019.027.005.0m ax x x x x x ++++

s.t k x k x k x k x ≤≤≤≤4321026.0,055.0,015.0,025.0

0,1065.1045.102.101.143210≥=++++i x x x x x x (i =0,1, (4)

利用matlab7.1 求解模型a 输出结果是

{0.177638, {x0 -> 0.158192, x1 -> 0.2, x2 -> 0.333333, x3 -> 0.0909091,x4 -> 0.192308}}

这说明投资方案为(0.158192,0.2,0.333333,0.0909091,0.192308)时,可以获得总体风险不超过 0.005 的最大收益是 0.177638M .

当 k 取不同的值(0~0.025),风险与收益的关系见图1. 输出结果列表如下:

表1

模型1的计算结果

图1 模型1中风险k 与收益的关系

结合图1,对于风险和收益没有特殊偏好的投资者来说,应该选择图中曲线的拐点(0.006,0.2019),这时对的投资比例见表1的黑体所示。

从表1中的计算结果可以看出,对低风险水平,除了存入银行外,投资首选风险率最低的 S 2,然后是 S 1 和 S 4,总收益较低;对高风险水平,总收益较高,投资方向是选择净收益率(r i –p i )较大的 S 1 和 S 2.这些与人们的经验是一致的,这里给出了定量的结果.

2)模型 b 的求解

模型 b 本来是极小极大规划:

0min max()i i i n

q x ≤≤

s.t.

()n

i

i

i

i r p x

=-∑≥h

(1)1n

i

i

i p x

=+=∑ x ≥0

但是,可以引进变量 x n +1=0max()i i i n

q x ≤≤,将它改写为如下的线性规划:

风险 a

收益

1min()n x +

s.t 1+≤n i i x x q ,i =0,1,2,…,n ,

()n

i

i

i

i r p x

=-∑≥h ,

(1)1n

i

i

i p x

=+=∑, x ≥0

具体到 n =4 的情形,按投资的收益和风险问题中题中给定的数据,模型为:

min x 5

s.t 54535251026.0,055.0,015.0,025.0x x x x x x x x ≤≤≤≤

,185.0185.019.027.005.043210h x x x x x ≥++++

,0,1065.1045.102.101.143210≥=++++i x x x x x x (i =0,1, (5)

利用 matlab7.1 求解模型 b ,当 h 取不同的值(0.1~0.25),我们计算最小风险和最优决策,收益水平h 取,结果如表2所示,风险和收益的关系见图2. 从表2看出,对低收益水平,除了存入银行外,投资首选风险率最低的资产,然后是和,总收益当然较低。对高收益水平,总风险自然也高,应首选净收益率()最大的

这些与人们的经验是一致的。

表2

模型2的计算结果

图2 模型2中风险与收益h 的关系

结合图2,对于风险和收益没有特殊偏好的投资者来说,应该选择图中曲线的拐点(0.059,0.2),这时对的投资比例见表2的黑体所示。

3)模型 c 的求解

类似模型 b 的求解,我们同样引进变量 x n +1=0max()i i i n

q x ≤≤,将它改写为如下的线性规划:

min ρx n +1–(1–ρ)

()n

i

i

i

i r p x

=-∑

s.t 1+≤n i i x x q ,i =0,1,2,…,n

(1)1n

i

i

i p x

=+=∑ x ≥0

具体到 n =4 的情形,按投资的收益和风险问题题中给定的数据,模型为:

)185.0185.019.027.005.0)(1(m in 432105x x x x x x ++++--ρρ

s.t 54,535251026.0055.0,015.0,025.0x x x x x x x x ≤≤≤≤

0,1065.1045.102.101.143210≥=++++i x x x x x x (i =0,1, (5)

利用 matlab7.1 求解模型 c ,当 ρ 取不同的值(0.75~0.95),我们计算最小风险和最优决策 输出结果列表如下:

表3

模型3的计算结果

风险

收益

从图5可以看出,模型3的风险与收益关系与模型1和模型2的结果几乎完全一致。

图3 模型3中风险与收益的关系

风险

收益

图4模型3中风险与偏好系数的关系

图5 模型3中收益与偏好系数的关系

四 模型评价与推广

本文我们建立了投资收益与风险的双目标优化模型,通过控制风险使收益最大,保证收益使风险最小,以及引入收益——风险偏好系数,将两目标模型化为了单目标模型,并使用matlab7.1求解,所得结果具有一定的指导意义。

但是,本文没有讨论收益和风险的评估方法,在实际应用中还存在资产相关的情形,此时,用最大风险代表组合投资的风险未必合理,因此,对不同风险度量下的最优投资组合进行比较研究是进一步的改进方向。

0.75

0.8

0.850.9

0.951

偏好系数

风险

偏好系数

收益

五总结

历经两周的时间终于完成了这次课设,在这次实践课程中,我真的遇到了不少的问题,在同学,老师的帮助以及在图书馆和网站搜集资料,解决了所有遇到的问题。尤其在问题分析的过程中,是难度最大也是问题最多的环节,感觉总是把问题分析的不够全面透彻,经常顾及这个方面而忽视了另一方面,最后我请教了同学,终于完成了问题分析并且建立了模型。在完成这一环节后,接下来的任务都是我独立完成,也遇到了不少的困难,但都是较易解决的。通过这次实践,我确实学到了不少,学会了使用MATLAB,也知道了分析问题的方法。

六参考文献

[1]MATLAB程序设计与实例应用。张铮等。北京:中国铁道出版社,2003.10

[2]运筹学—方法与应用。吴风平。南京:河海大学出版社,2000.12

[3]《数学模型及方法》。李火林主编。江西高校出版社,1997.10

[4]数学建模教育及竞赛。甘筱青主编。南昌:江西高校出版社。2004.6

[5] 萧树铁,面向21世纪课程教材:大学数学数学实验,北京:高等教育出版社,1999.7.

[6]赫孝良,戴永红等编著,数学建模竞赛:赛题简析与论文点评,西安:西安交通大学出版社,2002.6.

[7]陈叔平,谭永基,一类投资组合问题的建模与分析,数学的实践与认识,(29)7:45-49,1999.

七附录

function result=qiujie()

%data为表格数据

data=[28 2.5 1 103

21 1.5 2 198

23 5.5 4.5 52

25 2.6 6.5 40];

data1=[9.6 42 2.1 181

18.5 54 3.2 407

49.4 60 6.0 428

23.9 42 1.5 549

8.1 1.2 7.6 270

14 39 3.4 397

40.7 68 5.6 178

31.2 33.4 3.1 220

33.6 53.3 2.7 475

36.8 40 2.9 248

11.8 31 5.1 195

9 5.5 5.7 320

35 46 2.7 267

9.4 5.3 4.5 328

15 23 7.6 131];

data=[[5 0 0 0];data]./100;%增加存银行

r=data(:,1);

q=data(:,2);

p=data(:,3);

% %模型一求解

% result=[];

% for a=0:0.01:0.5

% result=[result;moxing1(r,q,p,a)]; % end

% result=round(result.*10000)./10000; % plot(result(:,1),result(:,2))

% grid on

% xlabel('风险 )

% ylabel('收益')

% %模型二求解

% result=[];

% for k=0.1:0.01:0.4

% result=[result;moxing2(r,q,p,k)]; % end

% result=round(result.*10000)./10000; % plot(result(:,1),result(:,2))

% grid on

% xlabel('风险 ')

% ylabel('收益')

%模型三求解

result=[];

for s=0.76:0.01:0.97

result=[result;moxing3(r,q,p,s)]; end

result=round(result.*10000)./10000; figure(1)

plot(result(:,2),result(:,3))

grid on

xlabel('风险 ')

ylabel('收益')

pause

figure(2)

plot(result(:,1),result(:,2))

grid on

xlabel('偏好系数 ')

ylabel('风险')

pause

figure(3)

plot(result(:,1),result(:,3))

grid on

xlabel('偏好系数 ')

开放式基金的投资问题数学建模论文

开放式基金的投资问题 数学建模论文 Last revised by LE LE in 2021

2012高教社杯全国大学生数学建模竞赛 承诺书 我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则. 我们完全明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网 上咨询等)与队外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的 资料(包括网上查到的资料),必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺,严格遵守竞赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规 则的行为,我们将受到严肃处理。 我们参赛选择的题号是(从A/B/C/D中选择一项填写): C 我们的参赛报名号为(如果赛区设置报名号的话): 所属学校(请填写完整的全名):广西教院 参赛队员 (打印并签名) :1. 李开玲 2. 黄敏英 3. 米检辉 指导教师或指导教师组负责人 (打印并签名): 日期: 2012 年 9 月 2 日 赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):

2012高教社杯全国大学生数学建模竞赛 编号专用页 赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号): 全国评阅编号(由全国组委会评阅前进行编号):

开放式基金的投资问题 摘要 随着社会经济的发展,项目投资是商业的热点话题。本题要我们给出最佳投资方案,总资金18亿,对八个项目进行投资,,通过运用lingo 、matlab 软件得出结果,求得最大的利润和相应投资方案。 问题一:我们建立了线性规划模型Max=i i i x a ∑=8 1(a i 表示i 个项目的年利润 x i 表示对项目投资的次数),应用lingo 软件得如下方案及获得的总利润: 资总额都有上限,会出现项目之间的相互利润影响。在问题一的基础上,建立 划模型,max L ,Min i i i x b q W min =,为简化问题,固定投资风险,求总利润,把双目标转化为单目标: max L=p1x1+p2x2+p3x3+p4x4+p5x5+p6x6+p7x7+p8x8。引入风险度,运用matlab 软 一、问题重述 某开放式基金现有总额为18 亿元的资金可用于对8个项目进行选择性的投资。每个项目可以重复投资(即同时投资几份),据专家经验,对每个项目投资总额不能太高(有上限)。这些项目的投资额以及专家对投资一年后各项目所得 的利润估算,见表(一)如下所示。

数学建模 简单的投资问题

数学建模简单的投资问题 建模论文—— 2011114114 覃婧 资金投资问题 摘要: 投资公司对现有资金进行投资,采取在无风险情况下,周期投资规律以及周期回收的资金的情况下,求取在一定时期内所掌握的的最大资金,建立相关线性规划公式,运用matlab或者lingo软件进行相关求解,得出最好的投资方式以盈利最大。此类问题适用于金融投资、证券投资等相关行业。关键词: matlab 目标函数设计变量目标变量新投资最大值 正文 一、问题重述: 某投资公司有资金200万元,现想投资一个项目,每年的投资方案如下“假设第一年投入一笔资金,第二年又继续投入此资金的50%,那么第三年就可回收第一年投入资金的一倍的金额。”请给该公司决定最优的投资策略使第六年所掌握的资金最多。 二、问题分析: 该问题作为线性规划问题,题目中给定的投资方案可以理解为每年投资金额,两年作为一个投资周期,三年作为一个资金回收周期,即第三年回收资金,每一个投资周期中偶数年的投资额与前一年是有关的,而且从第三年开始,每一年的回收金额是前两年投资金额的两倍,故以此类推,我们可以得到每年所掌握的资金,以求得第n年所掌握的最大金额。 所以该模型的目标变量为每年所掌握的资金,而设计变量为每年所进行的新投资。 设表示第i年所进行新投资的的资金,表示第i年所掌握的资金,xyii

(i=1,2,3,...n)则有: y,200,x第一年 11 3xx11200200y,,x,,x,,,x第二年: 212222 xx312y,200,,x,,x,2x第三年: 323122 xx3112y,200,,,x,x,x,2x第四年: 43342222 xx3112y,200,,,x,x,x,2x,x 第五年: 5344352222 13xxx1252002y,,,,x,x,x,,x 第六年: 6344622222 以此类推: xxx3n12,4y,200,,,...,,x,2x第n-1年: n,1n,3n,32222 xxx3n12,3y,200,,,...,,x,2x第n年: nn,2n,22222三、模型假设: 1(该投资模型实在稳定的经济条件下进行,没有任何风险; 2(每年的投资项目固定不变,不会有资金的额外转移; 3(每年所回收的资金都是依据题目条件固定的纯收益; 4. 每年的资金投资是连续的,是可以进行零投资的; 5. 新的投资不影响旧的投资。 四、符号定义与说明: 1. 表示第i年所进行新投资的的资金, xi 2.表示第i年所掌握的资金,(i=1,2,3,...n); yi 3. 表示最初手头上的资金。 y0 五、模型求解: 根据线性模型中目标变量与设计变量的线性关系我们可以得出该模型的线性公式为: xxx3n12,3max(200,,,...,,x,2x) n,2n,22222 x,200 1 x1,x,200,x 212

13077-数学建模-投资的收益和风险问题

投资的收益和风险问题 某公司现有数额为20亿的一笔资金可作为未来5年内的投资资金,市场上有8个投资项目(如股票、债券、房地产、…)可供公司作投资选择。其中项目1、项目2每年初投资,当年年末回收本利(本金和利润);项目3、项目4每年初投资,要到第二年末才可回收本利;项目5、项目6每年初投资,要到第三年末才可回收本利;项目7只能在第二年年初投资,到第五年末回收本利;项目8 只能在第三年年初投资,到第五年末回收本利。 一、公司财务分析人员给出一组实验数据,见表1。 试根据实验数据确定5年内如何安排投资?使得第五年末所得利润最大? 二、公司财务分析人员收集了8个项目近20年的投资额与到期利润数据,发现:在具体对这些项目投资时,实际还会出现项目之间相互影响等情况。 8个项目独立投资的往年数据见表2。同时对项目3和项目4投资的往年数据;同时对项目5和项目6投资的往年数据;同时对项目5、项目6和项目8投资的往年数据见表3。(注:同时投资项目是指某年年初投资时同时投资的项目) 试根据往年数据,预测今后五年各项目独立投资及项目之间相互影响下的投资的到期利润率、风险损失率。 三、未来5年的投资计划中,还包含一些其他情况。 对投资项目1,公司管理层争取到一笔资金捐赠,若在项目1中投资超过20000万,则同时可获得该笔投资金额的1%的捐赠,用于当年对各项目的投资。 项目5的投资额固定,为500万,可重复投资。 各投资项目的投资上限见表4。 在此情况下,根据问题二预测结果,确定5年内如何安排20亿的投资?使得第五年末所得利润最大? 四、考虑到投资越分散,总的风险越小,公司确定,当用这笔资金投资若干种项目时,总体风险可用所投资的项目中最大的一个风险来度量。 如果考虑投资风险,问题三的投资问题又应该如何决策? 五、为了降低投资风险,公司可拿一部分资金存银行,为了获得更高的收益,公司可在银行贷款进行投资,在此情况下,公司又应该如何对5年的投资进行决策?

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投资的收益与风险问题 摘要 对市场上的多种风险资产和一种无风险资产(存银行)进行组合投资策略的设计需要考虑两个目标:总体收益尽可能大和总体风险尽可能小,而这两个目标在一定意义上是对立的。 本文我们建立了投资收益与风险的双目标优化模型,并通过“最大化策略” ,即控制风险使收益最大,将原模型简化为单目标的线性规划模型一;在保证一定收益水平下,以风险最小为目标,将原模型简化为了极小极大规划模型二;以及引入收益——风险偏好系数,将两目标加权,化原模型为单目标非线性模型模型三。然后分别使用Matlab 的内部函数linprog ,fminmax ,fmincon 对不同的风险水平,收益水平,以及偏好系数求解三个模型。 关键词:组合投资,两目标优化模型,风险偏好

2?问题重述与分析 3.市场上有”种资产(如股票、债券、,).:0 丨.小供投资者选择,某公司有数额为匸的 一笔相当大的资金可用作一个时期的投资。公司财务分析人员对这种资产进行了评估,估算出在 这一时期内购买?「的平均收益率为c,并预测出购买T的风险损失率为%。考虑到投资越分散,总的风险越小,公司确定,当用这笔资金购买若干种资产时,总体风险可用所投资的:中最大的一个风 险来度量。 购买」要付交易费,费率为;■.,并且当购买额不超过给定值?;..时,交易费按购买■;.计算(不买当然无须付费)。另外,假定同期银行存款利率是:,且既无交易费又无风险。(? 1、已知" ;时的相关数据如下: 试给该公司设计一种投资组合方案,即用给定的资金有选择地购买若干种资产或存银行生息, 使净收益尽可能大,而总体风险尽可能小。 2、试就一般情况对以上问题进行讨论,并利用以下数据进行计算。 本题需要我们设计一种投资组合方案,使收益尽可能大,而风险尽可能小。并给出对应的盈亏数 据,以及一般情况的讨论。 这是一个优化问题,要决策的是每种资产的投资额,要达到目标包括两方面的要求:净收益最大和总 风险最低,即本题是一个双优化的问题,一般情况下,这两个目标是矛盾的,因为净收益越大则风险也会随着增加,反之也是一样的,所以,我们很难或者不可能提出同时满足这两个目标的决策方案,我们只能做到的是:在收益一定的情况下,使得风险最小的决策,或者在风险一定的情况下,使得净收益最大,或者在收益和风险按确定好的偏好比例的情

数学建模投资问题

某银行经理计划用一笔资金进行有价证劵的投资,可供购进的证劵以及其信用等级、到期年限、收益如下表所示。按照规定,市政证劵的收益可以免税,其他证劵的收益需按照50%的税率纳税。此外还有以下限制: (1)政府及代办机构的证劵总共至少要购进400万元; (2)所购证劵的平均信用等级不超过1.4(信用等级数字越小,信用程度越高); (2)如果能够以2.75%的利率借到不超过100万元资金,该经理应如何操作? (3)在1000万元资金情况下,若证劵A的税前收益增加为4.5%,投资应否改变?若证劵C的税前收益减少为4.8%,投资应否改变? 2.模型的假设 (1)假设该投资为连续性投资,即该经理投资不会受到年限过长而导致资金周转困难的 影响; (2)假设证劵税收政策稳定不变而且该经理优先考虑可以免税的市政证劵的情况下再考 虑其他证劵种类以节约成本; (3)假设各证劵之间相互独立而且各自的风险损失率为零。 (4)假设在经理投资之后,各证劵的信用等级、到期年限都没有发生改变; (5)假设投资不需要任何交易费或者交易费远远少于投资金额和所获得的收益,可以忽 略不计; (6)假设所借贷资金所要支付的利息不会随时间增长,直接等于所给的利率乘上借贷资 金。 3.符号说明 X1:投资证劵A的金额(百万元); X2:投资证劵A的金额(百万元); X3:投资证劵A的金额(百万元); X4:投资证劵A的金额(百万元); X5:投资证劵A的金额(百万元); Y:投资之后所获得的总收益(百万元);

对于该经理根据现有投资趋势,为解决投资方案问题,运用连续性投资模型,根据所给的客观的条件,来确定各种投资方案,并利用线性规划模型进行选择方案,以获得最大的收益。 问题一,该经理优先考虑可以免税的市政证劵的情况下再考虑其他证劵种类以节约成本,我们可以在所提出的假设都成立的前提下(尤其是假设所借贷资金所要支付的利息不会随时间增长,直接等于所给的利率乘上借贷资金)以及综合考虑约束资金和限制条件,将1000万元的资金按照一定的比例分别投资个各种证劵。而该如何分配呢?怎样地分配才是最合理的呢?我们通过建立一个线性规划模型来解决这个问题。由所给的表格知证劵A(市政),B(代办机构),C(政府),D(政府),E(市政)的信用等级分别为2,2,1,1,5,到期年限分别为9,15,4,3,2,1,到期税前收益(%)分别为4.3,5.4,5.0,4.4,4.5(市政证劵的收益可以免税,其他的收益按50%的税率纳税)以及政府及代办机构的证券总共至少要购进400万元,所购证券的平均信用等级不超过1.4(信用等级数字越小,信用程度越高),所购证券的平均到期年限不超过5年这三个约束条件,不妨设投资证劵A,B,C,D,E的金额分别为x1,x2,x3,x4,x5,建立线性规划模型,用lingo或者lindo软件求解即可得出最优投资方案和最大利润。 问题二中的解决方法和问题一中的解决方法是一样的,只不过在求解时需要进行灵敏度分析利用问题一的模型,把借贷的1百万元在投资后所获得的收益与借贷所要付出的利息作比较,即与2.75%的利率借到的1百万元资金的利息比较,若大于,则应借贷;反之,则不借贷。若借贷,投资方案需将问题一模型的第二个约束条件右端10改为11,用lingo软件求解即可得出最优方案以及最大收益。 而对问题三,是否该改变要看最优解是否改变,如果各证劵所对应的字数在最优解不变的条件下目标函数允许的变化范围内,则不应该改变投资方案,反之则改变投资方案。即证劵A所对应的系数只取决于到期税前收益,而证劵C所对应的系数取决于到期税前收益和其收益所需的税额。同样的通过在问题一的灵敏度分析结果中可以知道最优解不变的条件下目标函数系数所允许的变化范围,根据题中证劵A和证劵C所对应的系数系数改变即可决定投资方案是否应改变。 5.模型的建立与求解 问题一的求解: 在提出的假设条件成立的前提下,根据题目给出的限制条件以及各种证劵的信息(政府及代办机构的证劵总共至少要购进4百万元;所购证劵的平均信用等级不超过1.4;所购证劵的平均到期年限不超过5年),设投资证劵A、证劵B、证劵C、证劵D、证劵E 的金额分别为:X1、X2、X3、X4、X5(百万元),投资之后获得的总收益为Y百万元。对于平均信用等级和平均到期年限的求解,我们可以用加权算术平均值的算法求得,即用各个信用等级(平均到期年限)乘以相应的权,然后相加,所得之和再除以所有的权之和。在1000万元的资金约束条件下,另外考虑到证劵B、C、D的收益都需按照50%的税率纳税,我们可以建立如下的线性规划模型: Max Y=0.043X1+(0.054*0.5)X2+(0.05*0.5)X3+(0.044*0.5)X4+0.045X5 S.t. X2+X3+X4>=4 X1+X2+X3+X4+X5<=10

公司的投资问题数学建模

公司的投资问题模型 摘要 本问题是在资金总额固定的情况下对一批项目进行投资,以获得最大经济效益,是一类投资组合的决策问题,属于优化问题。 对问题一:我们采用线性规划的方法求解。设X项目第i年初的投资额为,每年末收回所有可收回的本利,第二年初再对所有能够投资的项目进行考察,X i 约束条件为资金总额和各项目的投资限制。目标是五年末的总利润最大。以此建 对问题二:我们用EXCLE对8个项目近20年的单独和同时两种情况投资额与到期利润数据进行处理,得到8个项目在不同情况下利润率的时间序列。用DPS软件对每个项目不同情况的利润率时间序列进行时间序列分析,对单独投资的情况建立MA(1)模型进行预测,结果见附录。对同时投资的情况建立ARMA(3,1)模型预测,结果见模型求解。并对两种情况的预测进行了预测优度分析。 对问题三:我们用线性规划的模型求解。对问题中出现的是否有捐赠,是否为同时投资的情况建立4个(0,1)规划模型考虑所有的可能情形。设第i年初 ,年末收回所有可收回的本利,年初对所有可投资的项目考对项目X的投资为X i 察,以投资额和投资上限为限制建立约束条件,目标为五年末的总利润最大。建 风险和最大利润两个优化目标,由于两个目标相矛盾,于是转化为单目标优化模型,在不同的风险下求最大利润,及对应的5年投资方案,绘制出风险与最大利润的曲线图,以供不同风险偏好的投资者决策。结果见模型求解。 对问题五:我们将投资额在10亿和30亿之间进行变动,计算在不同投资总额情况下的最大利润及对应的风险大小。发现将资金存银行风险小利润也很小,而从银行贷款利润增幅很大但风险并没有明显增加,我们鼓励公司从银行贷款,并计算出最佳贷款额,在此最佳贷款额下我们又计算出不同风险下的最大利润及5年投资方案,绘制出风险与最大利润曲线图以供不同风险偏好者选择。 关键词:线性规划、时间序列、预测优度、01规划、多目标优化、风险偏好。

数学建模进行投资最优化

. . 资产最优组合 摘要 本文在充分分析数据的基础上,运用了模糊评价评估产品近期表现的优劣性,利用线性规划模型对多种金融产品进行组合,得到最优解,最后对模型进行评价。 问题一:基于模糊评价模型。本文使用累计收益率、本月平均涨幅、β系数(风险指标)3个指标,建立评估模型,来评估金融产品近期的优劣性表现。首先用层次分析法给出各项评估指标的权重并进行对指标一致性检验,再用熵权法对权重值进行修正;然后建立评估模型,利用模糊评价法得出景顺长城需增长、中邮战略新兴产业、华夏现金增利货币、工银货币、华能国际(稳健型)、万向钱潮(波动型)、*ST 中华A (ST 型)、国债⑺、万业债的模糊评估指标分别为 [] 0.00971 0.00484 0.00072 0.00090 0.34040 0.45785 0.17205 0.00332 0.01022通过以上数据比较可知,股票的表现明显优于债券和基金。 问题二:首先构建线性规划模型,通过收益最大目标函数和约束条件,求解出最优产品组合。其次求解收益对应的β系数,绘出收益和风险的折线图。根据图示,找到风险变化一单位得到最大收益处的值,得到最优解:选择华能国际(稳健型)、万向钱潮(波动型)、国债⑺、万业债、中邮战略新兴产业、华夏现金增利货币的投资量为:3716.556、3752.874、3819.063、52.10025、109.8907、541.8917、41.32636 问题三:本文在对选取的指标运用层次分析法赋予权重后,用熵权法对权值进行修正,使权值更为准确。同时,利用综合评价得出产品的近期优劣性表现。但是,本文β系数求解考虑较为单一,β系数的计算公式可以根据产品公司进行修改。 本文运用EXCEL 统计了大量数据,利用SPSS 软件进行数据分析,使用MATLAB 进行模型求解,使得模型更具合理性,可行性和科学性。 关键词:层次分析,一致性检验,熵值取权,模糊评价, 线性规划

数学建模:投资问题培训资料

数学建模:投资问题

投资的收益与风险问题 摘要 对市场上的多种风险资产和一种无风险资产(存银行)进行组合投资策略的设计需要考虑两个目标:总体收益尽可能大和总体风险尽可能小,而这两个目标在一定意义上是对立的。 本文我们建立了投资收益与风险的双目标优化模型,并通过“最大化策略”,即控制风险使收益最大,将原模型简化为单目标的线性规划模型一;在保证一定收益水平下,以风险最小为目标,将原模型简化为了极小极大规划模型二;以及引入收益——风险偏好系数,将两目标加权,化原模型为单目标非线性模型模型三。然后分别使用Matlab的内部函数linprog,fminmax,fmincon对不同的风险水平,收益水平,以及偏好系数求解三个模型。 关键词:组合投资,两目标优化模型,风险偏好

2.问题重述与分析 3.市场上有种资产(如股票、债券、…)(供投资者选择,某公司有数 额为的一笔相当大的资金可用作一个时期的投资。公司财务分析人员对这种资产进行了评估,估算出在这一时期内购买的平均收益率为,并预测出购买的风险损失率为。考虑到投资越分散,总的风险越小,公司确定,当用这笔资金购买若干种资产时,总体风险可用所投资的中最大的一个风险来度量。 购买要付交易费,费率为,并且当购买额不超过给定值时,交易费按购买计算(不买当然无须付费)。另外,假定同期银行存款利率是, 且既无交易费又无风险。() 1、已知时的相关数据如下: 试给该公司设计一种投资组合方案,即用给定的资金,有选择地购买若干种资产或存银行生息,使净收益尽可能大,而总体风险尽可能小。 2、试就一般情况对以上问题进行讨论,并利用以下数据进行计算。

大学基金投资的数学建模

大学基金投资的数学建模 摘要: 在如今高速发展的社会下,数学应用对于企业的生产、投资和规划有着不可缺少的作用。本文是关于学校基金最优化的建模——在一段时期内,如何合理地投资基金使得每年的收益最多,从而达到每年的奖金最多。 在建模的问题分析中,关于基金的最优使用方案可以转化为求n年如何把基金投入不同期限的投资项目,所得利息最大的分配问题。在满足每年能发下相同奖学金的前提下,应尽可能的投入期限长的投资最大化收益,同时在多种不同的投资组合中分析计算出1到10年的最佳组合。 对于本文的问题,可以做成简单的数学模型。对于基金M使用n年的情况, 可以把M分成n分,其中把第i(i=1,2,3,…,10)份基金 M投资期限为i年,那么 i 只有当 M按最佳投资策略投资i年后的本金与收益金的和作为该年的奖金,且把i 基金Mn按照最佳的方案投资n年后的本金与收益的和等于当年的奖金与原基金M之和时,每年的发放奖金数达到最大。 问题1:如果仅考虑把全部的基金都投入科研。可以选择出n=10内的基金投资组合的最佳分配,利用上述原理得到一个多元方程组,问题也转为解多元方程的问题,用Lingo软件求解。 问题2:如果仅考虑将全部经费投入到科研也可投入教学,类似问题1,只是多了三种投资期限,同理也可选择出N年内的最佳组合,列出方程组,用Lingo 软件解出最优解。 问题3:如果将全部的基金的一部分投入科研,另一部分投入教学,并要求第14年末的奖学金比其他年度多30%,同样也是选择最佳的投资组合,列出方程,用Lingo软件解出。 关键字: 基金数学模型科研教学 一、问题重述 某大学获得了一笔数额为M元的经费,打算将其投入到学校教学或科研中。经行家分析,投入到科研上,这笔经费给学校带来的年平均收益情况见下表1(譬如某人或学科组申请到此基金的一部分作为科研经费,申请时间3个月,3个月期满必须归还校基金会)。 表1:科研基金年平均收益率(%)

数学建模投资收益和风险的模型

数学建模投资收益和风险 的模型 Modified by JEEP on December 26th, 2020.

投 资收益和风险的模型 摘要 在现代商业、金融的投资中,任何理性的投资者总是希望收益能够取得最大化,但是他也面临着不确定性和不确定性所引致的风险。而且,大的收益总是伴随着高的风险。在有很多种资产可供选择,又有很多投资方案的情况下,投资越分散,总的风险就越小。为了同时兼顾收益和风险,追求大的收益和小的风险构成一个两目标决策问题,依据决策者对收益和风险的理解和偏好将其转化为一个单目标最优化问题求解。随着投资者对收益和风险的日益关注,如何选择较好的投资组合方案是提高投资效益的根本保证。传统的投资组合遵循“不要将所有的鸡蛋放在一个蓝子里”的原则, 将投资分散化。 一 问题的提出 某公司有数额为M (较大)的资金,可用作一个时期的投资,市场上现有5种资产(i S )(如债券、股票等)可以作为被选的投资项目,投资者对这五种资产进行评估,估算出在这一段时期内购买i S 的期望收益率(i r )、交易费率(i p )、风险损失率(i q )以及同期银行存款利率0r (0r =3%)在投资的这一时期内为定值如表1,不受意外因素影响,而净收益和总体风险只受i r ,i p ,i q 影响,不受其他因素干扰 。现要设计出一种投资组合方案, 使净收益尽可能大, 风险尽可能小. 表1 i i i i 存银行0S 3 0 0 27 1 22 2 25 23

21 2 其中0,1,2,3,4,5.i = 二 问题假设及符号说明 问题假设 (1)总体风险可用投资的这五种中最大的一个风险来度量; (2)在投资中,不考虑通货膨胀因素, 因此所给的i S 的期望收益率i r 为实际的平均收益 率; (3)不考虑系统风险, 即整个资本市场整体性风险, 它依赖于整个经济的运行情况, 投 资者无法分散这种风险, 而只考虑非系统风险, 即投资者通过投资种类的选择使风险有所分散; (4)不考虑投资者对于风险的心理承受能力。 符号说明 i x :购买第i 种资产的资金数额占资金总额的百分比; i Mx :购买第i 种资产的资金数额; 0Mx :存银行的金额; ()i f x :交易费用; R :净收益; Q :总体风险; i ρ:第i 种投资的净收益率。 三 模型的分析与建立 令交易费用 则净收益为 总体风险为 约束条件为 可以简化约束条件为

数学建模简单的投资问题

建模论文——2011114114 覃婧 资金投资问题 摘要:投资公司对现有资金进行投资,采取在无风险情况下,周期投资规律以及周期回收的资金的情况下,求取在一定时期内所掌握的的最大资金,建立相关线性规划公式,运用matlab或者lingo软件进行相关求解,得出最好的投资方式以盈利最大。此类问题适用于金融投资、证券投资等相关行业。 关键词:matlab 目标函数设计变量目标变量新投资最大值

正文 一、 问题重述: 某投资公司有资金200万元,现想投资一个项目,每年的投资方案如下“假设第一年投入一笔资金,第二年又继续投入此资金的50%,那么第三年就可回收第一年投入资金的一倍的金额。”请给该公司决定最优的投资策略使第六年所掌握的资金最多。 二、 问题分析: 该问题作为线性规划问题,题目中给定的投资方案可以理解为每年投资金额,两年作为一个投资周期,三年作为一个资金回收周期,即第三年回收资金,每一个投资周期中偶数年的投资额与前一年是有关的,而且从第三年开始,每一年的回收金额是前两年投资金额的两倍,故以此类推,我们可以得到每年所掌握的资金,以求得第n 年所掌握的最大金额。 所以该模型的目标变量为每年所掌握的资金,而设计变量为每年所进行的新投资。 设x i 表示第i 年所进行新投资的的资金,y i 表示第i 年所掌握的资金, (i=1,2,3,...n )则有: 第一年 11200x y -= 第二年:21 21 122 32002 200x x x x x y -- =---= 第三年:13221322 23200x x x x x y +----= 第四年:243321 422 1 232 200x x x x x x y +---- += 第五年:534432 1 522 1 2322200x x x x x x x y -+--- + += 第六年:654432 1 62 223 2122 200x x x x x x x y --+-+ + + = 以此类推: 第n-1年:334 2 1 122 3 2 ...2 2 200----+- + ++ + =n n n n x x x x x y

数学建模 投资的风险和效益

多目标优化 摘要:对市场上的多种风险投资和一种无风险资产(存银行)进行组合投资策略 的的设计需要考虑连个目标,总体收益尽可能大和总体风险尽可能小,然而,这两目标并不是相辅相成的,在一定意义上是对立的。 模型一应用多目标决策方法建立模型,以投资效益没目标,对投资问题建立个一个优化模型,不同的投资方式具有不同的风险和效益,该模型根据优化模型的原理,提出了两个准则,并从众多的投资方案中选出若干个,使在投资额一定的条件下,经济效益尽可能大,风险尽可能小。 模型二给出了组合投资方案设计的一个线性规划模型,主要思想是通过线性加权综合两个设计目标:假设在投资规模相当大的基础上,将交易费函数近似线性化,通过决策变量化解风险函数的非线性。 【关键字】:经济效益线性规划模型有效投资方案线性加权 1.问题重述 投资的效益和风险(1998年全国大学生数学建模竞赛A题) 市场上有n种资产(如股票、债券、…)S i ( i=1,…n) 供投资者选择,某公司有数额为M的一笔相当大的资金可用作一个时期的投资。公司财务分析人员对这n种 资产进行了评估,估算出在这一时期内购买Si的平均收益率为 i r并预测出购买Si 的风险损失率为 i q。考虑到投资越分散,总的风险越小,公司确定,当用这笔资金 购买若干种资产时,总体风险用所投资的S i 中最大的一个风险来度量。 购买S i 要付交易费,费率为 i p,并且当购买额不超过给定值i u时,交易费按 购买 i u计算(不买当然无须付费)。另外,假定同期银行存款利率是0r, 且既无交 易费又无风险。( r=5%)已知n = 4时的相关数据如下: 试给该公司设计一种投资组合方案,即用给定的资金M,有选择地购买若干种资产或存银行生息,使净收益尽可能大,而总体风险尽可能小。

数学建模 投资收益和风险的模型

投 资收益和风险的模型 摘要 在现代商业、金融的投资中,任何理性的投资者总是希望收益能够取得最大化,但是他也面临着不确定性和不确定性所引致的风险。而且,大的收益总是伴随着高的风险。在有很多种资产可供选择,又有很多投资方案的情况下,投资越分散,总的风险就越小。为了同时兼顾收益和风险,追求大的收益和小的风险构成一个两目标决策问题,依据决策者对收益和风险的理解和偏好将其转化为一个单目标最优化问题求解。随着投资者对收益和风险的日益关注,如何选择较好的投资组合方案是提高投资效益的根本保证。传统的投资组合遵循“不要将所有的鸡蛋放在一个蓝子里”的原则, 将投资分散化。 一 问题的提出 某公司有数额为M (较大)的资金,可用作一个时期的投资,市场上现有5种资产(i S )(如债券、股票等)可以作为被选的投资项目,投资者对这五种资产进行评估,估算出在这一段时期内购买i S 的期望收益率(i r )、交易费率(i p )、风险损失率(i q )以及同期银行存款利率0r (0r =3%)在投资的这一时期内为定值如表1,不受意外因素影响,而净收益和总体风险只受i r ,i p ,i q 影响,不受其他因素干扰 。现要设计出一种投资组合方案, 使净收益尽可能大, 风险尽可能小. 表1 投资项目i S 期望收益率(%)i r 风险损失率(%)i q 交易费率(%)i p 存银行0S 3 0 0 27 2. 4 1 22 1.6 2 2 5 5.2 4.5 23 2.2 6.5 21 1.5 2

其中0,1,2,3,4,5.i = 二 问题假设及符号说明 2.1 问题假设 (1)总体风险可用投资的这五种中最大的一个风险来度量; (2)在投资中,不考虑通货膨胀因素, 因此所给的i S 的期望收益率i r 为实际的平均收益率; (3)不考虑系统风险, 即整个资本市场整体性风险, 它依赖于整个经济的运行情况, 投 资者无法分散这种风险, 而只考虑非系统风险, 即投资者通过投资种类的选择使风险有所分散; (4)不考虑投资者对于风险的心理承受能力。 2.2 符号说明 i x :购买第i 种资产的资金数额占资金总额的百分比; i Mx :购买第i 种资产的资金数额; 0Mx :存银行的金额; ()i f x :交易费用; R :净收益; Q :总体风险; i ρ:第i 种投资的净收益率。 三 模型的分析与建立 令交易费用 则净收益为 总体风险为 约束条件为 可以简化约束条件为 同时将5 0(1)i i i M M p x ==+∑代入,得 略去M,原问题化为双目标决策问题: 05 min max i i i Q x q ≤≤= (3.1) 以下设0i i r p ->,否则不对该资产投资。 四 模型的求解 4.1 固定R 使Q 最小的模型 固定R 使Q 最小,将模型(3.1)化为

最新数学建模—投资的收益和风险问题

数学建模二 学号: 姓名: 班级:

投资的收益和风险问题 摘要:某投资公司现有一大笔资金(8000万),可用作今后一段时间的 r,风险市场投资,假设可供选择的四种资产在这一段时间的平均收益率分别为 i q。考虑到投资越分散,总的风险越小,公司确定,当用这笔资金损失率分别为 i 购买若干种资产时,总体风险可用所投资的资产中最大的一个风险来度量。另外, r =5%。具体数据如下表: 假定同期银行存款利率是 对于第一问,我建立了一个优化的线性规划模型,得到了不错的结果。假设5年的投资时间,我认为五年末所得利润最大可为:37.94亿。具体如何安排未来一段时间内的投资,请看下面的详细解答。 如果可供选择的资产有如下15种,可任意选定投资组合方式,就一般情况对以上问题进行讨论,结果又如何?

对于第二问,考虑独立投资各个项目的到期利润率,通过分析,发现数据中 存在着相互的联系。由此,我建立了一个统计回归模型: x5=a0+a1*x4+a2*x3+a3*x2+a4*x1+a5*x1^2+a6*x2^2+a7*x3^2+a8*x4^2 通过这个模型,我预测了今后5年各个项目的到期利润率。如第一个项目今后五 年的到期利润率为:第一年:0.1431 第二年:0.1601 第三年:0.0605 第四年:0.1816 第五年: 0.1572。(其他几个项目的预测祥见下面的解答) 考虑风险损失率时,定义计算式为:f=d*p;d为该项目5年内的到期利润率的标 准差,p为到期利润率; 考虑相互影响各个项目的到期利润率时,我们在第一个模型的基础上建立一新的 模型: x5=a10+a11*x4+a12*x3+a13*x2+a14*x1+a15*y5 y5=a20+a21*y4+a22*y3+a23*y2+a24*y1+a25*x5 (两个项目互相影响的模型) x5=a10+a11*x4+a12*x3+a13*x2+a14*x1+a15*y5+a16*z5

数学建模-投资收益和风险的模型

投资收益和风险的模型 摘要 在现代商业、金融的投资中,任何理性的投资者总是希望收益能够取得最大化,但是他也面临着不确定性和不确定性所引致的风险。而且,大的收益总是伴随着高的风险。在有很多种资产可供选择,又有很多投资方案的情况下,投资越分散,总的风险就越小。为了同时兼顾收益和风险,追求大的收益和小的风险构成一个两目标决策问题,依据决策者对收益和风险的理解和偏好将其转化为一个单目标最优化问题求解。随着投资者对收益和风险的日益关注,如何选择较好的投资组合方案是提高投资效益的根本保证。传统的投资组合遵循“不要将所有的鸡蛋放在一个蓝子里”的原则, 将投资分散化。 一 问题的提出 某公司有数额为M (较大)的资金,可用作一个时期的投资,市场上现有5种资产(i S )(如债券、股票等)可以作为被选的投资项目,投资者对这五种资产进行评估,估算出在这一段时期内购买i S 的期望收益率(i r )、交易费率(i p )、风险损失率(i q )以及同期银行存款利率0r (0r =3%)在投资的这一时期内为定值如表1,不受意外因素影响,而净收益和总体风险只受i r ,i p ,i q 影响,不受其他因素干扰 。现要设计出一种投资组合方案, 使净收益尽可能大, 风险尽可能小. 表1 投资项目i S 期望收益率(%)i r 风险损失率(%)i q 交易费率(%)i p 存银行0S 3 0 0 1S 27 2.4 1

2S 22 1.6 2 3S 25 5.2 4.5 4S 23 2.2 6.5 5S 21 1.5 2 其中0,1,2,3,4,5.i = 二 问题假设及符号说明 2.1 问题假设 (1)总体风险可用投资的这五种中最大的一个风险来度量; (2)在投资中,不考虑通货膨胀因素, 因此所给的i S 的期望收益率i r 为实际的平均收益率; (3)不考虑系统风险, 即整个资本市场整体性风险, 它依赖于整个经济的运行情况, 投资者无法分散这种风险, 而只考虑非系统风险, 即投资者通过投资种类的选择使风险有所分散; (4)不考虑投资者对于风险的心理承受能力。 2.2 符号说明 i x :购买第i 种资产的资金数额占资金总额的百分比; i Mx :购买第i 种资产的资金数额; 0Mx :存银行的金额; ()i f x :交易费用; R :净收益; Q :总体风险; i ρ:第i 种投资的净收益率。 三 模型的分析与建立 令交易费用

数学建模进行投资最优化

资产最优组合 摘要 本文在充分分析数据的基础上,运用了模糊评价评估产品近期表现的优劣性,利用线性规划模型对多种金融产品进行组合,得到最优解,最后对模型进行评价。 问题一:基于模糊评价模型。本文使用累计收益率、本月平均涨幅、β系数(风险指标)3个指标,建立评估模型,来评估金融产品近期的优劣性表现。首先用层次分析法给出各项评估指标的权重并进行对指标一致性检验,再用熵权法对权重值进行修正;然后建立评估模型,利用模糊评价法得出景顺长城内需增长、中邮战略新兴产业、华夏现金增利货币、工银货币、华能国际(稳健型)、万向钱潮(波动型)、*ST中华A(ST型)、国债⑺、万业债的模糊评估指标分别为 [] 0.00971 0.00484 0.00072 0.00090 0.34040 0.45785 0.17205 0.00332 0.01022 通过以上数据比较可知,股票的表现明显优于债券和基金。 问题二:首先构建线性规划模型,通过收益最大目标函数和约束条件,求解出最优产品组合。其次求解收益对应的β系数,绘出收益和风险的折线图。根据图示,找到风险变化一单位得到最大收益处的值,得到最优解:选择华能国际(稳健型)、万向钱潮(波动型)、国债⑺、万业债、中邮战略新兴产业、华夏现金增利货币的投资量为:3716.556、3752.874、3819.063、52.10025、109.8907、541.8917、41.32636 问题三:本文在对选取的指标运用层次分析法赋予权重后,用熵权法对权值进行修正,使权值更为准确。同时,利用综合评价得出产品的近期优劣性表现。但是,本文β系数求解考虑较为单一,β系数的计算公式可以根据产品公司进行修改。 本文运用EXCEL统计了大量数据,利用SPSS软件进行数据分析,使用MATLAB进行模型求解,使得模型更具合理性,可行性和科学性。 关键词:层次分析,一致性检验,熵值取权,模糊评价,线性规划 ?一、问题重述 我国现有多种多样投资产品,例如银行理财产品,国债,基金,房产,实物黄金,股票,外汇,期货等等。对于投资者,其投资的主要目的在于获得较高的收益,但投资的收益受许多不确定因素的影响,均会影响投资的收益情况。这种收益的不确定性使得投资具有风险性,风险与收益是相伴而生的。投资者通过资产组合,可以一定程度上,减少单一风险资产中与市场总体变化无关的那些风险。因此,进行合理的资产组合以达到“低风险,高收益”目的对投资者是有其积极意义的。 在这样的背景下,我们提出问题: 问题一:对不同商业银行推出的基金,对稳健型、波动性、ST等不同类型股票以及公司债券、国库券的近期的表现进行分析评价。 问题二:按照10万元的投资额构建资产组合。,构造有效资产组合,力求形成投资组合的多元化效应,需建立怎样数学模型对资产组合进行风险—收益的定量分析,由此得到怎样的组合方式?

数学建模_投资最优问题

数学建模一周论文课程设计题目:最优投资方案 1:吴深深学号:201420181013 2:许家幸学号:201420180422 3:王鑫学号:201420181220 专业软件工程 班级1421801Z

指导教师朱琳 2016 年 6 月9 日

摘要 本文主要研究银行投资受益最优问题,根据投资证券的种类、信用等级、到期年限、到期税前收益等的具体情况,根据线性规划的方法分析出数学模型,并且运用Lingo软件进行编码求解。 根据问题一、根据此模型能够得到具体的解决方案,问题二、三都是根据问题一的模型做具体约束条件的变化,从而求出最优解。 此模型适用于一般简单的银行投资问题。这个优化问题的目标是有价证券回收的利息为最高,要做的决策是投资计划。即应购买的各种证券的数量的分配。综合考虑:特定证券购买、资金限制、平均信用等级、平均年限这些条件,按照题目所求,将决策变量、决策目标和约束条件构成的优化模型求解问题便得以解决。 但是本模型不适合解决情况过于复杂的银行投资问题。 关键字:最优投资线性规划Lingo求解 一、问题重述 某银行经理计划用一笔资金进行有价证券的投资,可供购进的证券及其信用等级、到期年限、收益如下表所示。按照规定,市政证券的收益可以免税,其他证券的收益需按50%的税率纳税。此外还有以下限制: 政府及代办机构的证券总共至少要购进400万元,所购证券的平均信用等

级不超过1.4(数字越小,信用程度越高),所购证券的平均到期年限不超过5年。 二、模型假设 假设: 1.假设银行有能力实现5种证券仸意投资; 2.假设在投资过程中,不会出现意外情况,以至不能正常投资; 3.假设各种投资的方案是确定的; 4.假设证券种类是固定不变的,并且银行只能在这几种证券中投资; 5.假设各种证券的信用等级、到期年限、到期税前收益是固定不变的; 6.假设各种证券是一直存在的。 三、符号约定 符号含义 X i取1-5,表示从A..E中证券的投资额(百万)i

数学建模:投资收益和风险的模型

数学建模:投资收益和风险的模型

投资收益和风险的模型 摘要 在现代商业、金融的投资中,任何理性的投资者总是希望收益能够取得最大化,但是他也面临着不确定性和不确定性所引致的风险。而且,大的收益总是伴随着高的风险。在有很多种资产可供选择,又有很多投资方案的情况下,投资越分散,总的风险就越小。为了同时兼顾收益和风险,追求大的收益和小的风险构成一个两目标决策问题,依据决策者对收益和风险的理解和偏好将其转化为一个单目标最优化问题求解。随着投资者对收益和风险的日益关注,如何选择较好的投资组合方案是提高投资效益的根本保证。传统的投资组合遵循“不要将所有的鸡蛋放在一个蓝子里”的原则, 将投资分散化。 一 问题的提出 某公司有数额为M (较大)的资金,可用作一个时期的投资,市场上现有5种资产(i S )(如债券、股票等)可以作为被选的投资项目,投资者对这五种资产进行评估,估算出在这一段时期内购买i S 的期望收益率(i r )、交易费率(i p )、风险损失率(i q )以及同期银行存款利率0r (0r =3%)在投资的这一时期内为定值如表1,不受意外因素影响,而净收益和总体风险只受i r ,i p ,i q 影响,不受其他因素干扰 。现要设计出一种投资组合方案, 使净收益尽可能大, 风险尽可能小. 表1 投资项目i S 期望收益率(%) i r 风险损失率(%) i q 交易费率(%) i p 存银行0S 3 0 0 1S 27 2. 4 1 2S 22 1.6 2 3S 2 5 5.2 4.5 4S 23 2.2 6.5 5S 21 1.5 2

其中0,1,2,3,4,5.i = 二 问题假设及符号说明 2.1 问题假设 (1)总体风险可用投资的这五种中最大的一个风险来度量; (2)在投资中,不考虑通货膨胀因素, 因此所给的i S 的期望收益率i r 为实际的平均收益率; (3)不考虑系统风险, 即整个资本市场整体性风险, 它依赖于整个经济的运行情况, 投资者无法分散这种风险, 而只考虑非系统风险, 即投资者通过投资种类的选择使风险有所分散; (4)不考虑投资者对于风险的心理承受能力。 2.2 符号说明 i x :购买第i 种资产的资金数额占资金总额的百分比; i Mx :购买第i 种资产的资金数额; 0Mx :存银行的金额; ()i f x :交易费用; R :净收益; Q :总体风险; i ρ:第i 种投资的净收益率。 三 模型的分析与建立 令交易费用 ,0 ()(0,1,,5)0,0i i i i i Mx p x f x i x >?==? =? L 则净收益为 5 0(1)i i i R M r x M ==+-∑ 总体风险为 05 max i i i Q Mx q ≤≤= 约束条件为 55 ()i i i i f x Mx M ==+=∑∑ 可以简化约束条件为 5 (1)1i i i p x =+=∑

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