闭策略组未来损失现值向量的联合分布与渐近分布_矩阵论文

封闭型保单组未来损失现值向量的联合分布及渐近分布,本文主要内容关键词为:现值论文,向量论文,渐近论文,保单论文,损失论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

封闭型保单组是研究保险产品风险和利润实现的基本单位。死亡率作为决定保单组的基本随机因素,一般表达为服从多项分布的历年死亡人数。过去的研究方法在计算责任准备金的时候,仅仅讨论个别未来损失现值随机变量的均值和方差,所得到的结果也很繁琐,其原因是在不采用矩阵记号的情况下,各年的未来损失现值随机变量的协方差计算公式非常复杂,而使用矩阵记号可以简化推导,并深化对封闭型保单组风险的认识。

本文的研究对象为完全离散假设下的两全寿险封闭型保单组。完全离散假设是在实际监管和精算工作中常用的假设,是假定为在每个保单年度年初缴纳保费,在保单年度年末支付死亡给付。研究两全寿险保单的原因是,两全寿险保单实际上包括终身寿险保单,在寿险实务中,终身寿险保单实际上就是保险期限很长的两全寿险,如果被保险人活过100岁或者105岁的话,保险人会考虑给付保险金。

一、符号的矩阵表示

记被保险人年龄为x,保单组的初始规模为l[,x],历年死亡人数随机向量为

其矩阵形式为:D[,S]=Λ[,Q](D-E(D))。

引理1 任何满秩矩阵B[,n×n],随机向量BD[,S]的渐近分布为多元正态分布,其均值向量为0向量,协方差阵为B(I-ΦΦ′)B。

引理1是对[2]中一个结果的简单改写。

记评估利率为i,贴现因子ν=(1+i)[-1],记矩阵

显然V是一个满秩的上三角矩阵。

二、未来给付现值随机变量的分布

按照习惯上的记号(参看[1]),第k(k=0,1,…,n-1)年末的未来给付现值随机变量为PVFB[,k]=

最后一个等号由矩阵乘法的结合律得到。

根据引理1,得到本文的一个基本结果。

定理1 随机向量R[,S]的渐近分布为多元正态分布,其均值向量为0向量,协方差阵为V(I-ΦΦ′)V′。

这样就得到了向量PVFB的标准化变换后结果的渐近分布。

三、未来损失现值随机变量的分布

在计算责任准备金的时候,采用的记号是未来损失现值随机变量,即未来给付现值减去未来保费收入现值,所以要在模型中引入保费缴纳。按照习惯上采用的记号,假设每个保单年度年初缴纳的评估净保费为π[,k],k=1,2,…,n。在最简单的情况下,各年的评估净保费相等,对限期缴费保单来说,在缴费期之后的评估净保费为0。在k时刻有未来损失现值随机变量[,t]L=PVFB[,t]-PVFP[,t],t=0,1,…,n-1,通常意义下的责任准备金就是E[[,t]L]。随机向量PVFB的矩阵表达已经得到,下面给出随机向量PVFP的矩阵表达,就可以得到L的矩阵表达,并讨论它的精确分布和渐近分布。记保费矩阵为

则有PVFP=(1+i)VPremD,L=VD-(1+i)VPremD=V(I-(1+i)Prem)D,就是说,未来损失现值随机向量是一个矩阵和死亡人数向量的乘积。注意到π[,i]<ν,可知上三角矩阵I-(1+i)Prem的对角线元素都大于0,所以它是满秩矩阵。

记W=V(I-(1+i)Prem),W为满秩矩阵,而L=WD,即L可以表示成一个满秩矩阵和随机向量D的乘积形式。在大样本下,我们可以用和前面类似的标准化方法,得到L[,S]=Λ[,Q](L-E(L))=WD[,S],由此得到本文的定理2。

定理2 随机向量L[,S]的渐近分布为多元正态分布,其均值向量为0向量,协方差阵为W(I-ΦΦ′)W′。

四、进一步讨论的问题

计算一个满秩矩阵和一个多项分布随机变量乘积的精确分布,比渐近分布要复杂,我们还在继续研究之中。

(摘自《经济数学》(长沙),2005.3)

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