Les mathématiques financières rendent compte de la valeur des flux en fonction de leur apparition au cours du temps. Le taux d'intérêt et les concepts d'actualisation et de capitalisation sont à l'origine des outils et des techniques de mathématiques financières. La section "Les facteurs d'actualisation et de capitalisation" présente les fondements du calcul financier en illustrant les techniques de base des mathématiques financières. Ces techniques qui débouchent sur l'élaboration des tables financières sont illustrées par plusieurs exemples.
Les notations suivantes sont conservées :
I : le montant déboursé ou reçu à l'instant initial ;
F : la valeur d'un flux futur correspondant à un placement I, ou encore la valeur acquise ;
A : le montant déboursé ou reçu à chaque période (une annuité) ;
r: le taux d'intérêt périodique, quotidien, mensuel, trimestriel ou annuel ;
n : le nombre de périodes.
Lorsqu'un taux d'intérêt, r, est appliqué à un capital initial I, placé ou emprunté sur une certaine période de temps, l'intérêt est dit simple. Le montant de l'intérêt est égal à : Intérêt = I (r) n. La valeur de (n) s'exprime en termes annuels. Par exemple, 1 an, 2 ans..., ou en fraction d'année du type 2/360 ou 2/365 jours pour une période de deux jours. Lorsque le montant de l'intérêt est calculé sur la base de l'année commerciale, l'année comporte 360 jours. Si l'année civile est utilisée, le nombre de jours est de 365 jours. L'année civile est souvent utilisée pour le calcul de l'intérêt sur les instruments du marché obligataire et du marché monétaire.
L'intérêt simple peut être précompté ou post compté selon la nature de l'opération. L'intérêt est précompté lorsqu'il est payé en début de période. Il est également dit intérêt terme à échoir. L'intérêt est post compté lorsqu'il est versé en fin de période. Il est dit intérêt terme échu. L'intérêt est souvent post compté pour les prêts interbancaires et les bons du Trésor à taux fixe et intérêt annuel. L'intérêt post compté exige que l'emprunteur verse l'intérêt le jour de la réception du capital prêté.
Exemple
Si I = 100, r = 10%, n = 1 an, l'application de la formule précédente donne le montant de l'intérêt correspondant à une opération d'une année : 10, soit 100(0,1)(1).
L'intérêt est composé lorsque le taux est appliqué à un capital sur plus d'une période. Les mathématiques financières sont fondées sur la notion d'intérêt composé ou encore d'intérêt gagné sur le placement de l'intérêt reçu. En plaçant un montant I à l'instant initial, la valeur future de ce flux dans un an est : F1 = I + rI ou encore: F1 = I(1+r)
Lorsque le montant F1 est replacé dans un an, il génère une valeur future F2 à la fin de l'année 2 soit F2 = F1 + F1 r ou encore: F2 = I(1+r) + I(1+r)r = I(1 + r + r + r2) = I(1 + 2r + r2). D'où F2 = I(1 + r)2. Ce raisonnement s'applique pour la fin de l'année 3, 4, etc. Ainsi, dans n années, le montant placé devient : Fn = I(1 + r)n.
La valeur future Fn, souvent désignée par F est appelée la valeur acquise ou la valeur d'un flux futur. La quantité (1+r)n est appelée le facteur de capitalisation d'un seul flux, Single Payment Compound Amount Factor, (SPCAF). En utilisant la formule (2), l'investissement initial I est : I = F [1/(1+r)n].
Cette expression rapporte la valeur d'un flux futur à l'instant initial : c'est l'actualisation. Le facteur d'actualisation, [1/(1+r)n] donne la valeur présente d'un seul versement dans l'avenir, ou encore Single Payment Present Worth Factor, (SPPWF), autrement dit la valeur présente I d'un montant F payable dans n années au taux d'intérêt r.
En recevant un montant constant A à la fin de chaque période, la valeur présente d'une telle série sur n périodes s'écrit : I = A[1/(1 + r)] + A[1/(1 + r)2] + A[1/(1 + r)3] +... + A[1/(1 + r)n] ou encore : I = A[1/(1 + r)+ 1/(1+r)2 + 1/(1 + r)3 +..+ 1/(1 + r)n] = A i=1n 1/(1 + r)i. En multipliant les deux côtés de cette égalité par (1/1+r), il vient : I/(1+r) = A[1/(1 + r)2 + 1/(1 + r)3 + 1/(1 + r)4 +...+ 1/(1 + r)n+1]
En soustrayant cette égalité de la précédente et en factorisant par I, nous obtenons : I (1/1+ r - 1) = A[1/(1 + r)n+1 - 1/(1 + r)]
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