13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

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  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

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    Módulo 7Modelos Actuariales

    Diplomado Ciencias Actuariales

     Julio 2013

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    Modelos Actuariales

    CURSOMODULO 7 - MODELO AC!UA"#ALE

    PROFESOR"AUL A$UMADA $ADDAD

    CO"%DA

     !' 2 ((0 330)

    ra*umada+corp,ida'cl

    CLASESLunes0.07 1/30 21/30 *rs

    Mircoles 10.07 1/30 21/30 *rsMircoles 17.07 1/30 21/30 *rs

    Lunes22.07 1/30 21/30 *rs

    mailto:[email protected]:[email protected]

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    Modelos Actuariales

    CONTENIDO

    1' #ntroducción

    2' Modelos de ore,i,encia

    3' euros de &ida

    4' "entas

    5' %rima 6eta

    (' "eser,as

    7' Modelos Compuestos

    EVALUACIONControl escrito

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    Modelos Actuariales

    BIBLIOGRAFIA• Lie #nsurance Mat*ematics8 $ans U' 9erer

    • Actuarial Mat*ematics or Lie Continent "is:8 Da,idC'M' Dic:son8 Mar; "' $ard;8 $o

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    Modelos de "ieso #ndi,idual

    Diplomado #nenier?a Actuarial

     Julio 2013

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    Modelos de "ieso #ndi,idual

    • Distriución de%roailidades de la prdida

    del aseurador @B

    • &alor Esperado de

    • &alor Esperado de 2

    • &ariana de

    INTRODUCCIÓNuponamos un seuro ue paa un enecio b sólo si el e,entocuierto ocurre dentro del per?odo de un aFo' uponamostamin ue la proailidad anual de ocurrencia del siniestro es q

    ==−==

    =qb X 

    q X  x f  

    )Pr(

    )1()0Pr()(

    bqqbq X  E    =+−=   )1(0)(

    ( )( )qqbqbqb X Var 

     X  E  X  E  X Var 

    −=−=−=

    1)(

    )()()(2222

    22

    qb X  E   22 )(   =

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    Modelos de "ieso #ndi,idual

    • Distriución de%roailidades de la prdida

    del aseurador @B

    • &alor Esperado de

    • &alor Esperado de 2

    • &ariana de

    INTRODUCCIÓNuponamos un seuro ue paa un enecio b sólo si el e,entocuierto ocurre dentro del per?odo de un aFo' uponamostamin ue la proailidad anual de ocurrencia del siniestro es q

    ==−==

    =qb X 

    q X  x f  

    )Pr(

    )1()0Pr()(

    bqqbq X  E    =+−=   )1(0)(

    ( )( )qqbqbqb X Var 

     X  E  X  E  X Var −=−=

    −=1)(

    )()()(2222

    22

    qb X  E   22 )(   =

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    Modelos de ore,i,encia

    Diplomado #nenier?a Actuarial

     Julio 2013

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    Modelos de ore,i,encia

    •  !emas

     –  !iempo de ore,ida

     – Gunción de ore,i,encia

     – Guera de Mortalidad

     – Le;es Anal?ticas de Mortalidad

     –

    El Modelo Discreto –  !alas de Mortalidad

     – Gracciones de AFos

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     !iempo de ore,ida

    Consideremos una persona de edad H aFos8 la ue

    denotaremos como @HB'

    Llamaremos !@HB8 o simplemente !8 a los aFos uetranscurrirIn *asta su allecimiento @sore,i,encia uturaB'

    As?8 la edad de allecimiento de la persona serI H !

    El tiempo de sore,i,encia ! es una ,ariale aleatoria conunción de distriución de proailidades/

    La unción 9@tB representa la proailidad ue una personade edad H muera dentro de los t próHimos aFos8 paracualuier t Ko'

    0,)(Pr )(   ≥≤=   t t T t G

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     !iempo de ore,ida

    %ara el desarrollo del modelo se asume ue/

    • La distriución de proailidades G(t) es conocida

    • G(t) es continua ; tiene una unción de densidad de

    proailidades g(t)=G’(t)' De este modo/

    • Esta ltima eHpresión se puede interpretar como la

    proailidad ue la muerte de @HB ocurra en elinter,alo innitesimal entre t  ; t+dt 

     

    )Pr()(   dt t T t dt t  g    +

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     !iempo de ore,ida

    Para una persona de edad x

    • %roailidad ue allecadentro de los próHimos t  aFos/

    %roailidad ue sore,i,a alos próHimos t  aFos/

    • %roailidad ue sore,i,a los

    próHimos u aFos ; lueoalleca dentro de lossiuientes t aFos/

     xt qt Gt T    ==≤   )()(Pr 

     xt  pt Gt T    =−=>   )(1)(Pr 

     xt u   q

    uGt uGt uT u

    |

    )()()(Pr 

    =

    −+=+≤<

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     !iempo de ore,ida

    Para una persona de edad x

    que sobre!"!e u a#os

    • %roailidad ue allecadentro de los próHimos t  aFos/

    • %roailidad ue sore,i,a alos próHimos t  aFos/

    ( )

    u xt 

     xu

     xt u  p p

     p

    uG

    t uGuT t uT 

    +

    +==

    +−=>+>

    )(1

    )(1/Pr 

    u xt 

     xu

     xt u q p

    q

    uG

    uGt uGuT t uT 

    +==

    −−+=>+≤

    /

    )(1

    )()()/(Pr 

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     !iempo de ore,ida

    Dos re$a%"ones "&por'an'es

    • La proailidad ue una persona de edad x sore,i,a u aFos ; alleca dentro delos próHimos t  aFos8 es iual a la proailidad ue sore,i,a u aFos multiplicadapor la proailidad ue8 *aiendo cumplido x(u aFos8 alleca dentro de lospróHimos ' aFos'

    u xt  xu xt u   q pq +=|

    • La proailidad ue una persona de edad x sore,i,a u(' aFos8 es iuala la proailidad ue sore,i,a u aFos multiplicada por la proailidadue8 *aiendo cumplido x(u aFos8 sore,i,a ' aFos adicionales'

    u xt  xu xt u   p p p ++   =

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     !iempo de ore,ida

    Esperana de ,ida de una persona de edad x  /

    En trminos de 9@tB/

    ∫ ∞

    ==0

    ο

    )()(   dt t  g t  x E e x

    ( ) ∫ ∫   ∞∞

    =−=00

    ο

    )(1   dt  pdt t Ge  xt  x

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     !iempo de ore,ida

    • E)e&p$o *Dada la siuiente eHpresión para la proailidad de

    sore,i,encia/

     xt  y xcon x

    t  x p xt    −

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     !iempo de ore,ida

    B La proailidad ue una persona de 47 aFos

    alleca antes de cumplir 50 aFos

    cB La proailidad ue una persona de 47 aFossore,i,a 1 aFo

    dB La proailidad ue una persona de 47 aFossore,i,a 30 aFos

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     !iempo de ore,ida

    eB La proailidad ue una persona de 47 aFos

    sore,i,a 30 aFos ; muera dentro de los siuientes 5aFos

    B La eHpectati,a de ,ida de una persona de 47 aFos

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    Gunción de ore,i,encia

    En el caso especial de un recin nacido8 donde x = 08 se

    tiene ue la edad al allecer coincide con !

    A la proailidad ue un recin nacido alcance la edad x  sele denomina unción de sore,i,encia ; se denota por s(x)'De este modo/

    0)( 0   ≥=   xcon p x s  x

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    Gunción de ore,i,encia

    %ara representar el patrón t?pico de mortalidad8 la unción

    s(x) se supone continua ; decreciente con la edad x 8 cons(0) = 1 ; s(∞) = 0

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    Gunción de ore,i,encia

    Las proailidades de allecimiento ; sore,i,encia a

    cualuier edad H se pueden eHpresar en trminos de launción de sore,i,encia/

    )(

    )(

    0

    0

     x s

    t  x s

     p

     p p

     x

    t  x xt 

    +==   +

    )(

    )()(

     x s

    t  x s x sq xt 

    +−=

     xt  xt  x   p p p 00 =+

     xt  xt    pq   −=1

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    Gunción de ore,i,encia

    • E)e&p$o +Dada la siuiente unción de sore,i,encia/

    Calcule la proailidad ue una persona de 21 aFosmuera despus de cumplir 40 aFos8 pero antes decumplir 57 aFos

    ( )   1210121)(   5.0

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    Guera de Mortalidad

    La uera de mortalidad de @ x B a la edad x+t  se dene

    como/

    En trminos de la uera de mortalidad8 la proailidad ueuna persona de edad x  alleca en el inter,alo entre t  ;t+dt serI:

    La proailidad ue una persona de x  aFos sore,i,a t  aFos/

    ( ))(1ln)(1

    )(t G

    dt 

    t G

    t  g t  x   −−=−=+ µ 

    dt  pdt t T t  t  x xt    +=+

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    Guera de Mortalidad

    %or lo tanto8 la esperana de ,ida de una persona de edad

     x:

    ∫ ∞

    +=0

    ο

    dt  pt e t  x xt  x   µ 

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    Guera de Mortalidad

    • E)e&p$o ,Dada la siuiente órmula para la uera de mortalidad/

    Calcular 20pH

    850105

    3

    85

    1

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    Le;es Anal?ticas

    Diremos ue G(t) es una distriución de proailidades

    anal?tica o NmatemItica si puede ser eHpresada medianteuna órmula simple'

    A pesar de ue en la actualidad la tendencia es a deri,ar ladistriución G(t) a partir de oser,aciones8 mediantetcnicas estad?sticas de raduación8 las unciones

    anal?ticas siuen siendo de inters teórico ; prIctico'

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    Le;es Anal?ticas

    Le- de De .o"!re /*0+12%ostula la eHistencia de una edad mIHima P para losseres *umanos ; asume ue T  estI uniormementedistriuida entre las edades H ; ω

     xt  x

    t  x

     p xt    −

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    Le;es Anal?ticas

    Le- de Go&per'3 /*4+12

    %ostula ue la uera de mortalidad creceeHponencialmente con la edad lo cual reQeKa el procesode en,eKecimiento meKor ue la le; de De Moi,re ;adicionalmente elimina el supuesto de una edadmIHima ω

    0>=   ++   t con Bc  t  x

    t  x µ 

    ( )( )c

     Bmconcmc p   t  x xt 

    ln1exp   =−−=

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    Le;es Anal?ticas

    Le- de .a5e6a& /*4782

    Es una eneraliación de la le; de 9ompert' Areauna constante  AR0 independiente de la edad alcrecimiento eHponencial de la uera de mortalidad'

    0>+=

      +

    +   t con Bc A

      t  x

    t  x µ 

    ( )( )c

     Bmconcmc At  p   t  x xt 

    ln1exp   =−−−=

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    Le;es Anal?ticas

    Le- de 9e"bu$$ /*:,:2

    uiere ue la uera de mortalidad crece como unapotencia de t 8 en ,e de eHponencialmente'

    ( )   00   >>+=+   n yk cont  xk   n

    t  x µ 

    ( )[ ]   

       −+

    +−=   ++   11

    1exp   n

    n

     xt    xt  xn

    k  p

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    Le;es Anal?ticas

    • E)e&p$o 1i la mortalidad siue la le; de Moi,re con PS'Calcular E@!@1(BB ; &ar@!@1(BB

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    El Modelo Discreto

    Denimos la ,ariale aleatoria K=K(t) como el nmero

    entero de aFos ue ,i,irI @HB' La distriución deproailidades de K  estI dada por/

    %ara k  S 081828T'

    En este caso8 la eHpresión para la esperana de ,idacorresponde al ,alor esperado de K  ; se denota por e x 

    ( )   k  x xk    q pk T k k  K  +=+

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    El Modelo Discreto

    Es posile relacionar la esperana de ,ida del Modelo

    Discreto con la del el Modelo Continuo *aciendo alunossupuestos

    i representa la racción de aFo durante la cual @ x B estI,i,o en el aFo de su allecimiento8 entonces/

    En este caso8 si es una ,ariale aleatoria con unadistriución continua entre 0 ; 18 entonces E@B S

    %or lo tanto/

    S  K T    +=

    2

    1ο +=   x x   ee

    )()()(   S  E  K  E T  E    +=

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     !alas de Mortalidad

    En la prIctica la distriución de proailidades del tiempo

    uturo de ,ida de una persona de edad x  se puedeconstruir a partir de talas de mortalidad'

    Una tala de mortalidad es esencialmente una tala deproailidades de muerte a un aFo @q x B8 para cada edad

    entera8 la cual dene totalmente la distriución de V'Comnmente8 una tala de mortalidad presenta doscolumnas con ,alores denominados l x  ; d x 8 los cuales

    tienen la siuiente denición en trminos de la unción desore,i,encia s(x)/

    )(0   x sl l  x =1+−=   x x x   l l d 

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     !alas de Mortalidad

    El ,alor de l0 se elie en orma aritraria ; se puede

    interpretar como Nel nmero de ,idas iniciales'

    El ,alor de cada l x  se puede interpretar como Nel nmero

    de sore,i,ientes a la edad x '

    %or lo tanto8 la interpretación de d x 

     ser?a el nmero de

    muertes entre las edades x  ; x+1'

    Las proailidades de muerte ; sore,i,encia se puedenotener directamente de las columnas l x  ; d x  de la tala de

    mortalidad/

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     !alas de Mortalidad

    Para una persona de edad x

    • %roailidad ue una personade edad  x  sore,i,a 1 aFo/

    %roailidad ue una personade edad  x  sore,i,a ' aFos /

    • %roailidad ue una persona

    de edad x 

     alleca dentro deun aFo /

     x

     x x

    l  p   1+=

     x

    t  x xt 

    l  p   +=

     x

     x

     x

     x x x

    l l q   =

    −=   +1

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     !iempo de ore,ida

    Para una persona de edad x

    • %roailidad ue una personade edad  x  alleca dentro delos siuientes t  aFos/

    • %roailidad ue una personade edad  x  sore,i,a lospróHimos u aFos ; lueoalleca dentro de lossiuientes t  aFos/

    ∑−+

    =

    + =−=11   t  x

     x y

     y

     x x

    t  x x xt    d 

    l l 

    l l q

     x

    t u xu x xt ul 

    l l q   +++   −=|

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     !alas de Mortalidad

    i ien au? se *a denido la tala de mortalidad en

    trminos de la unción de sore,i,encia8 en la prIcticaestas talas se constru;en en orma emp?rica utiliandodatos estad?sticos ; tcnicas ue in,olucran estimación8raduación ; eHtrapolación'

    Las talas se constru;en para polaciones espec?cas8dierenciadas por actores tales como seHo8 tipo de seuro8eneración8 etc'

    i a iualdad de condiciones las talas ,ar?an sólo con laedad8 se les denomina Ntalas areadas'

    i las talas toman en cuenta el *ec*o ue personas de lamisma edad pueden tener distinta proailidad de allecer8dependiendo del tiempo transcurrido desde la emisión dela pólia @momento en ue ue e,aluado el estado de saluddel aseuradoB8 se les denomina Ntalas selectas'

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     !alas de Mortalidad

    • E)e&p$o ;Considere la siuiente tala de mortalidad/

     x  qx (‰)

    30 0.660

    31 0.713

    32 0.770

    33 0.834

    34 0.903

    35 0.979

    Calcular/aB Una columna con el nmero de ,i,os a cada edad@lHB8 asumiendo l30 S 1'000

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

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     !alas de Mortalidad

    B La proailidad ue una persona de 30 aFos alleca

    antes de cumplir 35 aFos

    cB La proailidad ue una persona de 33 aFos

    sore,i,a 2 aFos

    dB La proailidad ue una persona de 30 aFos

    sore,i,a 4 aFos ; muera dentro del siuiente aFo

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

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    Gracciones de AFo

    Es posile otener la distriución de proailidades de T  a

    partir de la tala de mortalidad por interpolación8 para locual es necesario realiar un supuesto sore la e,oluciónde las proailidades de muerte @uq x B o la uera de

    mortalidad @ µ x+uB entre dos edades enteras consecuti,as

    @con 0WuW1B

    A continuación se presentan dos de los supuestoscomnmente usados'

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

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    Gracciones de AFo

    L"nea$"dad de $a probab"$"dad de &uer'e

    i se asume ue uq x  es una unción lineal de u8interpolando entre uS0 ; uS1 se tiene

    De lo anterior se puede deducir ue/

     x xu   quq   =

     x xu   qu p   −=1

     x

     x

    u x uq

    q

    −=+ 1 µ 

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    Gracciones de AFo

    Fuer3a de &or'a$"dad %ons'an'e

    i se asume ue la uera de mortalidad µ x+u esconstante sore cada inter,alo unitario con un ,alorue llamaremos µ x+8 se tiene/

     x x   pln2/1   −=+ µ 

    ( ) u xu

     xu   pe p  x ==   +−   2/1 µ 

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    euros de &ida

    Diplomado Ciencias Actuariales

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    euros de &ida

    •  !emas

     –  !ipos >Isicos de euros de &ida – %aos al Gallecimiento

     –  !ipos 9enerales de euros

     – Górmulas "ecursi,as

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    euros de &ida

    En un contrato de seuro de ,ida el enecio consiste

    en el pao nico de la suma aseurada en un tiempouturo'

     En el caso eneral8 tanto el momento del pao como sumonto serIn ,ariales aleatorias ue se puedeneHpresar como unción de la ,ariale aleatoria T  @aFosde sore,idaB'

    El ,alor presente del pao del enecio se denomina Z  ; es calculado en ase a una tasa de inters Ka i8llamada tasa de inters tcnica'

    El ,alor esperado del pao E(Z) serI entonces la primanica del contrato'

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    euros de &ida

    • &alor %resente de los>enecios

    • Distriución de%roailidades

    • %rima del euro

    • &ariana

    ,...2,1,01 ==   + k  parav Z    K 

    k  x xk 

    q pk  K v Z  ++

    ====   )Pr()(Pr   1

     x

    k  x xk 

    k   Aq pv Z  E    ==∑∞

    =+

    +

    0

    1)(

    ( )   22 )()( x

     A Z  E  Z Var 

      −=

    VIDA ENTERACure toda la ,ida del aseurado ; paa un capital de 1 unidad

    al nal del aFo de allecimiento'

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    euros de &ida

    • &alor %resente de los>enecios

    • Distriución de %roailidades

    • %rima del euro

    • &ariana

    k  x xk 

    k  q pk  K v Z  ++ ====   )Pr()(Pr    1

    TE.PORAL%aa un capital de 1 unidad al nal del aFo de allecimiento8 solo

    si la muerte ocurre dentro de un plao de n aFos'

    +=−=

    =+

    ....,1,0

    1,..,1,01

    nnk  para

    nk  parav Z 

     K 

    1

    :

    1

    0

    1)(n x

    n

    k  x xk 

    k   Aq pv Z  E    ==∑−

    =+

    +

    ( ) 21:2 )()( n x A Z  E  Z Var    −=

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    euros de &ida

    • &alor %resente de los>enecios

    • Distriución de %roailidades

    %rima del euro

    • &ariana

    DOTAL PUROUn dotal puro de plao n considera el pao del capital sólo si el

    aseurado se encuentra ,i,o al nal del aFo n'

    ( ) 21:

    2 )()(n x

     A Z  E  Z Var    −=

    ≥−=

    =nk  parav

    nk  para Z 

    n

    1,..,1,00

     xn

    n

     xn

     pn K v Z 

    qn K  Z 

    =≥===

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

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    euros de &ida

    • &alor %resente de los>enecios

    • Distriución de %roailidades

    %rima del euro

    • &ariana

    DOTALEs una cominación de un seuro temporal ; un dotal puro' De este

    modo8 un seuro dotal paa el capital al nal del aFo deallecimiento si la muerte ocurre dentro de n aFos8 de lo contrariopaa el mismo monto al nal del aFo n'

    +=−=

    =+

    ....,1,

    1,..,1,01

    nnk  parav

    nk  parav Z 

    n

     K 

    n xn xn x  A A A Z  E 

    :

    1

    :

    1

    :)(   =+=

    nk  para pv Z 

    nk  paraq pv Z 

     xn

    n

    k  x xk 

    ≥==

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    euros de &ida

    • &alor %resente de los>enecios

    • Distriución de%roailidades

    • %rima del euro

    • &ariana

    TIPOS GENERALES DE SEGUROSConsideremos un seuro de ,ida entera con enecios ,ariales

    de aFo en aFo @c B ; con suma aseurada paadera al nal delaFo de allecimiento'

    1

    1

    ++=  k 

    k    vc Z 

    k  x xk 

    q pv Z  ++

    ==   )(Pr   1

    ∑∞

    =+

    ++=

    0

    1

    1)(k 

    k  x xk 

    k    q pvc Z  E 

    ( )

    ( )

    2

    0

    12

    1

    2

    )()(   Z  E q pvc Z Var  k k  x xk 

    k    −=∑

    = +

    +

    +

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    Górmulas "ecursi,as

    Las órmulas recursi,as relacionan las primas nicas de

    dos edades consecuti,as' Estas órmulas son tiles paraescriir aloritmos8 pero tamin tienen interesantesinterpretaciones teóricas'

    Considerando un seuro de ,ida entera ue paa unaunidad al nal del aFo de muerte ; recordando ue/

    e puede otener la siuiente relación/

    11   +−=

      x x xk 

      p p pk 

     x x x x   pvAvq A 1++=

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    53/142

    %aos al Momento de Gallecer

    $asta au? *emos asumido ue los siniestros se paan

    al nal del aFo de allecimiento'

    i ien esto tiene la ,entaKa de ue los cIlculos sepueden realiar directamente utiliando talas demortalidad8 no reQeKa la realidad en orma realista'

    i8 en el eHtremo8 se considera ue los siniestros sepaan en el instante del allecimiento8 deemos usarnue,amente la ,ariale continua T!

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    euros de &ida

    • &alor %resente de los>enecios

    • Distriución de%roailidades

    • %rima del euro

    • &ariana

    VIDA ENTERA CON PAGOS AL .O.ENTO DE FALLECERConsideremos un seuro de ,ida entera con suma aseurada de

    1 unidad paadera al momento del allecimiento'

    t  x xt  pt  g  +=   µ )(

    T v Z  =

    ∫ ∞

    +==0

    )(   dt  pv A Z  E  t  x xt t 

     x   µ 

    ( )2

    0

    2

    )(  xt  x xt t 

     Adt  pv Z Var    −= ∫ ∞

    + µ 

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    %aos al Ginal del Mes de Gallecimiento

    En la prIctica es comn asumir ue los siniestros se

    paan al nal del mes de allecimiento' En este caso laprima nica se denota

    uponiendo una distriución uniorme de los

    allecimientos en el aFo de muerte8 se puede demostrarue/

    Donde i es la tasa tcnica anual ; i(") corresponde a/

    )12( x A

     x x   A

     A

    )12(

    )12( =

    ( )

    −+=   1112   12

    1)12(

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

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    "entas

    Diplomado Ciencias Actuariales

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    "entas

    •  !emas

     –  !ipos de "entas – %aos Graccionados

     – Górmulas "ecursi,as

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    58/142

    "entas

    Una renta ,italicia consiste en una serie de paos ue

    se realian mientras un aseurado de edad inicial H est,i,o'

    As?8 la renta puede ser representada como unaanualidad cierta ue se reciirI por un periodo de

    tiempo ! @tiempo de sore,idaB ; su ,alor presente esuna ,ariale aleatoria ue se denota X'

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

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     !ipos de "entas

    • &alor %resente de los>enecios

    Distriución de%roailidades

    • %rima del euro

    • &ariana

    RENTA VITALICIA"enta &italicia anticipada con paos anuales eui,alentes a 1

    unidad

    1

    2...1 +=++++=  K 

     K !vvv" 

    k  x xk  K   q p!" 

    ++==   )(Pr 

    1

     x

    k  x xk  K   !q p!"  E    ==∑

    =++

    01

    )(

    ( )

    d con

     A A

    " Var   x x

    +=

    −=

    1

    1)(   22

    2

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    60/142

     !ipos de "entas

    %or otra parte8 una renta ,italicia tamin puede ser

    pensada como una serie de paos de una unidadsólo en caso de sore,i,encia del aseurado/

    De este modo tenemos dos eHpresioneseui,alentes para la prima nica de una renta,italicia anticipada' En la primera tomamos cadaanualidad como una unidad' En camio en laseunda pensamos una renta ,italicia como unaserie de dotales puros'

    ∑∞

    =

    =0k 

     xk k 

     x   pv!

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    61/142

     !ipos de "entas

     !amin podemos eHpresar la prima nica de una

    renta ,italicia en trminos de la prima neta de unseuro de ,ida entera'

    %ara esto descomponemos X como la resta de unaanualidad perpetua menos una anualidad dierida en

    :1/

     !omando el ,alor presente de X

    d  Z 

    d vv

    d d " 

     K    −=−=−=

    +

    +   1111  1

    1

     A

    !  x

     x

    −=1

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    62/142

     !ipos de "entas

    Apro,ec*ando esta orma de X8 podemos calcular

    directamente su ,ariana/

    Al seundo momento de Z  se le denomina # A x 8 por lo

    ue podemos escriir/

    ( )2222

      )()(1)(

    )(   Z  E  Z  E d d 

     Z Var " Var    −==

    ( )222

    1)(  x x   A A

    d " Var    −=

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     !ipos de "entas

    • Ren'a Te&pora$

    El ,alor presente de una renta temporal anticipadapor n aFos es/

    En orma similar a una renta ,italicia8 la prima nicase puede eHpresar de cualuiera de las siuientesormas/

    +=−=

    =   +....,1,

    1,..,1,01

    nn K  para!

    n K  para!" 

    n

     K 

     xn

    n

    k nk  x xk  K n x

      p!q p!! ∑−

    =++   +=

    1

    01:

    ∑−

    ==

    1

    0:

    n

     xk k 

    n x   pv!

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     !ipos de "entas

     !amin se pueden deducir ue/

    En este caso la ,ariana serI/

     A!

      n x

    n x

    :

    :

    1−=

    ( )2::

    2

    2

    1)(

    n xn x  A A

    d " Var    −=

    i d

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     !ipos de "entas

    • Ren'a D"

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     !ipos de "entas

    • Ren'as Ven%"das

    A dierencia de las rentas anticipadas8 ue entreanlos paos al inicio de cada aFo8 las rentas ,encidaslo *acen al n de cada per?odo/

    Las respecti,as ,ariales aleatorias X dieren sóloen el primer pao de 1 unidad8 por lo tanto la primanica de una renta ,italicia ,encida serI/

     K 

     K  avvv"    =+++=   ...2

    1−=   x x   !a

    !i d " t

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     !ipos de "entas

     !amin se puede eHpresar este resultado en

    trminos de la prima nica de un seuro de ,idaentera reemplaando YH por/

     X recordando ue/

    e otiene/

    +

    =1

     A!   x x

    −=1

    ( )( )1

    11−

    −+=

     Aa   x x

     A Aa x x x   −−+−=

    1

    ( ) Aa  x x   +−=   11

    % G i d

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    68/142

    %aos Graccionados

    Consideremos el caso donde se realian m paos

    anuales por un monto de 1.m cada uno8 en los per?odos08 1.m8 2.m8T8 mientras el aseurado est ,i,o'

    AnIloamente a las órmulas anteriores8 podemosescriir la siuiente relación para la prima nica/

    )(

    )(

    )(

    )(   1m

    m

     x

    m

    m

     xd 

     A

    d !   −=

    % G i d

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    69/142

    %aos Graccionados

    %ara otener una eHpresión en trminos de YH *acemos

    uso del supuesto ue los allecimientos se distriu;enuniormemente en el aFo ; son independientes delper?odo V' %or lo tanto podemos reemplaar/

    Entonces/

     xm

    m

     x   A

     A

    )(

    )( =

    )()()(

    )(   1mm

     x

    m

    m

     x

     A

    d !   −=

    % G i d

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    %aos Graccionados

    AdemIs reemplaado/

    e otiene/

    Desarrollando ; arupando/

    Deiniendo Z@mB ; [@mB en orma con,eniente8 seotiene la eHpresión/

     x x   d! A   −=1

    ( ))()()(

    )(   11mm

     x

    m

    m

     x

    d!

    d !

      −−=

    )()(

    )(

    )()(

    )(

    mm

    m

     xmm

    m

     xd 

    !

    d!

      −−=

    )()()( m!m!  xm

     x   β α    −=

    % G i d

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    71/142

    %aos Graccionados

    Una aproHimación *aitual es suponer ue/

    Lo ue se puede ,ericar oteniendo la serie de !a;lorde amas unciones ; considerar sólo el primer trmino'

    Ginalmente8 en la prIctica podemos utiliar laaproHimación/

    mmm ym2

    1)(1)(   −≈≈   β α 

    m

    m!!  x

    m

     x2

    1)(   −−=

    Gó l " i

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    Górmulas "ecursi,as

    Considerando la prima nica de una renta ,italicia

    anticipada con pao anual de una unidad/

    eparando el primer trmino de la sumatoria/

    "eemplaando en la sumatoria k  $ x   por  $ x  k%1 $ x+1

    ∑∞

    =

    =0k 

     xk k 

     x   pv!

    ∑∞

    =+= 11 k  xk 

     x   pv!

    11

    1

    1

    11

    1

    11 +−

    =

    −+−

    =

    ∑∑   +=+=   xk k 

     x xk 

     x

     x   pv pv p pv!

    Górmulas "ecursi as

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    Górmulas "ecursi,as

    "ealiando el camio de ,ariale =k%1

    e otiene la siuiente relación entre las rentas a lasedades x  ; x+1

    Una relación eui,alente se otiene reemplaando $ x  

    por @1-q x B

    1

    0

    1 +∞

    =∑+=   x # #

     #

     x x   pv pv!

    11 ++=  x x x   ! pv!

    111 ++  −+=   x x x x   !qv!v!

    Górmulas "ecursi,as

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    Górmulas "ecursi,as

    Otra relación interesante se consiue reemplaando &  

    por 1%d  en esta ltima ecuación

    Donde se oser,a ue el inters anado es necesariopara nanciar la dierencia entre la pensión ; la

    lieración de reser,as'

    11)1(1 ++  −−+=   x x x x   !qv!d !

    1111 +++   −−+=   x x x x x   !qv!d !!

    111   )(1 +++   −−+=   x x x x x   !qv!!!d 

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    %rimas 6etas

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    %rimas 6etas

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    %rimas 6etas

    •  !emas

     –  !ipos >Isicos de euros –  !ipos 9enerales de euros

    euros de &ida

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    euros de &ida

    Los seuros pueden considerar un pao nico de prima

    o paos periódicos por un plao determinado'

    %ara una pólia de seuro podemos denir la prdidatotal ' del aseurador como la dierencia entre el ,alorpresente de los enecios ; el ,alor presente del paode primas'

    %ara una prima dada8 la ,ariale aleatoria ' podrI tomar,alores positi,os o neati,os'

    Las primas se denominan primas netas si cumplen conel llamado N%rincipio de Eui,alencia8 esto es ue el

    ,alor presente esperado de las primas paadas iuale al,alor presente esperado de los enecios entreadospor la pólia'

    !ipos >Isicos de euros

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     !ipos >Isicos de euros

    V"da En'era

    Consideremos un seuro de ,ida entera de 1 unidad decapital paadero al nal del aFo de allecimiento8nanciado con una prima neta anual  x  

    La prdida del reaseurador serI/

     !omando el ,alor esperado de ' ; aplicando el principiode eui,alencia se tiene/

    1

    1

    +

    +

    −=  K  x K 

    ! $ v %

     x

     x

     xk 

    k  x xk 

     x!

     A

     pv

    q pv

     $    ==∑

    ∑∞

    =

    =

    ++

    0

    0

    1

    !ipos >Isicos de euros

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    79/142

     !ipos >Isicos de euros

    i se eHpresan los paos de primas como la dierencia

    de dos perpetuidades8 una empeando en el momento 0; otra en el momento K 18 L se puede reescriir como/

    De este modo se puede otener la siuiente eHpresiónpara la ,ariana/

     $ v

     $  %   x K  x − 

      

       +=   +11

    )(1)(   12

    +   

       +=   K  x vVar 

     $  %Var 

    !ipos >Isicos de euros

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

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     !ipos >Isicos de euros

    Te&pora$

    Consideremos un seuro temporal de duración n8 por 1unidad de capital paadero al nal del aFo deallecimiento'

    La prdida del reaseurador serI/

    La prima neta anual es/

    ≥−

    −=−=   +

    +

    n K  para! $ 

    n K  para! $ v %

    nn x

     K n x

     K 

    1

    :

    1

    1

    :

    1 1,..,1,0

    n x

    n x

    n

     xk 

    n

    k  x xk 

    n x !

     A

     pv

    q pv

     $ :

    1

    :

    1

    0

    1

    0

    1

    1

    :   == ∑

    ∑−

    =

    =+

    +

    !ipos >Isicos de euros

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     !ipos >Isicos de euros

    Do'a$ Puro

    En un dotal puro de capital 1 unidad ; duración nla prdida del reaseurador serI/

    La prima neta anual es/

    ≥−

    −=−=   +

    n K  para! $ v

    n K  para! $  %

    nn x

    n

     K n x

    1

    :

    1

    1

    :  1,..,1,0

    n x

    n x

    n

     xk 

     xn

    n

    n x !

     A

     pv

     pv $ 

    :

    1

    :

    1

    0

    1

    :  ==

    ∑−

    =

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    !ipos 9enerales de euros

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    83/142

     !ipos 9enerales de euros

    Considerando el tipo eneral de seuro de ,ida del

    cap?tulo anterior' Asumimos ue el seuro se nanciacon primas anuales anticipadas Π0, Π1, Π2, …, Πk .

    La prdida del aseurador serI/

    %or el principio de eui,alencia las primas netascumplirIn con/

    i las primas son iuales a  @prima ni,eladaB8

    entonces /

    ∑=

    ++   Π−=

     K 

     K 

     K    vvc %0

    1

    1

    ∑∑  ∞

    =

    =+

    ++   Π=

    00

    1

    1

     xk 

    k  x xk 

    k    pvq pvc

    ∑∑ ∞

    =

    =

    +

    +

    +

    =

    0

    0

    1

    1

     xk 

    k  x xk 

     pv

    q pvc

     $ 

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    84/142

    "eser,a de %rimas 6etas

    Diplomado Ciencias Actuariales

     Julio 2013

    "eser,as de %rimas 6etas

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    85/142

    "eser,as de %rimas 6etas

    •  !emas

     –  !ipos >Isicos de euros –  !ipos 9enerales de euros

     – Górmula "ecursi,a

     – "elaciones

    "eser,a de %rimas 6etas

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    86/142

    "eser,a de %rimas 6etas

    Consideremos un seuro nanciado por primas netas' Al

    momento de la emisión el ,alor presente esperado delas primas uturas serI iual al ,alor presente esperadode los enecios uturos @principio de eui,alenciaB8*aciendo ue la prdida esperada del reaseurador seacero'

    Esta eui,alencia entre primas uturas ; eneciosuturos en eneral no se cumplirI durante la ,iencia dela pólia en los aFos posteriores a la emisión'

    La reser,a en cualuier momento t  @denominada t  B

    serI entonces la dierencia ue se produce entre el,alor presente esperado de los enecios uturos ; el,alor presente esperado de las primas por reciir'

    !ipos >Isicos de euros

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    87/142

     !ipos >Isicos de euros

    V"da En'era

    Consideremos un seuro de ,ida entera de 1 unidad decapital paadero al nal del aFo de allecimiento8nanciado con una prima neta anual  x 

    La reser,a al nal del aFo : serI/

    En orma eui,alente/

    k  x xk  x xk    ! $  AV  ++   −=

    ∑∑

      ∞

    =+

    =+++

    + −=00

    1

     #

    k  x #

     #

     x

     #

     #k  xk  x #

     #

     xk    pv $ q pvV 

    !ipos >Isicos de euros

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    88/142

     !ipos >Isicos de euros

    Te&pora$

    Consideremos un seuro temporal de duración n8 por 1unidad de capital paadero al nal del aFo deallecimiento' La reser,a al nal del aFo : serI/

    En orma eui,alente/

    k nk  xn xk nk  xn xk   ! $  AV  −+−+   −= :

    1

    :

    1

    :

    1

    :

    ∑∑  −−

    =+

    −−

    =+++

    + −=1

    0

    1

    :

    1

    0

    11

    :

    k n

     #

    k  x #

     #

    n x

    k n

     #

     #k  xk  x #

     #

    n xk   pv $ q pvV 

    !ipos >Isicos de euros

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    89/142

     !ipos >Isicos de euros

    Do'a$ Puro

    En un dotal puro de capital 1 unidad ; duración n8 lareser,a de prima neta al nal del aFo : serI/

    En orma eui,alente/

    k nk  xn xk nk  xn xk   ! $  AV  −+−+   −= :

    1

    :

    1

    :

    1

    :

    ∑−−

    =++−

    − −=1

    0

    1

    :

    1

    :

    k n

     #

    k  x #

     #

    n xk  xk n

    k n

    n xk   pv $  pvV 

    !ipos >Isicos de euros

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    90/142

     !ipos >Isicos de euros

    Do'a$

    Consideremos un seuro dotal ue paa el capital alnal del aFo de allecimiento si la muerte ocurre dentrode n aFos8 de lo contrario paa el mismo monto al naldel aFo n' La reser,a al nal del aFo k  serI/

    En orma eui,alente/

    k nk  xn xk nk  xn xk   ! $  AV  −+−+   −= ::::

    ∑∑  −−

    =

    ++−−

    −−

    =

    ++++ −+=

    1

    0

    :

    1

    0

    1

    :

    k n

     #

    k  x #

     #

    n xk  xk n

    k nk n

     #

     #k  xk  x #

     #

    n xk   pv $  pvq pvV 

    !ipos >Isicos de euros

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    91/142

     !ipos >Isicos de euros

    E)e&p$o

    Consideremos los siuientes seuros/

    !ipos >Isicos de euros

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    92/142

     !ipos >Isicos de euros

    Calculando las reser,as anuales8 se otiene/

    !ipos >Isicos de euros

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    93/142

     !ipos >Isicos de euros

    !ipos 9enerales de euros

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    94/142

     !ipos 9enerales de euros

    Considerando el tipo eneral de seuro de ,ida descrito

    anteriormente8 la reser,a de prima neta al nal del aFok  se puede eHpresar como/

    ∑∑  ∞

    =++

    =+++

    +++   Π−=

    00

    1

    1

     #

    k  x #

     #

     #k 

     #

     #k  xk  x #

     #

     #k k    pvq pvcV 

    Górmula "ecursi,a

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    95/142

    Górmula "ecursi,a

    En el seuro eneral8 la órmula ue relaciona las

    reser,as en : ; :* es la siuiente/

    i el aseurado llea ,i,o al n del aFo k 8 entonces la

    reser,a de prima neta mIs el ,alor presente esperadode las primas de los próHimos * aFos serI sucientepara paar un seuro de ,ida por esos aFos mIs undotal puro por la cantidad k+*  al nal del aFo k+*'

    V v pq pvc pvV  &k &

    k  x&

    &

     #

     #k  xk  x #

     #

     #k 

    &

     #

    k  x #

     #

     #k k    ++

    =+++

    +++

    =++   +=Π+   ∑∑

      1

    0

    1

    1

    1

    0

    Górmula "ecursi,a

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    96/142

    ó u a ecu s a

    $aciendo * S 18 otenemos una relación entre las

    reser,as de prima neta de dos per?odos consecuti,os/

    Lo ue nos indica ue la reser,a de prima neta sepuede calcular recursi,amente en dos direcciones/

     – Calcular sucesi,amente 1 # 8T8 partiendo del,alor inicial 0 S0

     – Calcular n%1 n%# 8T8 en ese orden partiendo de un

    ,alor conocido de n 

    [ ]k  xk k  xk k k    pV qcvV  ++++   +=Π+   11

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    97/142

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    98/142

    Górmula "ecursi,a

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    99/142

    %or su parte/

    es la prima de rieso8 eui,alente a la prima de unseuro temporal a un aFo para curir el capital neto enrieso'

    ( )   k  xk k r k    qV cv +++   −=Π   11

    Górmula "ecursi,a

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    100/142

    Escriiendo la prima de a*orro desde : S 0 *asta : S K-

    18 multiplicando cada ecuación por @1iB-:

     ; sumando8se otiene/

    en este resultado8 la reser,a en el tiempo K es el,alor acumulado de las primas de a*orro paadas desdela emisión de la pólia8 capitaliadas a la tasa de intersi

    ∑−

    =

    − Π+=1

    0

    )1( #

     s

    k  #

     #   V 

    Górmula "ecursi,a

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    101/142

    %or otra parte8 podemos encontrar una interesante

    relación entre la reser,a en el tiempo : ; en :1'%artiendo por la relación/

    "eemplaando &  S @1iB-1 ; desarrollando se puede

    escriir/

    ( ) ( )   k  xk k k k k k k    qV cV V V  ++++   −−Π++Π+=   111

    ( )[ ]k  xk k k k k    qV cV vV  ++++   −+=Π+   111

    Górmula "ecursi,a

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    102/142

    Esta ltima ecuación nos indica ue la reser,a nal serI

    iual a la suma de la reser,a inicial8 mIs la primapaada del mes8 mIs el inters anado sore los ondosiniciales8 menos el capital en rieso paado a laspersonas allecidas en el per?odo'

    En esta relación se asa la determinación del ,alor delondo de los seuros uni,ersales entre dos per?odosconsecuti,os'

    "elaciones

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    103/142

    Es posile otener di,ersas eHpresiones para k   x

    considerando la ecuación de la reser,a del seuro de,ida entera desarrollado anteriormente/

    @1B

     Junto con las siuientes relaciones/

    @2B

      @3B

    k  x xk  x xk    ! $  AV  ++   −=

     A!   k  xk  x

    ++

    −=1

    k  xk  xk  x   ! $  A +++   =

    "elaciones

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    104/142

    • k   x  en unción de  x  8 Y x+k   ; d

    DespeKando A x+k   de la relación @2B/

     "eemplaando en la relación @1B8 se otiene/

    ( )   k  x x xk    !d  $ V  ++−=1

    k  xk  x   d! A ++   −=1

    "elaciones

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    105/142

    • k   x  en unción de Y x   ; Y x+k 

    "eemplaando A x S Y x  x   en la relación @2B para :S0 se

    otiene/

    "eemplaando en la relación anterior/

     x

     x!

    d  $   1=+

     x

    k  x xk 

    !

    !V    +−=1

    "elaciones

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    106/142

    • k   x  en unción de A x ; A x+k 

    Utiliando la relación @2B para las edades H ; H:/

    "eemplaando en la relación anterior/

     A! y

     A!   k  xk  x

     x x

    ++

    −=

    −=

      11

     x

     xk  x xk 

     A

     A AV 

    −−

    =   +1

    "elaciones

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    107/142

    • k   x  en unción de  x 8  x+k  ; A x+k 

    A partir de la relación @3B  se otiene/

    "eemplaando este resultado en la relación @1B/

    k  x

    k  xk  x

     $ 

     A!

    +

    ++   =

    k  x

    k  x

     x xk    A

     $ 

     $ V  +

    +   

      

     −=   1

    "elaciones

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    108/142

    • k   x  en unción de  x 8  x+k  ; d

    Cominando las relaciones @2B ; @3B se otiene/

    "eemplaando en la eHpresión anterior/

    ( )d  $ !

    k  x

    k  x +=

    ++

    1

    d  $ 

     $  $ V 

    k  x

     xk  x xk  +

    −=

    +

    +

    "elaciones

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    109/142

    • k   x  en unción de  x 8  x+k  ; d

    Cominando las relaciones @2B ; @3B se otiene/

    "eemplaando en la eHpresión anterior/

    ( )d  $ !

    k  x

    k  x +=

    ++

    1

    d  $ 

     $  $ V 

    k  x

     xk  x xk  +

    −=

    +

    +

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    110/142

    Modelos Compuestos

    Diplomado Ciencias Actuariales

     Julio 2013

    Modelos Compuestos

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    111/142

    •  !emas

     –

    &alor Esperado de  – &ariana de

     – Distriución de

    Modelos Compuestos

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    112/142

    En un modelo compuesto8 o modelo de rieso colecti,o8

    el concepto Isico es el de un proceso aleatorio ueenera siniestros para un portaolio dado de pólias'

    Este proceso se caracteria en trminos del portaoliocomo un todo8 mIs ue en trminos de las pólias

    indi,iduales ue lo componen'

    Modelos Compuestos

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    113/142

    La ormulación matemItica de estos modelos es lasiuiente/

     – ea , el nmero de siniestros ocurridos en un per?ododado' ea - 1 el monto del primer siniestro8 - 2 el

    monto del seundo siniestro ; as? sucesi,amente'Entonces8 el monto total de los siniestros eneradospor el portaolio en estudio serI/

     – El nmero de siniestros 68 es una ,ariale aleatoria ;estI asociado con la recuencia de los siniestros'

    Adicionalmente8 los montos indi,iduales de lossiniestros - 18 - 28 T 8 - 68 tamin son ,ariales

    aleatorias relacionadas con la se,eridad de lossiniestros'

     '  X  X  X S    +++=   ...21

    Modelos Compuestos

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    114/142

    %ara *acer el modelo maneKale8 se realian los

    siuientes supuestos/

    •  - 18 - 28 T son ,ariales aleatorias idnticamente

    distriuidas

    • Las ,ariales aleatorias ,8 - 18 - 28 T son mutuamenteindependientes

    Modelos Compuestos

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    115/142

    Las distriuciones de , ; de los - i se pueden calcular

    emp?ricamente mediante oser,aciones o se puedenestimar eliiendo aluna unción anal?tica adecuada'

    En este ltimo caso8 para , es usual eleir unadistriución de %oisson o una inomial neati,a8 uepresentan interesantes propiedades'

    Los -i8 en camio8 a menudo se modelan mediante unadistriución 6ormal o una 9amma'

    Modelos Compuestos

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    116/142

    Cuando se utilia una distriución %oisson para modelar

    el nmero de siniestros se dice ue tiene unaNdistriución %oisson compuesta'

    %or su parte8 si se utilia una inomial neati,a8 se diceue tiene una Ndistriución inomial neati,acompuesta'

    En esta sección nos enocaremos en el estudio de ladistriución de en trminos de las distriuciones de , ; de los -i8 suponiendo ue amas son conocidas

    &alor Esperado de

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    117/142

    El ,alor esperado ; la ,ariana de pueden ser

    eHpresados en trminos de las distriuciones Isicas de, ; de los -i8 considerando las eHpresiones para laesperana condicional ; para la ,ariana condicional/

    Aplicando la eHpresión de la esperana condicional

    ( ) ( )( ) ' S  E  E S  E    /=

    ( ) ( )( ) '  X  X  X  E  E S  E    +++=   ...21

    &alor Esperado de

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    Dado ue todos los i tiene la misma distriución/

    Ginalmente se otiene/

    Este resultado indica ue el ,alor esperado de lossiniestros totales serI iual al producto entre ,aloresperado del nmero de siniestros ; el ,alor esperadodel monto de los siniestros'

    ( ) ( )( ) X  'E  E S  E    =

    ( ) ( ) ( ) X  E  '  E S  E    =

    &ariana de

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    Aplicando la eHpresión de la ,ariana condicional/

    Dado ue todos los i tiene la misma distriución/

    ( ) ( )( ) ( )( ) ' S Var  E  ' S  E Var S Var    //   +=

    ( ) ( )( ) ( )( ) '  X  X  X Var  E  X  'E Var S Var    ++++=   ...21

    ( ) ( ) ( ) ( )( ) X  'Var  E  ' Var  X  E S Var    +=   2

    &ariana de

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

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    Ginalmente se otiene/

    As?8 se oser,a ue la ,ariana de los siniestros totaleses la suma de dos componentes8 uno asociado a la,ariana del nmero de casos ; el otro asociado a la

    ,ariana del monto de los siniestros'

    ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) X Var  '  E  ' Var  X  E S Var    +=   2

    Distriución de

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    En este cap?tulo sólo se mencionarIn los principales

    mtodos disponiles para la determinación de la unciónde distriución del monto total de siniestros @.)'

    El desarrollo eHtensi,o de estos mtodos ueda ueradel alcance de este curso'

    Distriución de

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    • Con!o$u%"=n

    La distriución del monto total de siniestros dependerIdel ,alor ue tome la ,ariale 6' %or lo tanto8eHpresado utiliando la proailidad total8 se tiene/

    La %r@ - 1 - #'' - ,  \  x B puede ser determinada

    calculando en orma sucesi,a las distriuciones de - 1 - 28  - 1 - 2 - 38  - 1 - 2 - 3 - 48 etc'8 mediante las

    órmulas de con,olución'

    ∑∞

    =

    ==≤=≤=0

    )Pr()/Pr()Pr()(n

    n ' n '  xS  xS  x ( 

    ∑∞

    =

    =≤+++=0

    21   )Pr()...Pr()(n

    n   n '  x X  X  X  x ( 

    Distriución de

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    • Fun%"=n Generadora de .o&en'os

    Este mtodo se asa en la relación nica ue seestalece entre una distriución de proailidades ;su unción eneradora de momentos'

    La unción eneradora de momentos del monto totalde siniestros @/s(t)Bse puede deducir de las

    correspondientes distriuciones de , ; - 8 de lasiuiente orma/

    %or denición/)()(   tS  s   e E t  )    =

    Distriución de

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

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    Aplicando la eHpresión de la esperana condicional/

    Considerando ue todos los -i son independientes ;tienen la misma distriución/

    )/)(()(   ' e E  E t  )    ts s   =))(()(

      )..( 21   '  X  X  X t 

     s   e E  E t  )   +++=

    ))...(()(   21   ' tX tX tX 

     s   eee E  E t  )    =

    ))()...()(()(   21   ' tX tX tX 

     s   e E e E e E  E t  )    =

    ))(()(

      ' tX 

     s  e E  E t  )    =

    ))(()(   '  x s   t  )  E t  )    =

    Distriución de

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

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    "eemplaando / x (t) por

    Lo ue nalmente se puede eHpresar como/

    Otenida una eHpresión para /s(t) se puede uscar

    la distriución relacionada entre las mltiplesidenticadas en la literatura especialiada'

    ))(log(   t  )  xe

    )()(  ))(log(   t  )  ' 

     s xe E t  )    =

    ))((log)(   t  )  ) t  )   x '  s   =

    Distriución de

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    • AproHimación 6ormal

    %ara un portaolio rande @con un nmero desiniestros 6 esperados randeB parece raonaleaproHimar la distriución de por una distriuciónnormal con parImetros =E(.)  ;  #=23(.)

    in emaro8 la calidad de la aproHimacióndependerI no sólo del tamaFo de la cartera enestudio8 sino de ue tan *omonea sea' Eneneral8 los resultados de esta estimación sonmeKores para ,alores de cercanos a la media

    @E@BB ; menos satisactoria en los eHtremos de ladistriución'

    Distriución de

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    127/142

    %or su parte8 si presenta una distriución %oissoncompuesta o inomial neati,a compuesta ; elnmero esperado de siniestros es rande8 entoncesse puede demostrar ue la ,ariale estandariada/

    tiene aproHimadamente una distriución normalestIndar @6@081BB'

    )(

    )(

    S Var 

    S  E S  −

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    AneHoGunciones Conmutati,as

    Diplomado Ciencias Actuariales

     Julio 2013

    Gunciones Conmutati,as

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    •  !emas

     –

    El Modelo Determin?stico – "entas &italicias

     – euros de &ida

     – %rimas 6etas

     – "eser,as de %rimas 6etas

    Gunciones Conmutati,as

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

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    En el pasado8 las unciones conmutati,as oaron deran popularidad deido principalmente a ue pod?anser tauladas8 simplicando as? los cIlculos numricosasociados al cIlculo de primas ; reser,as'

    AdemIs8 las órmulas de ,alores esperados tales comoprimas nicas pod?an ser deri,adas de un modelo

    determin?stico8 ?ntimamente relacionado a las uncionesconmutati,as'

    En la actualidad8 el Icil acceso a computadores conran capacidad de cIlculo ; la creciente aceptación delos modelos asados en la teor?a de las proailidades

    ue permiten un entendimiento mIs completo de losmecanismos del seuro8 *an *ec*o disminuir el uso delas unciones conmutati,as' in emaro stas siuensiendo de inters ;a ue permiten una aproHimaciónmIs intuiti,a a muc*as de las unciones actuariales'

    El Modelo Determin?stico

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    131/142

    #mainemos un rupo de ,idas de la misma edad al cualoser,amos durante el tiempo' En cada cumpleaFosreistramos como l

    x al nmero de personas ue an

    estIn ,i,as'

     

    As?8 d x  = l x  4 l x+1 es el nmero de muertos entre las

    edadesx; x+1'

    Con esto8 las proailidades ; los ,alores esperados sepueden calcular como simples proporciones ;promedios'

    El Modelo Determin?stico

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    132/142

    %or eKemplo8 la proailidad ue una persona de edad x  sore,i,a t  aFos se eHpresa como/

    La proailidad ue una persona de edad x  alleca

    dentro de un aFo serI/

     x

    t  x xt 

    l  p   +=

     x

     x

     x

     x x x

    l l q   =

    −=   +1

    El Modelo Determin?stico

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    133/142

    La proailidad ue una persona de edad x  sore,i,alos próHimos u aFos ; lueo alleca dentro de lossiuientes t  aFos/

    La eHpectati,a de ,ida a la edad x  serI/

     x

    t u xu x xt u

    l l q   +++

      −=|

    ∑∑  ∞

    =

    +∞

    =

    ==11   k    x

    k  x

     xk  xl 

    l  pe

    "entas &italicias

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    134/142

    Consideremos una renta ,italicia de paos anualesanticipados de 1 unidad' La prima nica de la rentaserI/

    Multiplicando el numerador ; el denominador por &  x 8tenemos/

    ∑∑  ∞

    =

    +∞

    =

    ==00   k    x

    k  xk 

     xk 

     xl 

    l v pv!

    ∑∞

    =

    +

    +

    =0k    x

     x

    k  x

    k  x

     xl v

    l v!

    "entas &italicias

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    135/142

    Deniendo las siuientes unciones conmutati,as/

    %odemos ,ol,er a escriir

    ∑∞

    =+=

    =

    0k 

    k  x x

     x x

     x

     * ' 

    l v *

     x

     x x

     *

     ' !   =

    "entas &italicias

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    136/142

    En orma similar se puede otener la órmula de laprima nica de una renta temporal por n aFos/

     x

    n x x

    n x  *

     '  ' !   +

    −=

    :

    euros de &ida

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    137/142

    Adicionalmente se denen las siuientes uncionesconmutati,as/

    La ecuación de la prima nica de un seuro de ,idaentera de 1 unidad de capital se puede eHpresar como/

    ∑∞

    =+

    +

    =

    =

    0

    1

    k  x x

     x x x

    +  ) 

    d v+ 

    ∑∑∑  ∞

    =

    +++∞

    =

    ++∞

    =+

    + ===0

    1

    0

    1

    0

    1

    k    x

     x

    k  x

     xk 

    k    x

    k  xk 

    k  x xk 

     xl v

    d v

    d vq pv A

    euros de &ida

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    138/142

    %or lo tanto8 para un seuro de ,ida entera/

    %ara un seuro temporal/

    %ara un seuro dotal/

     x

     x x

     * )  A  =

     x

    n x x

    n x  *

     )  )  A   +

    −=1

    :

     x

    n xn x x

    n x  *

     * )  )  A   ++

      +−=:

    %rimas 6etas

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    139/142

    La prima neta se deduce aplicando el principio deeui,alencia' %ara un seuro de ,ida entera serI/

    Entonces/

    De la misma orma se otienen las primas netas de unseuro temporal/

     x

     x

     x

     x x

     *

     ) 

     *

     '  $    =

     x

     x

     x  ' 

     )  $ 

     =

     x

    n x x

    n x

     ' 

     )  )  $    +

    −=1

    :

    %rimas 6etas

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    140/142

     X de un seuro dotal/

     x

    n xn x x

    n x  '  * )  )  $    ++   +−=

    :

    "eser,as de %rimas 6etas

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    141/142

    %ara un seuro de ,ida entera la reser,a de prima netaal nal del aFo : serI/

    %ara un seuro temporal/

    k  x

    k  x xk  xk  x xk  x xk 

     *

     '  $  ) ! $  AV 

    +

    ++++

    −=−=

    ( ) ( )

    k  x

    n xk  xn xn xk  x

    n xk   *

     '  '  $  )  ) V 

    +

    ++++   −−−=

    1

    :1

    :

    "eser,as de %rimas 6etas

  • 8/17/2019 13raul Ahumada Módulo 7 -Modelos Acturiales

    142/142

    %ara un seuro dotal/

    ( ) ( )

    k  x

    n xk  xn xn xn xk  x

    n xk   *

     '  '  $  * )  ) V 

    +

    +++++   −−+−=   ::