卡在這題?用 AI 解開它
Finance · real student question

解 (1 + x) 的 12 次方 減 11.0528x = 1。

Question

解 (1+x)12−11.0528x=1(1+x)^{12}-11.0528x=1,求實數 xx。

Step-by-step solution

  1. 改寫成求根問題。 把 11 移到左邊,定義 f(x)=(1+x)12−11.0528x−1,f(x)=(1+x)^{12}-11.0528x-1, 於是要找的就是 f(x)=0f(x)=0。這正是年金/內部報酬率方程式的典型長相:1212 期的累積因子,對上 11.052811.0528 倍的利率。

  2. 先看出那個平凡根。 f(0)=112−0−1=0f(0)=1^{12}-0-1=0,所以 x=0x=0 是一個精確解。它是「零利率」的退化情形,因此可以預期還有第二個在經濟上有意義的根。

  3. 去找第二個根之前,先定出轉折點。 f′(x)=12(1+x)11−11.0528f'(x)=12(1+x)^{11}-11.0528,它在 (1+x)11=11.052812=0.921067(1+x)^{11}=\tfrac{11.0528}{12}=0.921067 時為零,也就是 x=0.9210671/11−1≈−0.0074469x=0.921067^{1/11}-1\approx-0.0074469。由於 f′f' 隨 xx 遞增,這是唯一的極小點,而且 f(−0.0074469)≈−0.0034829<0f(-0.0074469)\approx-0.0034829<0。

  4. 據此斷定恰有兩個實根,並把另一個夾出來。 ff 從 f(−1)=10.0528f(-1)=10.0528 一路降到極小值,再回升到 f(0)=0f(0)=0,所以有一個根落在極小點的左邊。試算:f(−0.02)=+0.0057727f(-0.02)=+0.0057727、f(−0.01)=−0.0030871f(-0.01)=-0.0030871,可見那個根落在 (−0.02,−0.01)(-0.02,-0.01) 之中。

  5. 用二分法算到完整精度。 把區間反覆對半分,得到 x≈−0.01508489,x \approx -0.01508489, 此處 f(x)f(x) 為零的誤差在 10−1610^{-16} 以內。要小心別停在 x≈−0.00745x\approx-0.00745 附近:那是極小點,該處 f=−0.0035≠0f=-0.0035\ne0。

  6. 驗算並加以解讀。 (1−0.01508489)12=0.8332697(1-0.01508489)^{12}=0.8332697,而 −11.0528(−0.01508489)=0.1667303-11.0528(-0.01508489)=0.1667303;兩者相加是 1.0000001.000000,與右邊相符。兩個實數解是 x=0x=0 與每期 x≈−1.5085%x\approx-1.5085\%;沒有正利率的解,因為對所有 x>0x>0 都有 f>0f>0。

Answer

x=0與x≈−0.01508489 (≈−1.5085% 每期)x = 0 \quad \text{與} \quad x \approx -0.01508489 \ (\approx -1.5085\% \text{ 每期})

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