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从“理财中的小学数学应用”说起

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人教版数学六年级下册第二单元《百分数(二)》第15页第12题:【题目】妈妈有1万元钱,有两种理财方式:一种是买3年期国债,年利率3.8%;另一种是买银行1年期理财产品,年收益率4%,每年到期后连本带息继续购买下一年理财产品。3年后,两种理财方式收益相差多少?【分析】在审题中要注意两种理财方式的本金、利率、存期分别是多少,题目要求的两种方式的收益相差是多少,其...

人教版数学六年级下册第二单元《百分数(二)》第15页第12题:

【题目】

妈妈有1万元钱,有两种理财方式:一种是买3年期国债,年利率3.8%;另一种是买银行1年期理财产品,年收益率4%,每年到期后连本带息继续购买下一年理财产品。3年后,两种理财方式收益相差多少?

【分析】在审题中要注意两种理财方式的本金、利率、存期分别是多少,题目要求的两种方式的收益相差是多少,其实就是比较两种方式3年后的本息相差多少;由于两种理财的本金都是1万元,所以也可以比较较两种方式3年后的总利息相差是多少。解题需要的数量关系:利息=本金×利率×存期

【方法一】比较3年后的本息:

国债:本金10000元,年利率3.8%,存期3年

所以利息:10000×3.8%×3=1140(元)

本息:10000+1140=11140(元)

综合算式:10000+10000×3.8%×3=11140(元)

或:10000×(1+3.8%×3)=11140(元)

银行理财:本金10000元,年利率4%,每次存期1年,每年到期连本带息继续购买,购买3次。

第一年利息:10000×4%×1=380(元),第一年本息:10000+400=10400(元)

第一年本息:10000×(1+4%×1)=10400(元)

第二年利息:10400×4%×1=416(元),第二年本息:10400+416=10816(元)

第二年本息:10400×(1+4%×1)=10816(元)

第三年利息:10816×4%×1=432.64(元),第三年本息:10816+432.64=11248.64(元)

第三年本息:10816×(1+4%×1)=11248.64(元)

相差:11248.64-11140=108.64(元)


我们列出两种理财方式的综合算式:

国债本息:10000×(1+3.8%×3)=11140(元)

银行理财本息:10000×(1+4%×1)×(1+4%×1)×(1+4%×1)=10000×(1+4%×1)³=11248.64(元)


【方法二】比较3年后的利息:

国债利息:

10000×3.8%×3=1140(元)

银行理财利息:

10000×(1+4%×1)×(1+4%×1)×4%×1=12480.64(元)

相差:

11248.64-11140=108.64(元)


【方法三】根据分数解决问题的特点,我们可以把两种方式的本金看作单位“1”。分别计算出两种方式的三年后的本金和利息一共是本金的百分之几,再进行计算比较。由于两者的单位“1”都相同,都是1万元,所以可以先比较得出的两个百分数的差。

国债:1×(1+3.8%×3)=1.14=114%

银行理财:1×(1+4%×1)³=1.124864=112.4864%

相差:10000×(112.4864%-114%)=108.64(元)


从以上可以看出,综合算式简洁明了。

(国债)一次性存三年:

10000×(1+3.8%×3)=11140(元)

(银行理财)一年一年存,存三年(即复利,俗称"利说利","利滚利"):

10000×(1+4%×1)³=11248.64(元)


观察这些综合算式,你发现这些算式有什么特点吗?


假如两种方式的年利率都相同,都是4%,那么结果会怎样呢?我们根据上面的综合算式来比较:


一次性存三年:10000×(1+4%×3)=11200(元)

一年一年存,存三年(复利):10000×(1+4%×1)³=11248.64(元)。

10000×(1+4%×1)³ > 10000×(1+4%×3)

复利的利息高!


我们再看,假如这一万元,同样年利率4%,存期为5年,会有什么结果?

一次性存三年:10000×(1+4%×5)=12000(元)

复利十年:10000×(1+4%×1)5  ≈ 12166.53(元)。

10000×(1+4%×1) > 10000×(1+4%×5)

复利的利息高!这是偶然的吗?


我们把数据进行一般化处理(变异):

本金为A,年利率均为p,存期为N(N≥2)年。肯定或否定: A×(1+p) > A×(1+Np)?

其实这是可以肯定的。我们可以得到一个命题:

对于p∈R+,N∈N+且N≥2,(1+p) > 1+pN。

对于证明,我们尝试用数学归纳法来证明:

证明:当N=2时,(1+p)² - (1+2p)=1+2p+p²-1-2p=p² >0,命题成立;

  假设当N=k,k∈N+且k≥2时,命题成立。

即对于k∈N+且k≥2,有(1+p)k  > 1+pk,那么(1+p)k  -(1+pk)>0.

那么,当N=k+1时,

   (1+p)k+1  -[ 1+p(k+1)]

=(1+p)k  (1+p)- 1+pk+p]

=(1+p)k  + p(1+p)k -(1+pk)- p

=(1+p)k  -(1+pk)+ [ p(1+p)- p ]

=(1+p)k  -(1+pk)+ [ p(Ck0Ck1pCk²p² +…… - p ]

=(1+p)k  -(1+pk)+ p(Ck1p+Ck²p² +……+Ckkp  

>0

即:(1+p)k+1  > [1+p(k+1)

也就是说,N=k+1时,命题成立。

综上所述,

对于p∈R+,N∈N+且N≥2,(1+p) > 1+pN

命题得证。


可以看出,在相同本金和利率下,复利的收益会大些,如果存期越长,收益还会比一年一年存的收益更多些。


生活例子:

一个投资者第一年将积蓄的5000元(A)进行投资,每年都能获得3%(p)的回报,之后每年他将这些本利之和连同每年需支付的5000元再投入新一轮的投资,那么,30年后(N),他的资产总值将变为:F=5000×[(1+3%)^30-1 ] / 3%=237877.08。这其中投资者共投入5000X30=150000元,共获得利息87877.08元。

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