1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Lecture Engineering economics - Chapter 5: Annual amount and gradient functions

19 56 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 19
Dung lượng 510,98 KB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Nội dung

In this chapter, students will be able to understand: Calculating future values from annual amounts, calculating present values from annual amounts, calculating future and present values from gradient amounts, calculating present value of a future perpetual amounts, calculating deferred annuities.

Trang 1

Chapter 5 – Unit 1

Annual Amount and Gradient 

Functions

IET 350 Engineering Economics

Learning Objectives – Chapter 5

Upon completion of this chapter you should understand:

‰Calculating future values from annual amounts

‰Calculating present values from annual amounts

‰Calculating future and present values from gradient 

amounts

‰Calculating present value of a future perpetual amounts

‰Calculating deferred annuities

2

Learning Objectives – Unit 1

Upon completion of this unit you should understand:

‰Calculating future values from annual amounts

‰Calculating present values from annual amounts

‰Calculating future and present values from gradient 

amounts

‰Calculating present value of a future perpetual amounts

‰Calculating deferred annuities

3

Trang 2

‰ The prior chapter covered single‐payment functions where a 

cash inflow occurred at one point in time and a cash outflow 

occurred at a second point in time

‰ Many financial transactions have elements that occur at y

multiple points in time. These can include:

‰Equal annual cash flow

‰Linear gradient cash flow

‰Non‐linear gradient cash flow

‰Mixed annual cash flow

4

Introduction

‰ This chapter covers three types of multiple‐payment 

situations:

‰Equal annual amounts (A) – equal dollar amounts flow 

into or out of an investment or project each year.p j y

‰Linear gradient amounts (G)  – dollar amounts flowing 

into or out of an investment or project increase/decrease 

each year by a constant amount (linear)

‰Mixed annual amounts – differing dollar amount flow into 

and/or out of an investment or project each year

5

Equal Annual Amounts

‰ Assumptions for equal annual amount analysis include:

‰Cash flow occurs at the end of each year

‰All cash flows are equal and occur each year

‰ Note that most interest table such as those in appendix B of 

the Bowman text are based on end of year transactions. 

Interest table are available that use the beginning or middle 

of time periods. 

‰If using a time value of money function on your calculator, 

check the manual to determine if the time basis is end of 

period (year) or some other basis

6

Trang 3

‰ Notations used for time value of money calculation 

‰Future Value (one‐time occurrence) → F

‰Present Value (one‐time occurrence) → P

‰Equal Annual Amount → A

‰ Cash flow diagrams represent annual amounts as equal 

length lines as illustrated in Figure 5‐1:

7

Future Value Calculations

Future value for an equal annual amount is determined by the 

following equation:

( )

⎡ + 1 in‐ 1

8

( )

⎡ +

×

=

i 1  

i    1   A     F

Where: F = Future Value ($)

A = Annual Amount ($)

n = Time (years)

i = Interest (% per year)

Future Value Calculations

Solution methods for finding future values:  

‰ Use the F/A column on a Interest Factors table (Bowman 

text appendix B, page 580). 

‰Notation F/A is interpreted as → Find F given A

‰Notation F/A is interpreted as → Find F given A

‰Notation (F/A, n, i) is interpreted as → Find F given A 

for n years at i interest rate. 

‰ Use the Excel function1→ FV(rate, nper, pmt, pv, type)

‰ Use the formula and calculator

9

1 Note that the cash outflows are  entered as a negative number.

Trang 4

(/ )

Future Value/Annual – Example

‰ Your plan is to save $100 at the end of each year at 8% interest

‰ What will be the size of the account in 10 years?

( )

$1,448.70   F 14.487  

$100 8%

10, F/A,   A   F

=

×

=

×

=

10

FValue/Annual – Example (continued)

‰ Solution using Excel®:

Note that the 

annual amount 

11

was entered as 

a negative 

number which 

indicates a cash 

outflow.

( )

1

‐ 0.08) (1

$

i  1  ‐

i    1   A   F

10 n

⎡ +

⎡ +

×

=

FValue/Annual – Example (continued)

‰Solution using formula:

F = Future Value = ?

A = Annual Amount = $100

$1,448.66   F 14.48656  

$100

0.08 1  ‐ 2.158925

$100

0.08 1   0.08)   (1  

$100

=

×

=

⎡ +

×

=

12

n = Time = 10 years

i = Interest = 8% per year

The slight difference 

between this amount and 

the amount determined by 

the factor from the tables is  

due to rounding.

Trang 5

Equal annual amounts for a future value is determined by the 

following equation:

Note that this 

formula is the 

13

( ) ⎥ ⎦ ⎤

⎡ +

×

=

1  ‐

i    1

i   F    

Where: F = Future Value ($)

A = Annual Amount ($)

n = Time (years)

i = Interest (% per year)

inverse of the 

formula to find 

F given A.

Future Value Calculations

Solution methods for finding annual amounts:  

‰ Use the A/F column on a Interest Factors table (Bowman 

text appendix B, page 580). 

‰Notation A/F is interpreted as → Find A given F

‰Notation A/F is interpreted as → Find A given F

‰Notation (A/F, n, i) is interpreted as → Find F given A 

for n years at i interest rate. 

‰ Use the Excel function1→ PMT(rate, nper, pv, fv, type)

‰ Use the formula and calculator

14

1 Note that the cash outflows are  entered as a negative number.

Annual/Future Value – Example

‰ Your goal is to save $7,500 for a car down payment in 4 years 

by investing part of your end‐of‐year bonus.  

‰ How much to you need to save annually at 4% interest?

( )

year

$1,766.25/

  A

0.2355  

$7,500 4%

4, A/F,   F   A

=

×

=

×

=

15

Trang 6

Annual/FValue – Example (continued)

‰ Solution using Excel®:

Note that the 

function returns 

ti

16

a negative 

number which 

indicates a cash 

outflow.

( )1 i ‐1

i   F  

A= ×⎢⎡ + n ⎥⎤

Annual/FValue – Example (continued)

‰ Solution using the formula:

F = Future Value = $7,500

A = Annual Amount = ? ( )

$1,766.17   A

0.235490  

$7,500

1  ‐ 1.169859

0.04

$7,500

1  ‐ 0.04)   (1

0.04  

$7,500

1  

i    1  

4

=

×

=

⎥⎦

⎢⎣

×

=

⎡ +

×

=

⎣ +

17

n = Time = 4 years

i = Interest = 4% per year

The slight difference 

between this amount and 

the amount determined by 

the factor from the tables is  

due to rounding.

End Unit 1 Material

Additional Reading Ö Financial Functions: 

http://www.functionx.com/excel/Lesson12.htm

Go to Unit 2 Present Value Amounts

18

Trang 7

Chapter 5 – Unit 2

Present Value Amounts

IET 350 Engineering Economics

Learning Objectives – Unit 2

Upon completion of this unit you should understand:

‰Calculating future values from annual amounts

‰Calculating present values from annual amounts

‰Calculating future and present values from gradient 

amounts

‰Calculating present value of a future perpetual amounts

‰Calculating deferred annuities

20

Present Value Calculations

Present value for an equal annual amount is determined by the 

following equation:

( )

1

‐ i 1

21

( ) ( ) ⎥ ⎦ ⎤

⎡ +

+

×

i    1  i 1  

i    1   A     P

Where: P = Present Value ($)

A = Annual Amount ($)

n = Time (years)

i = Interest (% per year)

Trang 8

Solution methods for finding present values:  

‰ Use the P/A column on a Interest Factors table (Bowman 

text appendix B, page 580). 

‰Notation P/A is interpreted as → Find P given A

‰Notation P/A is interpreted as → Find P given A

‰Notation (P/A, n, i) is interpreted as → Find P given A 

for n years at i interest rate. 

‰ Use the Excel function1→ PV(rate, nper ,pmt, fv, type)

‰ Use the formula and calculator

22

1 Note that the cash outflows are  entered as a negative number.

Present Value/Annual – Example

‰You scheduled to receive $15,000 at the end of the next 7 years

‰If the current interest rate is 6%, what is the equivalent amount 

today?

( )

$83,736   P

5.5824  

$15,000 6%

7, P/A,   A   P

=

×

=

×

=

23

PValue/Annual – Example (continued)

‰Solution using Excel®:

Note that the 

24

function returns a 

negative number 

which indicates a 

cash outflow.

Trang 9

( ) ( )1 i 

i  1

i  1     A  

n

⎡ +

− +

×

=

PValue/Annual – Example (continued)

‰Solution using the formula:

P = Present Value = ?

A = Annual Amount = $15 000

$83,735.72   P

5.582381  

$15,000

(1.50363) (0.06)

1 1.50363

$15,000

0.06)   (1 0.06

1 0.06)   (1    

$15,000 7

7

=

×

=

×

×

=

⎡ +

×

− +

×

=

25

A = Annual Amount = $15,000

n = Time = 7 years

i = Interest = 6% per year

Present Value Calculations

Equal annual amounts for a present value is determined by the 

following equation:

( )

⎡ i 1 + in

Note that this 

formula is the 

26

( ) ( ) ⎥ ⎦

⎡ +

+

×

=

1  ‐

i    1  

i    1  i   P    

Where: P = Present Value ($)

A = Annual Amount ($)

n = Time (years)

i = Interest (% per year)

inverse of the 

formula to find 

P given A.

Present Value Calculations

Solution methods for finding present values:  

‰ Use the A/P column on a Interest Factors table (Bowman 

text appendix B, page 580). 

‰Notation A/P is interpreted as → Find A given P

‰Notation A/P is interpreted as → Find A given P

‰Notation (A/P, n, i) is interpreted as → Find A given P 

for n years at i interest rate. 

‰ Use the Excel function1→ PMT(rate, nper, pv, fv, type)

‰ Use the formula and calculator

27

1 Note that the cash outflows are  entered as a negative number.

Trang 10

(A/P 8 3%)

P

Annual/Present Value – Example

‰You $5,000 invest in an account that returns 6% annual interest

‰How much can you withdraw each semester (twice/year) over 

the next 4 years for books and supplies?

( )

mester

$712.50/se   A

0.1425  

$5,000 3%

8, A/P,   P   A

=

×

=

×

=

28

Time periods other than a year can be used, however, the tabulated 

interest rate is a yearly rate so it must be adjusted to match the number 

of periods/ year → 6% per year/2 periods per year = 3% per period . Also 

the total number of periods is used → 4 yrs x 2 periods/yr = 8 periods.

Annual/PValue – Example (continued)

‰Solution using Excel®:

Remember that i 

and n must be

29

and n must be 

adjusted for time 

periods other 

than yearly.

1  ‐ m r   1   m r   1 m r   P   m A

nm nm

⎛ +

⎛ +

×

=

Annual/PValue – Example (continued)

‰Solution using the formula 

(see page 187 Bowman text):

P = Present Value = $5 000

mester

$712.28/se   m A 0.142456  

$5,000

1  ‐ 1.26677 1.26677 0.03

$5,000

1  ‐ ) 2 0.06   (1

) 2 0.06   (1   2 0.06  

$5,000

2 2

=

×

=

⎥⎦

⎢⎣

×

=

⎡ +

+

×

×

=

×

×

30

P = Present Value = $5,000

A = Annual Amount = ?

n = Time = 4 years

M = #Periods/year = 2

r = Annual Interest = 6%

Trang 11

‰ Occasionally an engineering economic analysis will occur 

when the number of years (n) or the interest rate (i) is 

unknown

‰ Like single‐payment calculations, if three of the four factors g p y ,

are known, we can solve for the unknown

‰Future value factors → F, A, i, n

‰Present value factors → P, A, i, n

31

Unknown i and n Calculations

Solution methods for finding interest or time period values:  

‰ Interpolate using the appropriate column on a Interest 

Factors table (Bowman text appendix B, page 580). 

‰ Use the Excel functions1:

‰ Use the Excel functions : 

‰RATE(nper, pmt, pv, fv, type, guess) → returns the 

interest rate per period for a cash flow

‰NPER(rate, pmt, pv, fv, type) → returns the number of 

periods for a cash flow with a constant interest rate

‰ Rearrange the appropriate formula and solve with your 

calculator

32

1 Note that the cash outflows are  entered as a negative number.

Unknown Interest – Example

‰You have $5,000 to invest in an account and would like to 

withdraw $1,550 per year for the next four years

‰What interest rate will be required to meet the needs?

33

You will need to 

invest the $5,000 

at 9.2% annual 

interest rate.

Trang 12

Unknown Time – Example

‰You plan to invest $1,250 per year in a security with a 4.75% 

annual return rate. 

‰How many years before the account grows to $12,500?

34

Time Required

8 years

4 months

15 days

End Unit 2 Material

Go to Unit 3 Gradient Amounts

35

Chapter 5 – Unit 3

Gradient Amounts

IET 350 Engineering Economics

Trang 13

Learning Objectives – Unit 3

Upon completion of this unit you should understand:

‰Calculating future values from annual amounts

‰Calculating present values from annual amounts

‰Calculating future and present values from gradient 

amounts

‰Calculating present value of a future perpetual amounts

‰Calculating deferred annuities

37

Gradient Amounts

‰ Unlike equal annual amounts, gradient amounts increase or 

decrease each time period. Types:

‰Linear – change in cash flow is by an equal amount for 

each time period. Gradient factors tabulated in the p

interest tables or determined by formula

‰Non‐linear – change is cash flow varies between time 

periods. Non‐linear gradient functions must be calculated 

with a series of P/A or A/P for each time period

38

Gradient Amounts

‰ Assumptions for linear gradient amount analysis include:

‰Cash flow occurs at the end of each year

‰Change in cash flow year to year is at a constant rate. The 

amount of change is designated → Gg g

‰Initial cash flow is designated → A’

39

Trang 14

Solution methods for finding present values:  

‰ Use the A/G column on a Interest Factors table (Bowman 

text appendix B, page 580). Future or present values can 

then be determined using the annual amount (A):

‰Notation A/G is interpreted as → Find A given G

‰Notation (A/G, n, i) is interpreted as → Find A given P 

for n years at i interest rate. 

‰ Use the Excel function1→ XNPV(rate, values, dates) 

‰ Use the formula and calculator

40

1 Note that the cash outflows are  entered as a negative number.

Gradient Calculations

Equal annual amounts for a linear gradient values is determined 

by the following equation:

×

±

A

41

( ) ⎥ ⎦

×

±

=

1  ‐

i    1         i   G     A

 

 

Where: A = Annual Amount ($)

A′ = Initial Cash Flow($)

G = Gradient Amount ($)

n = Time (years)

i = Interest (% per year)

When the change 

is increasing 

between time 

periods, the 

gradient is added  

(+) to the initial 

value and 

subtracted (‐) 

when decreasing.

Gradient – Example

‰ Your 1styear’s salary is $45,000. Your contract states that 

your raise will be $5,000/year in years 2 through 6

‰ What is the present value of the contract at 5% interest?

‰ Cash Flow Diagram:

‰ Cash Flow Diagram:

42

Trang 15

(/ )

Gradient – Example (continued)

‰ Solution method:

‰Find annual value (A) of the gradient (G)

‰Convert the annual amount (A) into the present value (P)

0

$288,246.5   P

(5.0757)  

$56,789.50 5%)   6,   A(P/A,   P

/year

$56,789.50   A

2.3579  

$5,000

$45,000

5%

  6,   A/G,   G   A   A

=

×

=

=

=

× +

= +

=

43

Gradient – Example (continued)

‰ Solution using Excel®. You must create a schedule of amounts 

with a date. The schedule must start at time = 0 (today)

‰ Non‐linear gradients can be solved with this method

44

( ) ( ) 6 1  ‐ 0.05   1   6    0.05 1

$5,000  

$45,000  

1  ‐

i  1   n    i 1   G   A   A

6 n

⎢ − +

× +

=

⎢ − +

×

±

=

Gradient – Example (continued)

‰ Solution using the formulas:

P = Present value = ?

A = Annual Amount = ?

[ ] ( )

( )

[ ] 0

$288,246.9   P

5.075697

$56,789.61

0.05)   (1 0.05 1 0.05)   (1    

$56,789.61

i  1

i  1

i  1     A   P /year

$56,789.61   A

2.357922  

$5,000  

$45,000

1  ‐ 1.340096 6  ‐ 20  

$5,000  

$45,000

6 6 n n

=

×

=

⎢ +× + −

×

=

⎢ ++−

×

=

=

× +

=

⎥⎦

⎢⎣

× +

=

45

A′ = Initial Amount = $45,000

G = Gradient = $5,000

n = Time = 6 years

i = Interest = 5% per year

Trang 16

Go to Unit 4 Perpetual Amounts and 

Deferred Annuities

46

Chapter 5 – Unit 4

Perpetual Amounts and Deferred 

Annuities

IET 350 Engineering Economics

Learning Objectives – Unit 4

Upon completion of this unit you should understand:

‰Calculating future values from annual amounts

‰Calculating present values from annual amounts

‰Calculating future and present values from gradient 

amounts

‰Calculating present value of a future perpetual amounts

‰Calculating deferred annuities

48

Ngày đăng: 04/02/2020, 02:35

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w