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平成26 年度日本アクチュアリー会資格試験(生保数理)解答案 問題1(1)元金を
S
、返済期間をn
、年間の返済回数をk
、金利をi
とする。 まず、元利均等返済の毎年の返済額をR
とすると、教科書(上巻)28 ページ(1.11.1)より、 k na
S
R
|
となるので、総返済額は、 k na
S
n
R
n
|
・・・ ① 次に、元金均等返済について、1 回目の返済額は、「元金部分」+「利息部分」と分解でき、 このうち、「元金部分」は、n
S
となり、「利息部分」は元金S
に対応する利息となるため、i
S
となるので、1 回目の返済額は、S
i
n
S
となる。 2 回目の返済額は、「元金部分」は 1 回目と同額であるが、「利息部分」は元金S
から1 回 目の返済額n
S
を控除した金額に対応する利息となり、i
n
S
i
n
S
S
1
1
となるた め、i
n
S
n
S
1
1
となる。 同様に、3回目以降の返済額も「利息部分」だけが減少していくため、総返済額は、
i
n
S
i
n
t
S
n
S
n t2
1
1
1
1
1 ・・・ ② ①②より、求める値は、 ≒
9986
.
24
35
02
.
0
2
1
35
1
2
1
1
2
1
1
| |
k n k na
n
i
n
a
S
n
i
n
S
0.971 解答:(C) (注)元利均等返済に比べて元金均等返済の方が元本を早期に返済できるため、返済総額は元 金均等返済の方が小さくなり、選択肢は(A)~(E)に限定される。 (2)2 重脱退表におけるA
脱退者の脱退時平均年齢は、教科書に公式等が明示されていない ため、単生命表および多重脱退表の結果を組み合わせて考える。 まず、脱退時平均年齢とは、単生命表の脱退(=死亡)時の平均年齢と考えられるため、 平均余命に相当し、教科書(上巻)60 ページの下から5行目に“生存年数の和tl
xt
xtdt
” という表現がある。したがって、A
脱退を考えた場合、脱退までの年数の和は、tl
xt
xAtdt
となり、それに対応する分母は(40 歳以上での)A
脱退者の総数となるので、教科書(上巻)60 ページ(2.5.3)等を参考にすれば、
A
脱退者の平均脱退年数は、
x A t x t x t x A t x t x t x A t x x t x x A t x x t x x A t x t x x A t x t x x x x A t x t x x A t x t xdt
p
dt
p
t
dt
l
l
dt
l
l
t
dt
l
dt
tl
l
l
dt
l
dt
tl
0 0 0 0 0 0 0 01
1
・・・ ① 一方、教科書(上巻)57 ページ(2.4.12)より、
n xtdt x np
e
0 ・・・ ② また、教科書(上巻)92 ページ(3.2.17)より、 B x A x x
・・・ ③ ①②③および与えられた条件から、まず、①の分子は、
40 100 0 05 . 0 40 100 1 0 05 . 0 100 140
100
1
100
1
0 0dt
t
te
dt
t
x
te
t t dt t x dt t x
60 0 05 . 0 60 log 60 0 05 . 0 60 160
1
60
1
0 0dt
t
te
dt
t
te
t t t t dt t
60 0 05 . 0 60 0 05 . 0 60 0 05 . 0 60 60 log60
1
60
1
60
60
60
1
dt
te
dt
t
e
t
t
dt
t
te
t t t t
60 0 05 . 0 60 0 05 . 0 60 0 05 . 005
.
0
1
05
.
0
1
60
1
05
.
0
1
60
1
dt
e
e
t
dt
e
dt
d
t
t t t 60 0 05 . 0 3 60 0 05 . 0 60 05 . 005
.
0
1
3
1
05
.
0
1
05
.
0
1
05
.
0
1
60
60
1
t te
e
dt
e
e
2 5 3 3 305
.
0
1
3
4
15
.
0
1
05
.
0
1
3
4
15
.
0
1
05
.
0
1
05
.
0
1
3
1
05
.
0
1
e
e
e
e
e
3461444
.
5
1353
.
0
0067
.
0
05
.
0
1
3
4
15
.
0
1
≒
・・・ ④ 同様に、①の分母は、
60 0 05 . 0 60 1 0 05 . 0 100 160
1
100
1
0 0dt
t
e
dt
t
x
e
t t dt t x dt t x
60 0 05 . 0 60 60 log 60 0 05 . 0 60 log60
1
60
1
0dt
t
e
dt
t
e
t t t t t
60 0 05 . 0 60 0 05 . 060
1
60
1
60
60
dt
e
dt
t
e
t
t t 60 0 05 . 005
.
0
1
60
1
te
305
.
0
1
05
.
0
1
60
1
e
3
1353
.
0
0067
.
0
1
3
1
3
1
2 5 3
e
e
e
3168268
.
0
≒
・・・ ⑤①④⑤より、
A
脱退者の平均脱退年数は、16
.
874
3168268
.
0
3461444
.
5
≒
となるので、 求める平均年齢は40
16
.
874
56
.
874
歳となる。 解答:(E) (3) (A)について、教科書(上巻)16 ページ(1.6.3)より誤り。 (B)について、教科書(上巻)106 ページ(4.3.10)より誤り。 (C)について、教科書(上巻)42 ページ(2.1.1)および教科書(上巻)129 ページ(4.10.3)より 誤り。 (D)について、教科書(上巻)126 ページ(4.8.8)より誤り。 (E)について、教科書(上巻)136 ページ(4.11.5)より誤り。 解答:(F) (4)与えられた条件から、
x n n x n n x x n xv
q
v
q
v
q
v
p
A
2:|
2
2 21
2 1
2 ・・・ ①
x n n x n n x x n xq
v
q
v
v
q
v
v
p
a
2 |
1
2
1
21
1
1 2 1
1
1 2
: … ② ここで、n
1
とすれば、①②より、 2
2
2 2 |v
q
v
p
v
A
x:n
x
x
・・・ ③
1
1
1
2 2 2 |
x
x
n xq
p
a
: ・・・ ④ ③④より、A
x: 2n|
v
2
1
d
2
1
2
d
d
2
1
2
d
1
d
2
1
と変形できるので、 ① ~ ③ を含む算式との対応を考えれば、 ① =d
、 ② = ③ =1
となり、選択肢は (C)(E)(G)に限定される。 次に、n
2
とすれば、①②より、
x x x xv
q
v
q
v
p
A
2 2 2 1 2 2 2 2 | 2
: ・・・ ⑤
x x x xq
v
q
v
p
a
2:2|
1
2
1
21
1
22 ・・・ ⑥ 以下、選択肢(C)(E)(G)について、 2
| 2 : xA
1
2
①
②
① 2
③ が成り立つかどうかを検証する。なお、
1
q
x
1q
x
2p
xが成り立つことを用いる。 (C)について、1
2
①
②
① 2
③
1
2
d
a
x 2:2|
d
2
a
x:2| となり、 ⑥を用いて、 | 2 2 2 | 22
1
d
a
x:
d
a
x:
q
xv
q
xv
p
x
d
q
xv
q
x
v
p
x
d
1
21
211
22 21
1
11
22
1
q
xv
q
xv
p
x
d
q
x
v
q
x
v
p
x
d
1
211
22 21
11
22
1
q
xq
xp
x
d
d
q
x
d
v
d
v
q
x
d
v
d
v
2p
x 2 2 1 2 2 2 2 1
2
2
1
1
2
1
1
d
d
q
x
d
v
d
v
1q
x 2 2 21
1
2
1
2
1
d
v
d
v
2p
x 2 21
1
2
1
・・・ ⑦ ここで、 2
2 21
2
1
d
d
d
v
となるものの、1
2
d
1
v
2
d
2
1
v
v
v
v
v
v
v
v
v
1
2
1
1
21
21
1
1
1
2
1
1
2
3 2 42
3
3
1
1
v
v
v
v
v
v
となる。 したがって、⑤⑦より、 2
| 2 : xA
1
2
①
②
① 2
③ は成り立たない。 (E)について、1
2
①
②
① 2
③
1
2
d
a
x2:2|
d
2
a
x:2| 2
2 2 1 2 2 2 1 2 21
1
1
1
1
1
2
1
d
q
x
v
q
x
v
p
x
d
q
x
v
q
x
v
p
x
となるが、最後の項がq
x,
1q
x,
2p
xのうち(同じものを含めて)2つの積となってしまうた め、⑤の形にならず、 2
| 2 : xA
1
2
①
②
① 2
③ は成り立たない。 (以上の結果から消去法で、(G)が正解となるが、念のため検証を続ける。) (G)について、1
2
①
②
① 2
③ 2 | 2 2 | 22
1
d
a
x:
d
a
x:
q
xv
q
xv
p
x
d
q
x
v
q
x
v
p
x
d
1
1
11
2 21
21
211
222
1
q
xv
q
xv
p
x
d
q
x
v
q
x
v
p
x
d
1
11
2 21
211
222
1
qx qx px
d d
qx
d
v
d
v
qx
d
v
d
v
2px 2 2 1 2 2 2 2 1 2 2 1 1 2 1 1
d
d
q
x
d
v
d
v
1q
x 2 2 21
1
2
1
2
1
d
v
d
v
2p
x 2 21
1
2
1
・・・ ⑧ ここで、 2
2 21
2
1
d
d
d
v
となり、
2
21
1
2
1
d
v
d
v
2
2
2
2 2 41
1
1
1
1
1
1
2
1
v
v
v
v
v
v
v
v
となる。 したがって、⑤⑧より、 2
| 2 : xA
1
2
①
②
① 2
③ が成り立つ。 解答:(G) (5)問題文からThiele の微分方程式が成り立つので、
t t x t t t t x tS
E
P
V
dt
V
d
・・・ ① 与えられた条件から、P
t
E
t
S
t
tV
2
1
,
0
であるから、①に代入すると、
V
V
V
dt
V
d
t t x t t x t t x t
2
1
2
1
となるので、変形すると、
x t t tdt
V
d
V
2
1
1
となり、
n t x n tV
0 0dt
2
1
log
・・・ ② ここで、0V
が一時払純保険料、 1
V
n 、 n x n t xdt
log
p
0
であるので、②より、
x np
n
V
log
2
1
log
1
log
0
となり、整理すると、
n x ne
p
V
2 1 0log
log
より、
n x ne
p
V
2 1 0
・・・ ③ 教科書(上巻)7 ページ(1.3.2)より、e
1
i
・・・ ④④を③に代入すると、
1
0
.
88277
0
.
90250
0
.
8386
2 1 2 1 0
≒
x n n n x nv
p
i
p
V
解答:(I) (6)払済保険金額が0.7567 であるので、教科書(下巻)36 ページ(9.3.1)より、 | 5 55 | 5 55 15002
.
0
7567
.
0
: :a
A
W
・・・ ① 求める生存保険金額をS
とすると、教科書(下巻)37 ページ(9.4.2)より、
| 5 55 1 | 5 55 | 5 55 1 | 5 55 15001
.
0
001
.
0
: : : :a
A
a
A
W
S
・・・ ② 教科書(上巻)127 ページ(4.9.4)より、A
x:n|
1
d
a
x:n| ・・・ ③ 教科書(上巻)178 ページ(5.3.7)より、 | | |1
n x t n t x n x ta
a
V
: : :
・・・ ④ 与えられた条件から、 | n x t tW
V
: ・・・ ⑤ ①③④⑤より、 | 5 55 | 5 55 | 20 40 | 5 55 | 5 55 | 5 55 15002
.
0
1
1
002
.
0
7567
.
0
: : : : : :d
a
a
a
a
a
A
W
555| 555| | 5 55002
.
0
99
.
0
1
1
7601
.
17
1
: : :a
a
a
となるので、整理すると、84156
.
4
008
.
0
7567
.
0
7601
.
17
1
7567
.
0
1
| 5 55:≒
a
・・・ ⑥ ④⑤⑥より、0
.
72739
7601
.
17
84156
.
4
1
1
| 20 40 | 5 55 | 20 40 15 15≒
: : :
a
a
V
W
・・・ ⑦ 与えられた条件から、 5 550
.
99
50
.
9670
0
.
91961
5 1 | 5 55:
v
p
≒
A
・・・ ⑧②③⑥⑧より、
| 5 55 1 | 5 55 | 5 55 1 | 5 55 | 5 55 15001
.
0
001
.
0
: : : : :a
A
a
A
A
W
S
| 5 55 1 | 5 55 | 5 55 1 | 5 55 | 5 55 15001
.
0
001
.
0
1
: : : : :a
A
a
A
a
d
W
7470
.
0
84156
.
4
001
.
0
91961
.
0
84156
.
4
001
.
0
91961
.
0
84156
.
4
01
.
0
1
72739
.
0
≒
解答:(H) (7)x
,
y
,
z
の順で死亡する確率をf
x
,
y
,
z
で表わす。
x
y
z
A
f
x
z
y
B
f
y
x
z
C
f
,
,
,
,
,
,
,
,
y
z
x
D
f
z
x
y
E
f
z
y
x
F
f
,
,
,
,
,
,
,
,
とすると1
B
C
D
E
F
A
・・・ ① 与えられた条件から、42
.
0
2
q
xyC
D
F
・・・ ②50
.
0
2
q
xzD
E
F
・・・ ③28
.
0
1
q
xyzC
D
・・・ ④ 3 2 xyz xyzq
q
より、B
D
B
E
・・・ ⑤ ②④より、F
0
.
42
0
.
28
0
.
14
・・・ ⑥ ⑤より、D
E
・・・ ⑦ ③⑥⑦より、0
.
18
2
14
.
0
50
.
0
2
50
.
0
E
F
D
・・・ ⑧ ④⑧より、C
0
.
28
D
0
.
28
0
.
18
0
.
10
・・・ ⑨ ①⑥⑧⑨より、40
.
0
14
.
0
18
.
0
18
.
0
10
.
0
1
1
B
C
D
E
F
A
解答:(J) (注)平成6 年度(保険数学2)問題1(3)の解き方にならった。 (8)選択肢の算式のうち、
(給付日額)および | n xa
: が共通しているので、分子について 消去法により選択肢を絞り込む。まず、すべての選択肢が分数に給付日額を乗じた形となっていることから、当該分数は 給付日額1当たりの年払純保険料を表す。年払純保険料を表す分数のうち分子は、教科書 (下巻)182 ページ(14.2.1)より、「期始までの生存率」×「入院率」×「平均給付日数」 で構成されるが、選択肢のうち、t
p
xが共通していることから、「入院率」×「平均給付日 数」の部分に注目する。 教科書(下巻)181 ページの上から 5 行目の式に注目すると、「入院率」×「平均給付 日数」の部分は、(F)~(J)の形で表されるため、(A)~(E)は誤り。 次に、具体的な給付日数について考えると、例えば、270 日入院した場合、(F)~(J) の{ }内にはΣ記号が2つあり、2つとも和をとる上限が∞になっている。したがって、 270 日入院を 120 日と(残りの)150 日に分割する必要があるため、分割されていない(F) ~(H)は誤りで、正解候補は(I)または(J)に限定される。 最後に、(I)および(J)の違いに注目すると、{ }内のΣ記号のうち 1 つ目の和をと る下限が1または5となっているが、min
i
4
,
120
という部分が共通しているため、仮 に、給付日数が3 日以内の場合、(I)の分子にはマイナス値が含まれるため、保険料計算 としては不適合となってしまう。(注:分子がマイナスになることは保険会社からみると、 お客様から入院給付金を頂くことになってしまう。)よって(I)は誤り。 解答:(J) 問題2(1)与えられた条件を満たすように、n
3
,
t
2
で考える。 第t
保険年度末責任準備金をtV
とし、各保険年度の再帰式を考えると、 第1保険年度:P
vq
x1V
vp
x1V
v
1V
・・・ ① 第2保険年度:1V
P
vq
x12V
vp
x12V
v
2V
・・・ ② 第3保険年度:2V
P
vq
x2
vp
x2
v
・・・ ③ ①+v
②+ 2
v
③を考えると、
V
P
v
V
P
v
V
v
v
V
v
v
v
P
1
2
2
1
2
2
より、 3 2v
P
v
P
v
P
・・・ ④ 一方、与えられた条件から、収支相等の原則より、 | 2 3 2 | 2 3 22
P
a
x:
A
x: ・・・ ⑤ ⑤より、2
P
v
となるので、2
v
P
・・・ ⑥ ④⑥より、2
2
2
2
3 2 2 3v
v
v
v
v
v
v
v
v
となり、変形して、v
2
1
v
・・・ ⑦ したがって、選択肢のうち、1
v
に一致するものが正解候補となるが(C)のみ。 解答:(C)≪別解≫ 前半(
s
1
,
2
,
,
t
)について、s1V
P
vq
x s 1sV
vp
x s 1sV
v V
s より、 1 1 1 s s s s sv
V
P v
v V
となるので、s
1
,
2
,
,
t
で和を取ると、 t t tP a
v V
・・・ ① 一方、後半(s
t
1
,
t
2
,
,
n
)について、s1V
P
vq
x s 1
vp
x s 1sV
より、 両辺にD
x s 1をかければ、D
x s 1s1V
P D
x s 1
C
x s 1
D
x s sV
となるので、n
t
t
s
1
,
2
,
,
で和を取ると、nV
1
に注意して、
x t t x t x n x t x n x nD
V
P
N
N
M
M
D
より、 : : tV
P a
x t n t
A
x t n t ・・・ ② ①②より、
: : t t x t n t x t n tP a
v A
P a
となるので、与えられた条件から、 : : :0.5
x t n t0.5
x t n t x t n tA
P
P
a
となることを用いれば、 : : : t t t x t n t x t n t x t n tP a
a
v
A
P a
a
と なる。 (注)この段階では答えが(C)となるが、1
t tv
a
d
であるから、 :1
t t x t n tv
v
d a
となり、 これを tv
について解けば :1
1
t x t n tv
d a
という表現も可能。 (2) (A)について、教科書(上巻)216 ページ(6.3.1)より、値は大きくなるため非該当。 (B)について、教科書(上巻)217 ページ(6.3.3)より、値は小さくなるため該当。 (C)について、教科書(上巻)217 ページ上から 6~7 行目より、値は大きくなるため非該当。 (D)について、教科書(上巻)217 ページ(6.3.5)より、値は小さくなるため該当。 (E)について、教科書(上巻)217 ページ(6.3.4)より、値は小さくなるため該当。(F)について、以下の反例があるため、非該当。
1
,
1
.
0
,
2
1
q
q
i
n
x x のとき、13966
.
0
9
.
0
5
.
0
1
9
.
0
9
.
0
25
.
0
1
2 2 | 1 | 1 |≒
: : :
x x n x n x n xvp
p
v
a
A
P
一方、n
2
,
q
x
0
.
05
,
q
x1
0
.
1
,
i
1
のとき、14492
.
0
95
.
0
5
.
0
1
9
.
0
95
.
0
25
.
0
1
2 2 1 |≒
:
x x n xp
v
p
v
P
(G)について、教科書(上巻)217 ページ(6.3.6)より、値は小さくなるため該当。 解答:(B)(D)(E)(G) (3)営業保険料をP
とすれば、収支相等の原則から、 | | 1 | 1 1 | |0
.
025
0
.
03
x n0
.
003
x n x n t t t x n x n xP
a
a
D
s
P
C
A
a
P
: :
:
:
・・・ ① ①の右辺のΣ部分を変形すると、
x n t t t x t x x n t t t x x n t t t xD
s
D
vD
P
D
s
C
P
D
s
P
C
1 | 1 1 | 1 1 | 1
x n t t t x t t xD
s
D
s
vD
P
1 | | 1
・・・ ② ここで、教科書(上巻)14 ページ(1.5.5)より、v
s
t|
s
t| ・・・ ③ さらに、教科書(上巻)14 ページ(1.5.6)より、
s
t|
s
t1|
1
・・・ ④ ③④を②に代入すると、
x n t t x t t x t t x x n t t t x t t xD
D
s
D
s
D
P
D
s
D
s
vD
P
1 | 1 | 1 1 | | 1
x n x n x x x n n x xD
D
D
D
D
s
D
D
P
1| 1 2
1
x n n x n x n x x x xD
s
D
D
D
D
D
D
P
1
2
1
1|
x n n x n x n x x x xD
s
D
D
D
D
D
D
P
1
2
1
1|
x n n x n x xD
s
D
N
N
P
1|
1
・・・ ⑤ ここで、教科書(上巻)14 ページ(1.5.11)より、 nn nv
a
s
|
|
・・・ ⑥ ④⑥を⑤に代入すると、
x n n x n x xD
s
D
N
N
P
1|
1
x n n x x n x xD
s
D
D
N
N
P
|
x n n n x x n x xD
v
a
D
D
N
N
P
|
a
x n| np
xa
n|
P
: ・・・ ⑦ ⑦を①に代入すると、
| |
| | 1 | | x n x n n x n0
.
025
0
.
03
x n0
.
003
x n n xA
P
a
p
a
P
a
a
a
P
:
:
:
:
: となるので、整理すると、
| 1 | | |0
.
03
x n x n0
.
025
0
.
003
x n n x np
a
a
A
a
P
:
:
: | | | 1 |03
.
0
003
.
0
025
.
0
n x n x n n x n xa
a
p
a
A
P
: : :
02909
.
0
900
.
15
03
.
0
247
.
16
890
.
0
900
.
15
003
.
0
025
.
0
334
.
0
≒
解答:(B) (4) ① について、与えられた条件から、初年度定期式責任準備金であることから、 教科書(下巻)18 ページ(8.2.2)より、
| | | 1 1 n x n x n xP
a
P
:
:
:
・・・ ① 与えられた条件から、P
x:n|
0
.
047712
・・・ ② 教科書(上巻)155 ページ(4.14.21)より、d
a
P
n x n x
| |1
: :
・・・ ③ ③を変形すると、357197
.
17
01
.
0
1
01
.
0
047712
.
0
1
1
1
1
| | |≒
: : :
i
i
P
d
P
a
n x n x n x
・・・ ④ 養老保険の保険年度を1 年目と 2 年目以降に分割すると、 | 1 1 |
x
x x n n xvq
vp
A
A
: : とな るので、変形すると、
x x n x x x n x x x n x n xq
i
q
i
a
i
i
q
v
vq
a
d
vp
vq
A
A
1
1
1
1
1
1
1
1
1
| | | | 1 1 : : : :
1
0
.
005
0
.
8356061
01
.
0
1
1
005
.
0
01
.
0
1
1
357197
.
17
01
.
0
1
01
.
0
1
≒
・・・ ⑤ 生命年金現価の保険年度を1 年目と 2 年目以降に分割すると、a
x:n|
1
vp
xa
x1:n1|とな るので、変形すると、
x n x x n x x n x n xq
i
a
q
v
a
vp
a
a
1
1
1
1
1
1
1
| | | | 1 1 : : : :
1
0
.
005
16
.
603788
01
.
0
1
1
1
357197
.
17
≒
・・・ ⑥ ⑤⑥より、0
.
050326
603788
.
16
8356061
.
0
| 1 1 | 1 1 | 1 1≒
: : :
n x n x n xa
A
P
・・・ ⑦ ②④⑦を①に代入すると、
0
.
050326
0
.
047712
17
.
357197
≒
0
.
04538
となるので、 ① =(E)。 ② について、教科書(下巻)15 ページ(8.1.5)より、 | | | | x k n k n x n x k z n x ka
a
V
V
: : : :
・・・ ⑧ 教科書(上巻)178 ページ(5.3.7)より、 | | |1
n x k n k x n x ka
a
V
: : :
・・・ ⑨⑧⑨より、