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1、第六章短期聚合风险模型[知识要点]1、短期聚合风险模型对于,其中N表示保险期内所有承保保单发生索赔的次数随机变量,Xi表示第I次发生理赔时的理赔额随机变量,S为保险期内的理赔总额随机变量。Xi对不同的i是独立同分布的,N与各Xi是独立的。称此模型为短期聚合风险模型。2、理赔次数和理赔额的分布(1)泊松分布的定义、分布列、期望与方差、矩母函数:(2)负二项分布的定义、分布列、期望与方差、矩母函数。负二项分布可以看作是泊松分布的一种推广,假设泊松参数也是一个随机变量,且有密度函数f(x),由全概率公式有:而:特别地,当λ的密度为,x>0时
2、,N服从参数r=a,p=β/1+β的负二项分布。(3)S的分布问题假设S的分布函数和密度函数分别为F(x)和f(x),则:除用卷积方法之外,还可以用矩母函数法及逆转公式来求S的分布,由矩母函数的定义有:其中X是与各Xi同分布的随机变量。也就是说,若知道Xi和N的矩母函数,就可计算出S的矩母函数,而4、复合泊松分布在聚合风险中,当N服从泊松分布时,S的分布就称为复合泊松分布。这样:E(S)=E(X)•E(N)=λ•E(X)其中λ为泊松参数。关于复合泊松分布有如下的几个定理和规律:(1)如果S1,S2,…,Sm是相互独立的随机变量,且Si
3、服从参数为λi的复合泊松分布,理赔额的分布为Pi(x),i=1,2,…,m,则服从参数为的复合泊松分布,且个别理赔额分布为:(2)对于一个复合泊松分布随机,可以分解为:个别理赔额的分布列为:Xx1x2…xmPp1p2…pm则N1,N2,…,Nm相互独立且Ni服从参数为λi=λpi的泊松分布,其中λ为S的泊松参数。对于此定理,若xi仅取正整数值,则理赔总额S的密度函数为:对于此定理,还有更普遍的推广,也就是说在聚合风险模型中,若理赔额只取正整数,理赔次数N的分布满足:(n=1,2,…)(3)在复合泊松分布中,若保险标的损失随机变量为X,
4、保险合同有一个免赔额d,即,X>d,X≤d是其真正的理赔额随机变量,泊松参数为λ,则带免赔的理赔总额S仍是复合泊松分布,泊松参数变为λ•P(x>d),个别理赔额的分布密度函数为:5、聚合理赔量的近似模型(1)正态近似定理如果S是复合泊松分布,泊松参数为λ,个别理赔额的数学期望μ与方差σ2有界,则:定理如果S服从复合负二项分布,参数为r,p,个别理赔额随机变量的数学期望与方差分别为有界的μ与σ2,则:(2)平移伽马近似定义其中,g(x)为Γ(α,β)分布的概率密度函数,h(x)为相应的平移x0个单位的平移伽马分布的概率密度函数。由定义知
5、平移伽马分布有三个参数x0,α,β,如果能定出这三个参数,这个分布也就已知。求解下面的方程组可解决这一问题:[重点及难点解析]本章的重点内容是复合泊松分布,包括当个别理赔额是正整数时的复合泊松分布,另外,理赔总额S分布的正态近似及平移伽马近似也是本章的重点内容。当然,对重点内容可以进行引申,譬如当索赔次数分布为负二项分布、几何分布、超几何分布、二项分布等;更简单的还有二点分布,这时聚合风险模型与个别风险模型有相通之处。当然,个别索赔额的分布形式更加多样,特别是当个别索赔额随机变量的取值仅为正整数值时,是本章的难点。下面看几个例子,以便
6、让读者有一些感性认识。例1一组一年期的定期寿险组合,每份保单的保险金额都相同为B个单位元,索赔次数N服从泊松分布,参数为λ,以下陈述中哪一项是不正确的?A、E(S)=E(N)•B=λBB、Var(S)=Var(N)•B2C、S的可能取值为0,B,2B,…D、E(X)=B,Var(X)=B2E、P(S≤Bx)=P(N≤x)解由聚合风险模型有:E(S)=E(N)E(X)=λ•B所以A正确。Var(S)=E2(X)Var(N)+E(N)•Var(X)=B2•λ所以B正确。由于每次理赔额均为常数B,所以在保险期内索赔总额仅取B的倍数,所以C正
7、确。依题意有:P(X=B)=1所以E(X)=BM,Var(X)=0所以D错误。因为S=BN所以P(S≤BX)=P(BN≤BX)=P(N≤X)所以E正确。所以选D。例2保险人承保了保险金额为1万元的一年定期意外险保险单1000份,假设投保人出险的概率是独立的,每个被保险人索赔的概率为0.0002,求索赔总额超过12000元的概率。以上两道例题有相似之处,理赔额均为常数,这样索赔总额S的E(S)为:例3设Si,i=1,2,…,n,是一系列相互独立的且具有相同分布的复合负二项分布,负二项分布的参数分别为K和P,个别索赔额的密度函数为ƒ(x)
8、,令:,下面有关S的陈述哪一项是错误的?A、S仍是复合负二项分布B、S的个体索赔额的密度函数仍为ƒ(x)C、复合负二项分布具有可加性所以S的分布仍是复合负二项分布,参数为nk和P,个别索赔额的密度函数仍为ƒ(x),因此A