2.2.7. Interpolação Exponencial e Extrapolação
Interpolação é uma ferramenta matemática utilizada para, a partir de pontos limites (em extremidades), criar pontos intermediários. Não é necessário utilizar interpolações quando o ponto procurado recai sobre um dos limites (inferior ou superior), bastando utilizar diretamente o ponto coincidente, embora o resultado calculado pelo processo de interpolação seja o mesmo.
Existem várias formas de interpolação: linear, polinomial, exponencial etc. A escolha do tipo de interpolação que deve ser utilizado depende muito do tipo de dado que está sendo analisado. É uma questão de coerência com o comportamento da variável representada pelos dados ou pelos pontos.
A interpolação exponencial tem aplicação em finanças em função dos regimes de capitalização compostos aplicados a juros e outros indicadores cumulativos (rendimentos, inflação etc).
No caso particular de taxas de juros, a interpolação exponencial entre dois pontos representa a trajetória que uma aplicação financeira teria do primeiro ponto até o segundo considerando um movimento contínuo, ou seja, sem degraus entre os pontos. Isto é alcançado considerando-se a taxa de juros embutida entre estes dois pontos limites como constante ao longo do tempo.
Ainda para o caso de taxas de juros, a interpolação exponencial é a forma de interpolação de maior sentido econômico. Apesar disto, a interpolação exponencial pode apresentar descontinuidades quando se analisa a velocidade de mudança da taxa de juros ou a primeira derivada da curva. Estas descontinuidades podem aparecer apenas sobre os pontos que geram uma curva de juros e representam a mudança de taxa entre dois períodos consecutivos.
Funções de extrapolação de taxas de juros são mais difíceis de serem modeladas e demandam um número adicional de hipóteses para sua construção.
2.2.7.1. Função MX.INTERPOLEX
Acesso:
- Menu - Inserir | Função | Metrixus
- Barra de ferramentas Padrão | Metrixus
Descrição:
Retorna a taxa de juros interpolada exponencialmente ou extrapolada para o período indicado a partir da curva de juros fornecida. No caso de extrapolações, isto é, períodos além do último vencimento da curva de juros informada, a taxa retornada é negativa para sinalizar a extrapolação.
São necessários pelo menos 3 pontos na curva para os cálculos de taxas de juros extrapoladas, efetuados através das diferenças em base points entre os 3 últimos vencimentos e através da determinação de uma nova inclinação para a curva de juros. Esta inclinação é atenuada até a data informada (curva flat) segundo uma curva com segunda derivada constante e com primeira derivada igual a 0 na data flat (inclinação tendendo a zero até a data flat).
Uma mesma curva de juros não pode possuir mais de uma informação para o mesmo ponto no tempo (por exemplo uma informação de futuros de juros e outra de swap’s). Se isto ocorrer, prevalecerá a maior taxa.
Chamada: MX.INTERPOLEX (Dias Úteis, Curva de Juros, Anos Flat)
Argumento |
Tipo |
Descrição |
Dias Úteis |
integer |
Número de dias úteis para o qual se deseja calcular a taxa de juros interpolada ou extrapolada. Este número deve ser maior do que 1.
|
Curva de Juros |
range |
Intervalo (matriz n linhas por 2 colunas) contendo as taxas de juros ao ano (efetiva base 252) na primeira coluna e os dias úteis até o vencimento de cada ponto na segunda coluna. Estes dados são utilizados no cálculo de taxas de juros para qualquer vencimento, incluindo extrapolação para períodos longos e posteriores ao último vencimento indicado. Deve haver pelo menos 2 pontos diferentes em uma curva de juros.
|
Anos Flat |
double |
Opcional. Número de anos (base 252) após o vencimento da última taxa indicada para o qual a curva de juros deve ser considerada flat (sem inclinação). As taxas extrapoladas são informadas negativas e são baseadas na diferença em base points das 3 últimas taxas indicadas. A extrapolação é efetuada segundo uma curva com segunda derivada constante e com primeira derivada igual a zero na data flat. O valor padrão é 0, sendo a curva considerada flat após o último vencimento.
|
Os pontos da curva de juros informada não precisam estar ordenados no tempo, mas devem estar dispostos em um intervalo com duas colunas apenas.
Dados de texto ou em branco para a curva de juros são ignorados pela função. Dados menores do que 1 para o parâmetro Dias Úteis também são ignorados!
Importante:
As taxas de juros informadas no parâmetro Curva de Juros devem ser as taxas de juros anuais com base 252. As taxas devem estar na primeira coluna e os dias úteis para estas taxas na segunda coluna.
|
Importante:
Para pontos repetidos no tempo, prevalecerá aquele de maior taxa!
|
O resultado para uma curva de juros informada com n pontos é:
- Interpolação: considerando Pi e Pi+1 como pontos da curva de juros, Di e Di+1 como o número de dias úteis correspondentes a estes pontos e Dint a data do ponto procurado, sendo Dint entre Di e Di+1, a taxa de juros Pint interpolada para o ponto procurado será dada por:
- Interpolação:

Importante:
Se o ponto procurado for um vencimento anterior ao primeiro vencimento da curva de juros, a taxa retornada será igual à taxa de juros do primeiro vencimento!
|
- Extrapolação: considerando Pn, Pn-1 e Pn-2 como os 3 últimos pontos da curva de juros, Dn, Dn-1 e Dn-2 como o número de dias úteis correspondentes a estes pontos, Dext a data do ponto procurado e AFLAT o número de anos após o último ponto fornecido da curva de juros, sendo Dext maior do que Dn, a taxa de juros Pext extrapolada para o ponto procurado será dada utilizando:
- Extrapolação Dext >=DFLAT:

- Extrapolação Dext <=DFLAT:


Onde:
- Dias flat:

- Inclinação dos 2 últimos trechos da curva de juros:


- Fator de convergência:

- Inclinação inicial para extrapolações:

- Taxa flat:


Importante:
No caso de extrapolações, as taxas informadas são negativas apenas para reforçar a idéia de extrapolação de taxas de juros e este sinal não tem nenhum sentido econômico. São necessários no mínimo 3 pontos para permitir extrapolações de taxas de juros ou a função retornará ERRO.
|
Importante:
Este algoritmo é proprietário da Élin Duxus.
|
Exemplo de utilização para interpolação exponencial:
Interpolação exponencial de curva de juros – parâmetros:
- Dias úteis: 120
- Anos para curva flat: 1,0
- Curva: A2:B11 (11 pontos em qualquer ordem)
| 18,75% | 20 |
| 20,65% | 220 |
| 20,70% | 300 |
| 20,40% | 140 |
| 19,15% | 40 |
| 19,75% | 80 |
| 20,71% | 350 |
| 20,60% | 180 |
| 19,40% | 60 |
| 20,00% | 100 |
= MX.INTERPOLEX( 120; A2:B11; 1,0)
Resultados:
Curva de juros interpolada para vários pontos. Para a construção deste gráfico foram calculadas as taxas interpoladas para todos os dias úteis até que a curva alcançasse uma trajetória flat (252 dias ou 1 ano após o último vencimento informado no parâmetro Curva). Note-se uma reta até o primeiro vencimento, indicando que não interpolações neste período.
Exemplo de utilização com extrapolação:
Extrapolação para curva de juros invertida - parâmetros:
- Dias úteis 450
- Anos para curva flat 0,75 (9 meses após último vencimento)
- Curva: A2:B11 (11 pontos em qualquer ordem)
| 18,75% | 20 |
| 19,15% | 40 |
| 19,40% | 60 |
| 19,75% | 80 |
| 20,00% | 100 |
| 20,40% | 140 |
| 20,60% | 180 |
| 20,58% | 220 |
| 20,40% | 300 |
| 20,30% | 350 |
= MX.INTERPOLEX( 450; A2:B11; 0,75)
Resultados:
O resultado negativo informado não tem sentido econômico sem utilizado apenas para reforçar que se trata de uma extrapolação de taxas de juros, efetuada segundo modelo proprietário da Élin Duxus.
|