Rentenrechnung

Die Rentenrechnung ist ein Teilgebiet der klassischen Finanzmathematik, das sich mit Folgen von regelmäßig wiederkehrenden Zahlungen befasst. Solche Zahlungsfolgen werden in der Finanzmathematik als Renten bezeichnet. Die primäre Aufgabe der Rentenrechnung ist die Bestimmung des Barwerts von Renten. Hierbei ergeben sich typischerweise Formeln, die nach entsprechenden Umformungen für die Berechnung weiterer Größen genutzt werden können.

Begriffsabgrenzung

Werden die im Voraus vereinbarten Zahlungen nur geleistet, wenn am betreffenden Zahlungstermin eine oder mehrere bestimmte Personen noch am Leben sind, spricht man von einer Leibrente. Leibrenten sind Gegenstand der Lebensversicherungsmathematik. Werden die vereinbarten Zahlungen für eine begrenzte Dauer unabhängig vom Leben der am Vertrag beteiligten Personen ausbezahlt, spricht man zur Abgrenzung von Leibrenten auch von Zeitrenten. Zeitrenten sind Gegenstand der Finanzmathematik und werden dort einfach als Renten bezeichnet. Zwar ist per Definition jede Folge von Zahlungen eine Rente, jedoch fokussiert die Finanzmathematik auf solche Zahlungsfolgen, bei denen alle Zahlungen gleich hoch sind (konstante Renten) oder nach einem regelmäßigen Gesetz gebildet werden (z. B. Renten mit linear steigenden Zahlungen). Dieser Artikel beschäftigt sich mit Zeitrenten, und zwar zunächst mit konstanten Renten und dann mit Renten mit linearer Dynamik.

Grundbegriffe

Die Zeiteinheit sei ein Jahr. Außerdem sei jährlich derselbe Rentenbetrag r zu bezahlen. Eine Rente heißt nachschüssig oder Postnumerando-Rente, wenn die Zahlungen jeweils am Ende des Jahres erfolgen; erfolgen sie am Anfang des Jahres, spricht man von einer vorschüssigen oder einer Pränumerando-Rente.

Wenn jemand in jährlichen Abständen n Beträge von r Euro mit Zinseszins angelegt hat, so kann das Kapital errechnet werden, das am Ende des n-ten Jahres zur Verfügung steht. Man nennt es den Endwert der Rente. Bei einer nachschüssigen Rente ist dies der Wert der Rente unmittelbar nach der letzten Zahlung, bei einer vorschüssigen dagegen der Wert ein Jahr nach der letzten Zahlung.

Eine andere Fragestellung ist die nach dem Kapital, das bei Vertragsabschluss zur Verfügung stehen muss, damit man aus ihm und seinen Zinsen die einzelnen künftigen Zahlungen von r Euro bestreiten kann. Man nennt es den Barwert der Rente.

Andere Sichtweise: Endwert und Barwert ersetzen die Folge der Rentenzahlungen durch eine – unter Berücksichtigung der Zinseszinsen gleichwertige – einmalige Zahlung.

Beide Werte hängen vom Betrag r und der Anzahl n der Rentenzahlungen sowie vom Zinsfuß p > 0 ab.

Grundformeln

In den folgenden Formeln bezeichnet $q$ den Zinsfaktor $q=1+i$, falls $i$ der Zinssatz ist.

In der Literatur wird $i$ auch mit $p\ \%$ oder nicht ganz korrekt als $p$ bezeichnet.

Beispiel für einen Zinssatz von 5 %:

$i=5\ \%\ \Rightarrow \ q=1+i=1+0{,}05=1{,}05$

	Vorschüssig	Nachschüssig
Barwert	$B_{\text{vor}}=r\cdot {\frac {q^{n}-1}{q^{n-1}(q-1)}}$	$B_{\text{nach}}=r\cdot {\frac {q^{n}-1}{q^{n}(q-1)}}$
Endwert	$E_{\text{vor}}=r\cdot {\frac {q(q^{n}-1)}{q-1}}$	$E_{\text{nach}}=r\cdot {\frac {q^{n}-1}{q-1}}$

Beachte: $q-1=(1+i)-1=i$

Grafische Veranschaulichung der vor- und nachschüssigen Rentenformeln:

Legende zum Bild unterhalb:

• $B_{\text{nach}}$: nachschüssiger Barwert zum Zeitpunkt $t=0$

• $E_{\text{nach}}$: nachschüssiger Endwert zum Zeitpunkt $t=n$

• $B_{\text{vor}}$: vorschüssiger Barwert zum Zeitpunkt $t=1$

• $E_{\text{vor}}$: vorschüssiger Endwert zum Zeitpunkt $t=n+1$

Es gelten folgende Definitionen:

Der Endwert einer nachschüssigen Rente ist der Zeitwert am Tag der letzten Ratenzahlung.

Der Endwert einer vorschüssigen Rente ist der Zeitwert eine Zinsperiode nach der letzten Ratenzahlung.

Der Barwert einer nachschüssigen Rente ist der Zeitwert einer Zinsperiode vor der ersten Ratenzahlung.

Der Barwert einer vorschüssigen Rente ist der Zeitwert am Tag der ersten Ratenzahlung.

Dauer der Zahlung

Die Zahl der Rentenzahlungen, nach denen ein Kapital aufgebraucht ist, ergibt sich (bei vorschüssiger Zahlung) aus der Formel

$n={\frac {\ln {\left({\frac {r}{q\cdot r-B\cdot (q-1)}}\right)}}{\ln(q)}}+1$.

Dabei ist $B$ das ursprünglich vorhandene Kapital (der Barwert), $q$ der Zinsfaktor, mit dem dieses Kapital angelegt und verzinst wird, und $r$ die Höhe der daraus regelmäßig bezahlten Rente.

Hinweise:

1. Diese Rechnung setzt natürlich voraus, dass der Zinssatz über die gesamte Dauer der Rentenzahlung gleich bleibt und sich auch nicht dadurch ändert, dass das Kapital im Laufe der Zeit kleiner wird.
2. Benutzt man zur Berechnung für $q$ den Jahreszinssatz, so muss man für $r$ auch die Jahresrente einsetzen. Bei vorschüssiger Zahlung ist die Monatsrente etwas höher als ein 12tel der Jahresrente (weil die noch nicht ausgezahlten Monatsraten ja noch verzinst werden). Will man stattdessen mit Monaten als Auszahlungsperioden rechnen, so kann man als Monatszins ein 12tel des Jahreszinses einsetzen, wenn die Zinsgutschrift nur jährlich erfolgt. Erfolgt auch die Zinsgutschrift monatlich, so ist der monatliche Zinsfaktor die 12. Wurzel aus dem jährlichen Zinsfaktor.
   Für eine Überschlagsrechnung sind diese Ungenauigkeiten unbedeutend.

Höhe

Die Höhe der Rente, die aus einem Kapital gezahlt werden kann, ergibt sich (bei vorschüssiger Zahlung) aus der Formel

$r={\frac {B\cdot q^{n-1}\left(q-1\right)}{q^{n}-1}}.$

Wieder ist $B$ das ursprünglich vorhandene Kapital (Barwert) und $q$ der Zinsfaktor. $n$ ist die Zahl der Rentenzahlungen, die ausgezahlt werden sollen.

Es gelten die gleichen Hinweise wie im vorigen Abschnitt.

Mathematischer Hintergrund

Für den Endwert der vorschüssigen Rente ergibt sich: Der erste Beitrag wird n-mal verzinst, der zweite Beitrag (n−1)-mal verzinst und so weiter bis zum letzten (n-ten) Beitrag, der genau einmal (also ein Jahr lang) verzinst wird. Damit gilt für den Endwert E der vorschüssigen Rente:

${\begin{matrix}E&=&r\cdot q^{n}+r\cdot q^{n-1}+\dotsb +r\cdot q\\&=&r\cdot (q^{n}+q^{n-1}+\dotsb +q)\end{matrix}}$

Wegen

${\begin{matrix}(q^{n}+q^{n-1}+\dotsb +q)\cdot (q-1)&=&(q^{n+1}+q^{n}+\dotsb +q^{2})-(q^{n}+q^{n-1}+\dotsb +q^{2}+q)\\&=&q^{n+1}-q\\&=&q(q^{n}-1)\end{matrix}}$

lässt sich $q^{n}+q^{n-1}+\dotsb +q$ durch ${\frac {q\cdot (q^{n}-1)}{q-1}}$ ersetzen und man erhält die obige Formel. Die anderen Grundformeln lassen sich analog herleiten.

Rentenrechnung mit linearer Dynamik

Zahlt man im Gegensatz zum vorigen Beispiel nicht jährlich einen festen Beitrag $a_{0}$, sondern ab dem 2. Jahr jedes Jahr $d$ mehr als im Vorjahr (lineare Dynamik) ein, so ist der Endwert

${\begin{aligned}&\sum _{k=1}^{n}q^{k}(a_{0}+d(n-k))=\sum _{k=1}^{n}(q^{k}(a_{0}+dn)-q^{k}dk)\\&\qquad =\left(\sum _{k=1}^{n}q^{k}(a_{0}+dn)\right)-\left(\sum _{k=1}^{n}q^{k}dk\right)\\&\qquad =(a_{0}+dn)\left(\sum _{k=1}^{n}q^{k}\right)-d\left(\sum _{k=1}^{n}q^{k}k\right)\\&\qquad =(a_{0}+dn){\frac {q^{n+1}-q}{q-1}}-d{\frac {nq^{n+2}-(n+1)q^{n+1}+q}{(q-1)^{2}}}\end{aligned}}$

zum Beispiel mit $a_{0}=2.000$ € im ersten Jahr, jedes Jahr $d=100$ € mehr als im Vorjahr, 5 % Zinsen (also Zinsfaktor $q=1{,}05$) und $n=5$ Jahren Laufzeit, dann ist der am Ende des 5. Jahres angesparte Betrag

${\begin{aligned}&(2\,000+100\cdot 5)\cdot {\frac {1{,}05^{5+1}-1{,}05}{1{,}05-1}}-100\cdot {\frac {5\cdot 1{,}05^{5+2}-(5+1)\cdot 1{,}05^{5+1}+1{,}05}{(1{,}05-1)^{2}}}\\&\qquad =2\,500\cdot {\frac {0{,}29}{0{,}05}}-100\cdot {\frac {7{,}03-8{,}04+1{,}05}{0{,}0025}}\\&\qquad =2\,500\cdot 5{,}8-100\cdot {\frac {0{,}0449}{0{,}0025}}\\&\qquad =14\,504{,}78-100\cdot 17{,}97\\&\qquad =12\,707{,}65\end{aligned}}$

wobei in diesem Beispiel nicht 10.000 €, sondern insgesamt 11.000 € eingezahlt wurden, also beträgt der Gewinn 1.707,65 €. Zahlt man statt $a_{0}=2.000$ € im ersten Jahr nur $a_{0}=1.800$ € ein und lässt die anderen Faktoren gleich (sodass man wie im vorletzten Beispiel insgesamt 10.000 € einzahlt), dann ist der Endwert nur noch 11.547,27 €, das heißt zahlt man den gleichen Betrag ein, nur zu Beginn weniger, dafür später mehr, dann entgehen einem Gewinne (Opportunitätskosten).

Ewige Rente

→ Hauptartikel: Ewige Rente

Eine unendliche Folge von Zahlungen heißt ewige Rente. In der Praxis kommen ewige Renten zwar selten vor, jedoch gibt es durchaus reale Situationen, die sich gut mit dem Formalismus der ewigen Rente modellieren lassen. Zudem dienen sie in der Finanzmathematik zur Vereinfachung von Rechnungen und Herleitung von Formeln.

Siehe auch

• Geometrische Reihe
• Sparkassenformel
• Rentenbarwertfaktor
• Annuität (Investitionsrechnung)

Literatur

• Jürgen Tietze: Einführung in die Finanzmathematik. Vieweg, Wiesbaden 2006, ISBN 3-8348-0093-7.
• Lutz Kruschwitz: Finanzmathematik. 6. Auflage, De Gruyter Oldenbourg, Berlin / Boston 2018, ISBN 978-3-11-058737-1, S. 43–124.

Weblinks

• Direktes Ausrechnen von Barwert und Endwert sowie auch Zinssatz und Laufzeit.
• Tutorial zur Rentenrechnung mit Übungsbeispielen und Lösungen. (Memento vom 14. April 2015 im Internet Archive)