歡迎來到索償頻率(Claim Frequencies)的世界!

在 FAM 考試的「嚴重性、頻率與總和模型」(Severity, Frequency, and Aggregate Models)單元中,我們花了不少時間探討頻率(Frequency)——這其實就是精算界的一種說法,用來問:「某件事發生了多少次?」

為了避免在每個可能的分佈中死記硬背數十個不同的公式,精算師運用了兩類名為 (a,b,0) 類(a,b,1) 類的分佈。這些類別讓我們能用一個簡單的遞迴公式(recursive formula),就能找出現實生活中常見分佈的機率。如果一開始覺得很數學化也不用擔心;一旦你看懂了當中的規律,就像按照食譜煮菜一樣簡單!

核心秘訣:遞迴公式

這些類別的奧秘在於發生 \(k\) 次索償的機率與發生 \(k-1\) 次索償的機率之間的一個單一關係。對於這些類別中的任何分佈,其機率都遵循以下規則:

\[ \frac{p_k}{p_{k-1}} = a + \frac{b}{k} \]

其中:
\(p_k\) 是索償次數 \(N\) 等於 \(k\) 的機率。
\(a\)\(b\) 是該分佈特有的常數。
\(k\) 是索償次數 (1, 2, 3...)。

比喻時間:想像你在爬梯子。(a,b,0) 規則就像告訴你,根據你目前所站的階梯,爬到下一階需要多少力氣。你不需要從地面直接跳到第 10 階;你只需要知道怎麼從第 9 階爬到第 10 階就好!

溫習錦囊:
如果你知道 \(p_0\) 以及 \(a\) 和 \(b\) 的值,你就能算出 \(p_1\)。一旦有了 \(p_1\),你就能算出 \(p_2\),依此類推!這是一場連鎖反應。

第一部分:(a,b,0) 類

(a,b,0) 類是「基礎」家族。它從 \(k=0\) 開始,並對所有 \(k = 1, 2, 3, ...\) 的值遵循遞迴公式。這個專屬俱樂部裡只有三位成員:

1. 卜瓦松分佈 (Poisson Distribution)

卜瓦松是頻率計算中的「家常便飯」。它假設事件是以恆定速率獨立發生的。
對於 Poisson(\(\lambda\)):
\(a = 0\)
\(b = \lambda\)
\(p_0 = e^{-\lambda}\)

記憶小撇步:Poisson 以 "P" 開頭,而在 (a,b,0) 公式中,\(a\) 是 0。「Poisson 沒有 a (Zero 'a')。」

2. 二項分佈 (Binomial Distribution)

當試驗次數固定 (\(n\)) 且成功機率 (\(q\)) 也固定時使用。
對於 Binomial(\(n, q\)):
\(a = \frac{-q}{1-q}\)
\(b = \frac{(n+1)q}{1-q}\)
\(p_0 = (1-q)^n\)

注意:在二項分佈中,\(a\) 永遠是負數。這是因為可能結果的數量是有限的(你不可能有超過 \(n\) 次的索償)。

3. 負二項分佈 (Negative Binomial Distribution)

通常用於索償頻率比卜瓦松分佈更「分散」(波動性更大)的情況。
對於 Negative Binomial(\(r, \beta\)):
\(a = \frac{\beta}{1+\beta}\)
\(b = \frac{(r-1)\beta}{1+\beta}\)
\(p_0 = (1+\beta)^{-r}\)

(a,b,0) 類總結表

Poisson: \(a=0, b=\lambda\)
Binomial: \(a < 0\)
Neg. Binomial: \(a > 0\)

第二部分:(a,b,1) 類

有時,「零」的情況並不符合上述規律。例如,保單可能設有非常小的自付額,導致零索償的事件從未被上報,或者存在零索償獎勵。這就是 (a,b,1) 類發揮作用的地方。

在 (a,b,1) 類中,遞迴公式依然適用,但僅從 \(k=2\) 開始。\(p_0\) 與 \(p_1\) 之間的關係被「打破」或修正了。

此類別包含兩種類型的分佈:

1. 零截斷分佈 (Zero-Truncated (ZT) Distributions)

這些分佈不可能為零。機率 \(p_0^T = 0\)。
如果你看到上標 \(T\)(如 \(p_k^T\)),即代表截斷 (Truncated)。

2. 零修正分佈 (Zero-Modified (ZM) Distributions)

這些分佈為零設定了自定義的機率,我們稱之為 \(p_0^M\)。其餘的機率 (\(p_1, p_2, ...\)) 會相應調整,確保總和維持在 100%。

你知道嗎?
零修正分佈其實就是將「零點處的巨大尖峰」與「零截斷分佈」進行「加權平均」!

計算 (a,b,1) 類的機率

如果你需要計算零修正 (Modified, \(M\)) 分佈的機率,請按照以下步驟:

步驟 1:找出「常規」(a,b,0) 的零機率 \(p_0\)。
步驟 2:找出題目給定的修正零機率 \(p_0^M\)。
步驟 3:使用以下公式計算第一個修正機率 \(p_1^M\):
\[ p_1^M = \frac{p_0^M - 1}{p_0 - 1} \cdot p_1 \]
步驟 4:使用標準遞迴公式 (\(p_k = p_{k-1}(a + b/k)\)),根據 \(p_1^M\) 找出所有後續機率 (\(p_2, p_3, ...\))。

常見錯誤:許多學生試圖直接用 (a,b,0) 的遞迴關係從 \(p_0^M\) 推導至 \(p_1^M\)。千萬不要這樣做!在 (a,b,1) 類中,遞迴僅適用於 \(k \ge 2\)。你必須使用上述「步驟 3」的公式來跨越 \(p_0\) 與 \(p_1\) 之間的障礙。

主要差異總結

(a,b,0) 類:遞迴從 \(k=1\) 開始。包含 Poisson、Binomial 和 Negative Binomial。
(a,b,1) 類:遞迴從 \(k=2\) 開始。包含上述分佈的零截斷 (Zero-Truncated) 和零修正 (Zero-Modified) 版本。
"a" 的符號:
- 若 \(a=0\):它是 Poisson 的變體。
- 若 \(a<0\):它是 Binomial 的變體。
- 若 \(a>0\):它是 Negative Binomial 的變體。

最後的鼓勵

(a,b,0) 和 (a,b,1) 類別只是讓你事半功倍的工具。與其死記 10 個不同的機率質量函數 (PMF),你只需要掌握如何運用這個遞迴比率。多練習分辨題目要求的是「截斷」(無零) 還是「修正」(特殊零) 分佈,你很快就能精通頻率模型了!

關鍵重點:在開始計算之前,務必檢查該分佈是否為「零修正」(Zero-Modified)。如果是,請先用特殊公式處理 \(p_1\),然後再讓遞迴公式完成剩下的工作!