X Reunión Nacional de Investigación Demográfica en México. México, D.F., 3-6 de Noviembre de 2010 La obtención y proyección de tablas de mortalidad empleando curvas spline Alejandro Mina Valdés El Colegio de México noviembre 2010 Introducción El análisis numérico proporciona el instrumento técnico necesario para llevar a cabo todos los procedimientos matemáticos existentes con base a algoritmos que permitan su simulación o cálculo. En el subcampo matemático del análisis numérico, una cura spline es definida a trozos ( por tramos) mediante polinomios, teniéndose que en los problemas de interpolación se utiliza a menudo la interpolación mediante splines porque da lugar a resultados similares requiriendo solamente el uso de polinomios de bajo grado, con la ventaja de que se evitan las oscilaciones, que en la mayoría de las aplicaciones resultan indeseables, las que aparecen al interpolar mediante polinomios de grado elevado, en genral mayores a grado 3. El trabajo presenta el ajuste de curvas spline con base en la serie de sobrevivientes lx de una tabla abreviada de mortalidad mexicana, con el fin de desagregarla por edad desplegada, respetando las concavidades que por el efecto de la mortalidad en las primeras edades y en las siguientes se tienen en la experiencia mexicana. Una ventaja del empleo de las curvas spline es la posibilidad de hacer simulaciones que permitan obtener escenarios futuros de las series de sobrevivientes lx, por ello también se obtendrán mediante los ajustes spline, proyecciones de la mortalidad mexicana para los años 2010-2050, generando las tablas completas de mortalidad para hombres y mujeres de dicho periodo, lo que permitirá la cuantificación de las ganancias en la esperanza de vida por edad y sexo en México. Interpolación segmentaria El concepto de interpolación segmentaria se originó de la técnica de uso de una lámina de plástico delgada (llamada curvígrafo, en inglés spline) en el trazo de curvas suaves a través de un conjunto de puntos. En esta técnica, el dibujante colocaba papel sobre un tablero de madera y clavaba tachuelas en el papel (y en el tablero) en la posición de los datos. Al pasar un hilo entre las tachuelas se describía una curva cúbica suave. De ahí que se haya adoptado el nombre de “interpelación segmentaria” (“cubic spline”) para polinomios de este tipo. En el análisis numérico es posible usar polinomios de n-ésimo orden para interpolar entre n+1 puntos. Por ejemplo. En ocho puntos, se deriva un polinomio perfecto de séptimo orden. Esta curva captura todos los serpenteos (al menos considera hasta derivadas de séptimo orden) sugeridos por los puntos. Sin embargo, existen casos en donde estas funciones pueden llevar a resultados erróneos. Una alternativa es la de aplicar polinomios de orden inferior a subconjuntos de datos. Estos polinomios conectados se llaman funciones de interpolación segmentaria ( spline functions). Por ejemplo, las curvas de tercer orden empleadas para conectar cada par de datos se llaman funciones de interpolación cúbica segmentaria ( cubic splines). Estas funciones tienen la propiedad adicional de que las conexiones entre ecuaciones cúbicas adyacentes 1 X Reunión Nacional de Investigación Demográfica en México. México, D.F., 3-6 de Noviembre de 2010 son visualmente suaves. En principio pareciera que la aproximación segmentaría de tercer orden es inferior a la expresión de séptimo orden, lo que no es así. Ahora bien, el objetivo de la interpolación cúbica segmentaria es obtener polinomios de tercer orden para cada uno de los intervalos entre nodos. De la forma: fi(x) = aix3 + bix2 + cix + di [1] Por to tanto, para los n + 1 puntos (i = 0, 1, 2,. . . , n), existen n intervalos y, por lo tanto, 4n incógnitas constantes por evaluar. Como se hace para polinomios cuadráticos, en este caso se requiere de cinco condiciones para evaluar las incógnitas. Estas son: 1. Los valores de la funcion deben ser iguales en los nodos interiores (2n - 2 condiciones). 2. La primera y la última función deben pasar a través de los puntos finales (2 condiciones). 3. Las primeras derivadas en los nodos interiores deben ser iguales (n- 1 condiciones). 4. Las segundas derivadas en los nodos interiores deben ser iguales (n- 1 condiciones). 5. Las segundas derivadas en los nodos finales son cero (2 condiciones). La interpretación visual de la condición 5 es que la funcion sea una línea recta en los nodos finales. Debido a la especificación de esta condición es que se le llama interpolación segmentaria "natural". Se le da este nombre ya que el polinomio interpolante se comporta de manera natural en este esquema. Si el valor de la segunda derivada en los nodos finales fuese diferente de cero (es decir, existe alguna curvatura), entonces esta información se usaría alternativamente para proporcionar las dos condiciones necesarias. Los cinco tipos anteriores de condiciones proporcionan un total de 4n ecuaciones necesarias para encontrar los 4n coeficientes. De esta manera es posible obtener una interpolación cúbica segmentaria. Un manera práctica de generar el ajuste segementario mediante un spline cúbico es llevando a cabo los siguientes pasos: El primer paso en la obtención se basa en la observación de que debido a que cada pareja de nodos esta conectada por un polinomio cúbico, la segunda derivada dentro de cada intervalo es una línea recta. La ecuación (1) se puede derivar dos veces para verificar esta observación. Con base a lo anterior, las segundas derivadas se representan mediante los polinomios de interpolacion de primer orden de Lagrange: f i " ( x ) = f " ( xi −1 ) x − xi x − xi −1 + f " ( xi ) xi −1 − xi xi − xi −1 [2] en donde f;" (x) es el valor de la segunda derivada en el primer nodo x dentro del i-esimo intervalo. Por to tanto, esta ecuación es una linea recta que conecta la segunda derivada en el primer nodo f”(xi-1) con la segunda derivada en el segundo nodo f”(xi). En seguida, la ecuación (2) se integra dos veces y se obtiene una expresión para fi(x). Sin embargo, esta expresión contendrá dos incógnitas constantes de integración. Estas constantes se evalúan considerando las condiciones de equiespaciamiento (f(x) debe ser 2 X Reunión Nacional de Investigación Demográfica en México. México, D.F., 3-6 de Noviembre de 2010 igual f(xi-1) en xi-1 y f(xi) debe ser igual a f(xi) en xi). Llevando a cabo estas evaluaciones, se obtiene la siguiente ecuación cúbica: f i ( x) = f " ( x i −1 ) ( xi − x) 3 6( x i − x i −1 ) + f " ( xi ) ( x − x i −1 ) 3 6( x i − x i −1 ) f ( xi −1 ) f " ( xi −1 )( xi − xi −1 ) + − ( xi − x) 6 xi − xi −1 f ( xi ) f " ( xi )( xi − xi −1 ) + − ( x − xi −1 ) x − x 6 i −1 i [3] Cabe destacar que esta expresión es mucho más complicada para los polinomios de interpolación segmentaria en el i-ésimo intervalo, es decir, la ecuación (1). Sin embargo, nótese que esta contiene sólo dos "coeficientes" incógnitas, las segundas derivadas al principio y al final del intervalo, f'' (xi-1) y f'' (xi) .Por lo tanto, si se determina propiamente la segunda derivada en cada nodo, la ecuaci6n (3) es un polinomio de tercer orden que se usa para interpolar dentro de un intervalo. Las segundas derivadas se evalúan usando la condición de que las primeras derivadas en los nodos deben ser continuas: f i '−1 = f i ' ( xi ) [4] La ecuación (3) se deriva y se obtiene una expresión de la primera derivada. Si esto se hace para los (i - 1)-esimos a i-ésimos y los dos resultados igualan, de acuerdo a la ecuación (4), resuelta la siguiente relación: ( xi − xi −1 ) f " ( xi −1 ) + 2( xi +1 − xi −1 ) f " ( xi ) + ( xi +1 − xi ) f " ( xi +1 ) = + 6 [ f ( xi +1 ) − f ( xi )] ( xi −1 − xi ) 6 [ f ( xi −1 ) − f ( xi )] ( xi − x i +1 ) [5] Si la ecuación (5) se escribe para todos los nodos interiores, resultan n - 1 ecuaciones simultáneas con n + 1 segundas derivadas incógnitas. Sin embargo ya que este es un polinomio interpolante "natural", las segundas derivadas en los nodos finales son cero y el problema reduce a n - 1 ecuaciones con n - 1 incógnitas. Ademas notése que el sistema de ecuaciones será tridiagonal. Por lo tanto, no só1o se tiene que reducir el número de ecuaciones sino que también se calculan de forma que sean muy fáciles de resolver 3 X Reunión Nacional de Investigación Demográfica en México. México, D.F., 3-6 de Noviembre de 2010 La derivación genera las siguientes ecuaciones cúbicas para cada intervalo: f i ( x) = f ´´ ( xi −1 ) f ´´ ( xi ) ( xi − x 3 ) + ( x − xi −1 ) + 6( xi − xi −1 ) 6( xi − xi −1 ) f ( xi −1 ) f ´´ ( xi −1 )( xi − xi −1 ) f ( xi ) f ´´ ( xi )( xi − xi −1 ) − ( x − x ) + − i ( x − x) 6 6 xi − xi −1 xi − xi −1 (6) La ecuación contiene únicamente dos incógnitas, las segundas derivadas al final de cada intervalo. Estas incógnitas se evalúan usando la ecuación siguiente: ( xi − xi −1 ) f ´´ ( xi −1 ) + 2( xi +1 − x i −1 ) f ´´ ( xi ) + ( xi +1 − x i −1 ) f ´´ ( xi +1 ) = 6 [ f ( xi +1 ) − f ( xi )] + 6 [ f ( xi−1 ) − f ( xi )] xi +1 − xi xi − xi −1 Si esta ecuación se escribe para todos los nodos interiores, se generan n-1 incógnitas. (segundas derivadas en los nodos finales son cero.) Cabe mencionar que las splines cúbicas han resultado ser las más adecuadas para aplicaciones como la mencionada anteriormente. Así pues, podemos decir de manera concreta, que una función spline está formada por varios polinomios, cada uno definido en un intervalo y que se unen entre sí bajo ciertas condiciones de continuidad. Splines de grado k Suponemos que x0 < x1 < L < xn , y dado k un número entero positivo, una función de interpolación spline de grado k, para la tabla de datos, es una función s (x) tal que : i) ii) iii ) s ( xi ) = yi , para toda i = 0,1,K , n . s ( x ) es un polinomio de grado ≤ k en cada subintervalo [xi −1, xi ] . s ( x ) tiene derivada contínua hasta de orden k − 1 en [x0 , xn ] . -funciones de splines de grado uno Una función spline de grado uno que interpole los datos es simplemente unir cada uno de los puntos mediante segmentos de recta, entonces: s1 (x ) si s ( x ) s s ( x) = 2 M sn (x ) si x ∈ [x0 , x1 ] x ∈ [x1 , x2 ] x ∈ [xn −1 , xn ] 4 X Reunión Nacional de Investigación Demográfica en México. México, D.F., 3-6 de Noviembre de 2010 donde: i) s j (x ) ii) s(x ) es un polinomio de grado menor o igual que 1 tiene derivada continua de orden k-1=0. s (x j ) = y j iii) , para j = 0,1,K , n . Por lo tanto, la spline de grado 1 queda definida como : si y0 + f [x1, x0 ]( x − x0 ) y + f [x , x ]( x − x ) si 1 2 1 1 s( x ) = M yn −1 + f [xn , xn −1 ]( x − xn −1 ) si donde f [ xi , x j ] x ∈ [x0 , x1 ] x ∈ [x1, x2 ] x ∈ [xn −1, xn ] es la diferencia dividida de Newton. El siguiente caso, que es el más importante en las aplicaciones, sigue exactamente los mismos pasos del ejemplo que acabamos de resolver, solamente que en vez de trabajar con polinomios cuadráticos, lo hace con polinomios cúbicos. -funciones splines cúbicas Para (k=3): Una spline cúbica que interpola n+1 datos, es una función s (x) definida como sigue : s0 ( x ) si s ( x ) si s( x ) = 1 M sn −1 ( x ) si x ∈ [x0 , x1 ] x ∈ [x1 , x2 ] x ∈ [xn −1 , xn ] donde cada si (x ) es un polinomio cúbico; si ( xi ) = yi , para toda i = 0,1,K, n y tal que s ( x ) tiene primera y segunda derivadas contínuas en [x0 , xn ] . Resultados obtenidos con la aplicación spline Empleando los splines podemos desagregar las estructuras por edades de la población que tenemos por grupos quinquenales de edades en edades individuales, con el fin de tener los denominadores de las tasas específicas de mortalidad para la elaboración de las tablas completas de vida. 5 X Reunión Nacional de Investigación Demográfica en México. México, D.F., 3-6 de Noviembre de 2010 En términos prácticos, se desea desagregar el histograma o pirámide de población, de barras que representan grupos quinquenales a barras que representen edades individuales. El algoritmo que lo permite, empleando los splines, a continuación se detalla, comparando sus resultados con los que se obtienen con el uso de los factores que Henry Beers obtuvo con sus fórmulas de interpolación.1 Supongamos: x1 < x 2 < x3 < ... < x n+1 y que hi es la altura de la barra correspondiente al intervalo [xi , xi +1 ] Sea hi la frecuencia observada en el i-ésima clase. ⇒ hi ( xi +1 − xi ) = hi ∆xi que representa la frecuencia relativa fr(i) en el intervalo [xi , xi +1 ] , ∴ hi ∆xi = fr (i) = fa(i ) n ∑ fa( j ) j =1 Donde fa(i) es la frecuencia absoluta de la i-ésima clase. La función de densidad permite calcular la probabilidad de que la variable tome valores en un cierto intervalo [a,b] y es igual a : b ∫ f ( x)dx = P[a ≤ x ≤ b] a y el valor esperado de x y su desviación estándar: 1/ 2 xn 2 E ( x ) = ∫ xf ( x )dx σ = ∫ ( x − E ( x) ) ) f ( x)dx x1 x1 La condición del spline parabólico f que suaviza el histograma es: xn b ∫ f ( x)dx = h ∆x i i a 1 Ver: Beers Henry, “ Six-Term Formulas for Routine Actuarial Interpolation” en Record of the American Institute of Actuaries, Vol.34, June, 1945. 6 X Reunión Nacional de Investigación Demográfica en México. México, D.F., 3-6 de Noviembre de 2010 Para cada sección Pi(x) de f se puede escribir vía la fórmula de Taylor como Pi ( x) = ai + bi ( x − xi ) + ci ( x − xi ) 2 donde : y ci = f ´´ ( xi ) / 2! ai = f ( xi ) , bi = f ´( xi ) i.e. ( x − xi ) ( x − xi ) 2 Pi ( x) = f ( xi ) + f ´( xi ) + f ´´( xi ) 1! 2! Problema fundamental, consiste en escoger los polinomios r1(x), r2(x) y r3(x) tales que: Pi ( x) = a1r1 ( x) + b1r2 ( x) + c1r3 ( x) para : xi ≤ x ≤ xi +1 sea : y= x − xi x − xi = xi +1 − xi ∆xi para : i = 1,2,3,..., n ⇒ f ( x) = Pi ( y ) = a1r1 ( y ) + b1r2 ( y ) + c1r3 ( y ) con 0 ≤ y ≤1 sean : r1 ( x ) = (1 − y )(1 − 3 y ) = 1 − 4 y + 3 y 2 r2 ( x) = y (3 y − 2) = 3 y 2 − 2 y r3 ( y ) = 6 y (1 − y ) = 6 y − 6 y 2 Nótese que: 1 r1 (0) = 1, r1 (1) = 0 , ∫ r ( x)dx = 0 1 0 1 r2 (0) = 0 , r2 (1) = 1, ∫ r ( x)dx = 0 2 0 1 r3 (0) = 0 , r3 (1) = 0 , ∫ r ( x)dx = 1 3 0 ⇒ f ( xi ) = Pi (0) = ai r1 (0) + bi r2 (0) + ci r3 (0) = ai (1) + bi (0) + c i (0) = ai y f ( xi +1 ) = Pi (1) = ai r1 (1) + bi r2 (1) + ci r3 (1) = ai (0) + bi (1) + c i (0) = bi Y ya que en el histograma se satisface que: 7 X Reunión Nacional de Investigación Demográfica en México. México, D.F., 3-6 de Noviembre de 2010 xi + 1 ∫ 1 1 1 0 0 0 f ( x)dx = ∫ Pi ( y )∆xi dy =∆xi ∫ Pi ( y )dy = ∆xi ∫ (ai r1 ( y ) + bi r2 ( y ) + c i r3 ( y )d ) y xi = ∆xi (ai (0) + bi (0) + c i (1)) = ∆x i ci = hi ∆xi ∴ ci = hi Finalmente : f ( x) = Pi ( x) = f ( xi )ri ( y ) + f ( xi +1 )r2 ( y ) + hi r3 ( y ) Para garantizar la continuidad, se obtiene para xi ≤ xi +1 P´i ( y ) = [ f ( xi )(6 y − 4) + f ( x i +1 )(6 y − 2) + hi (6 y − 12 y )] / ∆x i ∆xi De tal manera que la condición de continuidad de f´: P´i −1 ( xi ) = P´i ( xi ) Es tal que: ∆xi f ( xi −1 ) + 2(∆xi + ∆xi −1 ) f ( xi ) + ∆xi −1 f ( xi +1 ) = 3(∆xi hi −1 + ∆xi −1hi ) f ´( x ) = tomando : ∆x i di = ∆x i + ∆xi −1 y i = 2,..., n ei = 3(d i hi −1 + (1 − d i )hi ) entonces : d i f ( xi −1 ) + 2 f ( xi ) + (1 − d i ) f ( x i +1 ) = ei i = 2,...n con : f ( xi ) = ei = f ( x n+1 ) = e n+1 = 0 Matricialmente: 1 . . d 2 2 0 d 3 0 . . 0 . . 0 . . 0 . . . . . . . . . 0 f ( x1 ) e1 (1 − d 2 ) . . . . f ( x 2 ) e 2 . . 2 (1 − d 3 ) . . . . . . . = . = . . . . . . . . . d n 2 (1 − d n ) . . . . . . . 1 f ( x n+1 ) e n+1 donde : e1 = en+1 = 0 y para corregir los extremos se tiene que: 8 X Reunión Nacional de Investigación Demográfica en México. México, D.F., 3-6 de Noviembre de 2010 2 f ( x1 ) + f ( x 2 ) = 3hi = e1 y f ( x n ) + 2 f ( x n+1 ) = 3hn = en +1 Modificándose el sistema matricial a: 2 d 2 0 0 0 0 0 1 0 f ( x1 ) e1 (1 − d 2 ) . . . . f ( x 2 ) e 2 . . 2 (1 − d 3 ) . . . . . . = . = . . . . . . . . . d n 2 (1 − d n ) . . . . 1 2 f ( x n+1 ) e n+1 0. . . . 2 d3 . . . . . . . . . . . . México: Gráfica de la desagregación obtenida vía histospline y vía factores de Beers. 2005. Des agregaciones his tospline vs beers 2000000 1500000 1000000 500000 0 0 10 20 30 40 50 SP LINE 60 70 80 B EERS 90 100 110 En el ajuste y proyección de las funciones de supervivencia, que permiten la elaboración de tablas de vida desagregadas por edad, se han empleado funciones como la Gompertz, Gompertz- Makeham, y Lazarus, entre otras, las que tiene el problema del ajuste de ellas en las primeras edades, ya que la concavidad no se ajusta a dichas funciones , si bien es cierto que lo hacen para el resto de las edades. 9 X Reunión Nacional de Investigación Demográfica en México. México, D.F., 3-6 de Noviembre de 2010 México: Ajuste Gompertz-Makeham. 2005 100000 90000 80000 70000 60000 l(x) observada 50000 l(x) estimada 40000 30000 20000 10000 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Con el ajuste de interpolación segmentaria (spline) se logra superar el problema ya que al ajustarse un polinomio de grado tres en las primeras edades la concavidad se conserva en el ajuste. México: Ajuste spline. 2005 100000 90000 80000 70000 60000 l(x) observada 50000 l(x) estimada 40000 30000 20000 10000 0 0 20 40 60 80 100 Una de las ventajas del ajuste spline es que la tendencia de las probabilidades de muerte nqx de las tablas de vida son consistentes con las tendencias observadas, hecho que no necesariamente se da en los ajustes tipo Gompertz- Makeham 10 X Reunión Nacional de Investigación Demográfica en México. México, D.F., 3-6 de Noviembre de 2010 El spline obtenido de los sobrevivientes a edad exacta (lx) por sexo, para el año 2010, por nodos especificados en rango de edades es: México: lx-spline por sexo, 2010 hombres rango de edades Polinomio 0-5 -5.2640x3 + 63.8268x2 - 290.8945x + 98,661.1524 6 -24 -0.1642x3 + 3.8579x2 - 55.6200x + 98,344.2181 25 -69 -0.4133x3 + 39.6988x2 - 1,469.1728x + 115,312.2847 2.2249x3 - 541.6550x2 + 41,217.1692x - 928,245.0081 mujeres rango de edades Polinomio 70 - 100 0-5 3.4226x3 + 43.4798x2 - 215.6789x + 98,921.5714 6 -24 -0.0247x3 + 0.2489x2 - 16.632x + 98567 25 -69 -0.3865x3 + 39.9820x2 - 1,445.0263x + 115,382.8753 70 - 100 3.2764x3 - 824.5830x2 + 65,949.7388x - 1,623,309.1608 Fuente: Cálculos propios 11 X Reunión Nacional de Investigación Demográfica en México. México, D.F., 3-6 de Noviembre de 2010 Las tablas de vida por edad individual, para hombres y mujeres a nivel nacional para el año 2010, obtenida con el ajuste spline son: México: Tabla de vida por sexo y edad desplegada, 2010 Hombres x 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 nqx 0.015706 0.001412 0.000675 0.000451 0.000355 0.000301 0.000277 0.000268 0.000270 0.000280 0.000300 0.000326 0.000361 0.000408 0.000468 0.000544 0.000636 0.000741 0.000856 0.000976 0.001096 0.001213 0.001323 0.001424 0.001515 0.001596 0.001670 0.001737 0.001800 0.001862 0.001926 0.001994 0.002069 0.002153 0.002248 0.002356 0.002479 0.002618 0.002775 0.002950 0.003147 0.003365 0.003606 0.003871 0.004163 0.004482 0.004830 0.005210 0.005622 Mujeres lx 100000 98429 98290 98224 98180 98145 98115 98088 98062 98035 98008 97979 97947 97911 97871 97826 97772 97710 97638 97554 97459 97352 97234 97105 96967 96820 96666 96504 96337 96163 95984 95799 95608 95411 95205 94991 94767 94532 94285 94023 93746 93451 93136 92801 92441 92056 91644 91201 90726 dx 1571 139 66 44 35 30 27 26 26 27 29 32 35 40 46 53 62 72 84 95 107 118 129 138 147 155 161 168 173 179 185 191 198 205 214 224 235 247 262 277 295 314 336 359 385 413 443 475 510 1Lx 99214.7 98359.9 98257.2 98201.9 98162.3 98130.1 98101.8 98075.1 98048.7 98021.8 97993.4 97962.7 97929.0 97891.4 97848.5 97799.0 97741.3 97674.0 97596.0 97506.6 97405.6 97293.1 97169.8 97036.3 96893.8 96743.1 96585.1 96420.6 96250.1 96073.8 95891.8 95703.9 95509.4 95307.8 95098.1 94879.1 94649.8 94408.6 94154.0 93884.5 93598.3 93293.6 92968.4 92620.9 92248.8 91850.1 91422.5 90963.6 90470.9 Tx 7305733.0 7206518.3 7108158.4 7009901.2 6911699.3 6813537.0 6715406.9 6617305.1 6519230.1 6421181.4 6323159.6 6225166.2 6127203.5 6029274.5 5931383.1 5833534.5 5735735.5 5637994.2 5540320.3 5442724.3 5345217.7 5247812.1 5150518.9 5053349.2 4956312.8 4859419.1 4762676.0 4666090.9 4569670.3 4473420.2 4377346.4 4281454.5 4185750.7 4090241.2 3994933.5 3899835.4 3804956.3 3710306.5 3615898.0 3521744.0 3427859.5 3334261.2 3240967.6 3147999.1 3055378.3 2963129.4 2871279.3 2779856.9 2688893.3 ex 73.06 73.22 72.32 71.37 70.40 69.42 68.44 67.46 66.48 65.50 64.52 63.54 62.56 61.58 60.60 59.63 58.66 57.70 56.74 55.79 54.85 53.91 52.97 52.04 51.11 50.19 49.27 48.35 47.43 46.52 45.60 44.69 43.78 42.87 41.96 41.05 40.15 39.25 38.35 37.46 36.57 35.68 34.80 33.92 33.05 32.19 31.33 30.48 29.64 nqx 0.012537 0.001122 0.000609 0.000418 0.000320 0.000265 0.000227 0.000203 0.000188 0.000181 0.000182 0.000189 0.000204 0.000225 0.000251 0.000279 0.000306 0.000331 0.000353 0.000371 0.000386 0.000398 0.000410 0.000422 0.000435 0.000451 0.000471 0.000494 0.000523 0.000557 0.000597 0.000643 0.000696 0.000756 0.000825 0.000901 0.000987 0.001082 0.001188 0.001305 0.001434 0.001577 0.001734 0.001906 0.002096 0.002304 0.002532 0.002783 0.003057 lx 100000 98746 98635 98575 98534 98503 98477 98454 98434 98416 98398 98380 98361 98341 98319 98294 98267 98237 98204 98170 98133 98096 98056 98016 97975 97932 97888 97842 97794 97743 97688 97630 97567 97499 97425 97345 97257 97161 97056 96941 96814 96676 96523 96356 96172 95971 95749 95507 95241 dx 1254 111 60 41 32 26 22 20 19 18 18 19 20 22 25 27 30 33 35 36 38 39 40 41 43 44 46 48 51 54 58 63 68 74 80 88 96 105 115 127 139 152 167 184 202 221 242 266 291 1Lx 99373.1 98690.9 98605.4 98554.8 98518.4 98489.6 98465.4 98444.3 98425.0 98406.8 98388.9 98370.7 98351.3 98330.2 98306.8 98280.8 98252.1 98220.8 98187.2 98151.6 98114.5 98076.0 98036.4 97995.6 97953.6 97910.2 97865.1 97817.8 97768.1 97715.3 97659.0 97598.5 97533.1 97462.3 97385.3 97301.2 97209.4 97108.8 96998.6 96877.7 96745.0 96599.4 96439.5 96263.9 96071.3 95860.0 95628.2 95374.0 95095.6 Tx 7775890.4 7676517.2 7577826.4 7479221.0 7380666.2 7282147.7 7183658.1 7085192.7 6986748.4 6888323.4 6789916.6 6691527.6 6593156.9 6494805.6 6396475.4 6298168.6 6199887.8 6101635.7 6003414.9 5905227.8 5807076.1 5708961.6 5610885.6 5512849.3 5414853.7 5316900.1 5218989.9 5121124.8 5023307.0 4925538.9 4827823.5 4730164.5 4632566.1 4535032.9 4437570.6 4340185.3 4242884.1 4145674.7 4048565.9 3951567.3 3854689.6 3757944.5 3661345.2 3564905.7 3468641.8 3372570.4 3276710.5 3181082.3 3085708.3 ex 77.76 77.74 76.83 75.87 74.90 73.93 72.95 71.96 70.98 69.99 69.00 68.02 67.03 66.04 65.06 64.07 63.09 62.11 61.13 60.15 59.18 58.20 57.22 56.24 55.27 54.29 53.32 52.34 51.37 50.39 49.42 48.45 47.48 46.51 45.55 44.59 43.63 42.67 41.71 40.76 39.82 38.87 37.93 37.00 36.07 35.14 34.22 33.31 32.40 12 X Reunión Nacional de Investigación Demográfica en México. México, D.F., 3-6 de Noviembre de 2010 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 0.006070 0.006555 0.007081 0.007649 0.008264 0.008928 0.009645 0.010431 0.011279 0.012197 0.013189 0.014261 0.015419 0.016671 0.018023 0.019484 0.021062 0.022766 0.024606 0.026593 0.028739 0.031054 0.033553 0.036249 0.039158 0.042294 0.045676 0.049132 0.052836 0.056801 0.061046 0.065585 0.070437 0.075619 0.081148 0.087044 0.093470 0.100477 0.108120 0.116458 0.125556 0.135485 0.146321 0.158143 0.171514 0.186060 0.201870 0.219035 0.237646 0.257792 0.279559 1.000000 90216 89668 89080 88450 87773 87048 86271 85439 84547 83594 82574 81485 80323 79084 77766 76365 74877 73300 71631 69868 68010 66056 64004 61857 59615 57280 54858 52352 49780 47150 44471 41757 39018 36270 33527 30806 28125 25496 22934 20455 18073 15803 13662 11663 9819 8135 6621 5285 4127 3146 2335 1682 548 588 631 677 725 777 832 891 954 1020 1089 1162 1239 1318 1402 1488 1577 1669 1763 1858 1955 2051 2148 2242 2334 2423 2506 2572 2630 2678 2715 2739 2748 2743 2721 2682 2629 2562 2480 2382 2269 2141 1999 1844 1684 1514 1337 1158 981 811 653 1682 89942.1 89374.4 88765.1 88111.4 87410.4 86659.2 85854.5 84992.9 84070.5 83083.9 82029.6 80904.0 79703.7 78425.3 77065.3 75620.6 74088.1 72465.3 70749.6 68939.3 67033.0 65030.1 62930.7 60735.8 58447.4 56068.9 53604.8 51065.9 48464.7 45810.5 43114.1 40387.4 37643.9 34898.4 32166.7 29465.7 26810.5 24215.2 21694.5 19263.6 16938.0 14732.9 12662.8 10741.0 8976.7 7377.9 5952.9 4705.8 3636.7 2740.7 2008.8 841.2 2598422.4 2508480.3 2419105.9 2330340.8 2242229.4 2154818.9 2068159.8 1982305.2 1897312.3 1813241.8 1730157.9 1648128.3 1567224.3 1487520.6 1409095.3 1332030.0 1256409.4 1182321.3 1109856.0 1039106.4 970167.1 903134.1 838104.0 775173.3 714437.5 655990.1 599921.2 546316.4 495250.5 446785.8 400975.3 357861.2 317473.8 279829.9 244931.5 212764.8 183299.1 156488.6 132273.4 110578.9 91315.3 74377.3 59644.5 46981.7 36240.7 27264.0 19886.0 13933.2 9227.4 5590.7 2850.0 841.2 28.80 27.98 27.16 26.35 25.55 24.75 23.97 23.20 22.44 21.69 20.95 20.23 19.51 18.81 18.12 17.44 16.78 16.13 15.49 14.87 14.27 13.67 13.09 12.53 11.98 11.45 10.94 10.44 9.95 9.48 9.02 8.57 8.14 7.72 7.31 6.91 6.52 6.14 5.77 5.41 5.05 4.71 4.37 4.03 3.69 3.35 3.00 2.64 2.24 1.78 1.22 0.57 0.003357 0.003686 0.004045 0.004439 0.004870 0.005341 0.005856 0.006429 0.007057 0.007746 0.008502 0.009332 0.010242 0.011240 0.012335 0.013536 0.014853 0.016298 0.017881 0.019617 0.021519 0.023604 0.025888 0.028389 0.031129 0.034128 0.037411 0.040792 0.044465 0.048453 0.052778 0.057466 0.062543 0.068037 0.073974 0.080386 0.087381 0.095011 0.103334 0.112407 0.122297 0.133071 0.144800 0.157561 0.170952 0.185520 0.201354 0.218544 0.237182 0.257357 0.279154 1.000000 94950 94631 94283 93901 93484 93029 92532 91990 91399 90754 90051 89285 88452 87546 86562 85495 84337 83085 81730 80269 78694 77001 75183 73237 71158 68943 66590 64099 61484 58750 55904 52953 49910 46788 43605 40379 37134 33889 30669 27500 24409 21424 18573 15883 13381 11093 9035 7216 5639 4302 3194 2303 319 349 381 417 455 497 542 591 645 703 766 833 906 984 1068 1157 1253 1354 1461 1575 1693 1818 1946 2079 2215 2353 2491 2615 2734 2847 2950 3043 3122 3183 3226 3246 3245 3220 3169 3091 2985 2851 2689 2503 2287 2058 1819 1577 1337 1107 892 2303 94790.7 94456.9 94091.8 93692.7 93256.6 92780.6 92261.2 91694.6 91076.4 90402.4 89668.2 88868.8 87999.2 87054.3 86028.4 84915.9 83710.9 82407.5 80999.7 79481.7 77847.6 76092.2 74210.2 72197.5 70050.4 67766.4 65344.4 62791.4 60117.1 57326.8 54428.3 51431.5 48349.3 45196.8 41992.3 38756.5 35511.2 32278.9 29084.4 25954.2 22916.1 19998.1 17228.0 14632.1 12237.0 10064.3 8125.6 6427.5 4970.2 3748.0 2748.6 1151.4 2990612.7 2895822.1 2801365.2 2707273.4 2613580.7 2520324.0 2427543.5 2335282.3 2243587.7 2152511.3 2062108.8 1972440.7 1883571.9 1795572.6 1708518.4 1622490.0 1537574.1 1453863.2 1371455.7 1290456.0 1210974.3 1133126.7 1057034.5 982824.3 910626.8 840576.4 772810.0 707465.7 644674.3 584557.2 527230.4 472802.1 421370.6 373021.3 327824.5 285832.2 247075.7 211564.5 179285.6 150201.2 124246.9 101330.8 81332.7 64104.7 49472.6 37235.6 27171.3 19045.7 12618.2 7648.0 3900.0 1151.4 31.50 30.60 29.71 28.83 27.96 27.09 26.23 25.39 24.55 23.72 22.90 22.09 21.29 20.51 19.74 18.98 18.23 17.50 16.78 16.08 15.39 14.72 14.06 13.42 12.80 12.19 11.61 11.04 10.49 9.95 9.43 8.93 8.44 7.97 7.52 7.08 6.65 6.24 5.85 5.46 5.09 4.73 4.38 4.04 3.70 3.36 3.01 2.64 2.24 1.78 1.22 0.61 Fuente: Cálculos propios 13 X Reunión Nacional de Investigación Demográfica en México. México, D.F., 3-6 de Noviembre de 2010 Y las esperanzas de vida que se obtuvieron con el ajuste spline-lx proyectando los parámetros de los polinomios por nodos, para los años 2010 al 2050, por edad y sexo, tomadas de tablas de vida completas obtenidas son: Hombres Edad ex.2010 ex.2015 ex.2020 ex.2025 ex.2030 ex.2035 ex.2040 ex.2045 ex.2050 0 73.06 73.85 74.81 75.73 76.61 77.45 78.26 79.03 79.78 5 69.42 70.02 70.82 71.59 72.35 73.08 73.79 74.49 75.17 10 64.52 65.10 65.88 66.64 67.39 68.11 68.82 69.51 70.18 15 59.63 60.20 60.96 61.71 62.45 63.16 63.86 64.54 65.21 20 54.85 55.38 56.13 56.86 57.58 58.28 58.96 59.63 60.29 25 50.19 50.69 51.41 52.11 52.80 53.48 54.14 54.79 55.43 30 45.60 46.06 46.74 47.41 48.06 48.71 49.35 49.97 50.59 35 41.05 41.46 42.10 42.72 43.34 43.96 44.56 45.16 45.76 40 36.57 36.92 37.51 38.09 38.67 39.25 39.82 40.39 40.96 45 32.19 32.49 33.02 33.56 34.10 34.64 35.18 35.71 36.25 50 27.98 28.22 28.70 29.19 29.69 30.18 30.68 31.18 31.67 55 23.97 24.15 24.59 25.03 25.48 25.93 26.38 26.83 27.29 60 20.23 20.34 20.73 21.12 21.52 21.92 22.32 22.73 23.14 65 16.78 16.84 17.17 17.51 17.85 18.20 18.55 18.91 19.27 70 13.67 13.69 13.97 14.25 14.54 14.83 15.13 15.43 15.74 75 10.94 10.94 11.16 11.39 11.63 11.87 12.11 12.36 12.61 80 8.57 8.57 8.75 8.93 9.12 9.31 9.51 9.71 9.91 85 6.52 6.52 6.65 6.79 6.93 7.08 7.22 7.37 7.53 90 4.71 4.71 4.80 4.89 4.98 5.07 5.17 5.26 5.36 95 3.00 3.00 3.04 3.08 3.12 3.16 3.21 3.25 3.29 Mujeres edad ex.2010 ex.2015 ex.2020 ex.2025 ex.2030 ex.2035 ex.2040 ex.2045 ex.2050 0 77.76 78.42 79.32 80.17 80.98 81.75 82.48 83.18 83.84 5 73.93 74.42 75.18 75.91 76.61 77.28 77.93 78.56 79.17 10 69.00 69.48 70.23 70.95 71.64 72.31 72.96 73.58 74.19 15 64.07 64.54 65.28 65.99 66.67 67.33 67.98 68.60 69.20 20 59.18 59.62 60.35 61.05 61.72 62.38 63.01 63.62 64.22 25 54.29 54.72 55.42 56.11 56.77 57.42 58.04 58.65 59.24 30 49.42 49.82 50.51 51.17 51.82 52.46 53.07 53.67 54.26 35 44.59 44.96 45.62 46.26 46.89 47.51 48.12 48.71 49.29 40 39.82 40.15 40.78 41.40 42.01 42.61 43.20 43.78 44.34 45 35.14 35.43 36.03 36.61 37.20 37.77 38.34 38.90 39.45 50 30.60 30.84 31.40 31.95 32.50 33.04 33.58 34.11 34.64 55 26.23 26.42 26.93 27.44 27.95 28.45 28.95 29.45 29.95 60 22.09 22.22 22.68 23.14 23.60 24.06 24.51 24.97 25.43 65 18.23 18.30 18.70 19.10 19.51 19.91 20.32 20.72 21.13 70 14.72 14.74 15.07 15.41 15.75 16.09 16.44 16.79 17.14 75 11.61 11.61 11.87 12.14 12.42 12.69 12.97 13.26 13.54 80 8.93 8.93 9.13 9.33 9.54 9.75 9.96 10.18 10.39 85 6.65 6.65 6.79 6.93 7.07 7.22 7.36 7.51 7.66 90 4.73 4.73 4.81 4.90 4.98 5.07 5.16 5.24 5.33 95 3.01 3.01 3.04 3.08 3.12 3.16 3.19 3.23 3.27 14 X Reunión Nacional de Investigación Demográfica en México. México, D.F., 3-6 de Noviembre de 2010 A manera de conclusión Las ganancias en la esperanza de vida, que se espera tendrá la población mexicana en los próximos 40 años, obtenidas a partir del las tablas de vida completas obtenidas por ajuste y proyección spline-lx, para hombres y mujeres, son: México: Ganancias en la esperanza de vida del año 2010 al 2050, por edad y sexo. Hombres 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 ganancias 6.72 5.74 5.67 5.58 5.44 5.24 4.98 4.70 4.39 4.06 3.70 3.32 2.92 2.49 2.07 1.68 1.34 1.01 0.65 0.28 Mujeres 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 ganancias 6.09 5.24 5.18 5.12 5.05 4.95 4.84 4.70 4.53 4.30 4.03 3.71 3.34 2.90 2.42 1.94 1.46 1.01 0.60 0.26 15 X Reunión Nacional de Investigación Demográfica en México. México, D.F., 3-6 de Noviembre de 2010 Bibliografía Henrici, P., Essential of Numerical Analysis , John Wiley & Sons, New York, 1982. David Kincaid, Ward Cheney, Análisis Numérico. Las matemáticas del cálculo científico, Addison-Wesley Iberoamericana, 1994. Francis B. Hildebrand, “Introduction to Numerical Analysis,” (2nd edition), McGraw-Hill, Inc., 1987. Alejandro Mina Valdés, Funciones de sobrevivencia, empleadas en el Análisis Demográfico , en Revista “Papeles de Población” No. 28, abr-jun 2001, CIEAP-UAEM. Alejandro Mina Valdés, Ley de mortalidad mexicana, funciones de supervivencia, en Revista Estudios Demográficos y Urbanos, vol 21, número 002, pp.431-456, 2006. 16