No me has dado el tiempo necesario, así que tendrás que hacer ajustes en lo que estoy escribiendo. Si cada una de estas transacciones tuviera un año de diferencia, por ejemplo, entonces la suma de los valores actuales debería ser igual a cero a la tasa interna de retorno adecuada. Debería resolverse:
10000-20000/(1+r)+20000/(1+r)^2-40000/(1+r)^3=0.
Sólo hay una solución a este problema, que es el 100%, como r=1. Ahora, si tu ejemplo fuera diferente, como si las dos primeras transacciones fueran la firma XYZ y las dos segundas la firma ABC y vendieras XYZ simultáneamente con la compra de ABC, entonces resolverías:
10000-20000/(1+r)+20000/(1+r)-40000/(1+r)^2=0
Aunque r=1 sigue siendo la solución válida, pero por una razón diferente. No se puede resolver este problema sin una definición clara del tiempo.
El tiempo importa. Imaginemos que tiene 53 días entre la primera y la segunda transacción y que espera 30 días entre la segunda y la tercera y 800 días entre la tercera y la cuarta. La solución correcta para el retorno DIARIO sería:
10000-20000/(1+r)^53+20000/(1+r)^83-40000/(1+r)^883=0
En este caso, el rendimiento DIARIO es de aproximadamente .1678%. Para encontrar la tasa de rendimiento anual, se resolvería esto como (1+.001678)^365, que es el 84,4%.
Pero hay que tener cuidado, porque podría haber, en teoría, 883 soluciones al problema, ya que hay 883 raíces. Esto no es realmente un problema porque habrá una root por cada vez que se intercambie entre flujos de caja positivos y flujos de caja negativos. Habrá 883 raíces, pero en el problema anterior se resolverá que todas las 883 son iguales al mismo número, 0,1678%. Aún así, es posible, en su formato de problema, tener hasta tres raíces. La solución más simple es conectar cada root a la función VAN de Microsoft Excel y sólo una de ellas creará un VAN de 0 dólares.
Hacerlo de esta manera también le permite incluir el impacto de los dividendos y los honorarios de custodia si esto fuera algo como un IRA. Cada vez que hay un flujo de efectivo, se crea un término, no importa por qué el flujo de efectivo ocurrió de A/(1+r)^t, con los flujos hacia afuera y hacia adentro teniendo signos opuestos y compensando todas las transacciones en el mismo día.
Respuesta a la edición Sólo hay una forma de resolverlo, es a través de la tasa interna de retorno, aunque hay un método más complicado de tasa interna de retorno modificada, no proporcionó información adicional por lo que estoy asumiendo que es inapropiado.
Tienes que incluir la cantidad de tiempo que pasa para resolver esta cuestión. Si duplicaste tu dinero en 100 años o duplicaste tu dinero en un día, tu tasa de retorno periódica sería diferente dependiendo de la duración del período que decidas.
También hay que tener en cuenta que el número de acciones no importa, sólo importa el flujo de caja.
Tendrías que resolver la ecuación:
10000-10000/(1+r)+15000/(1+r)^2-40000/(1+r)^3=0.
Con un año de diferencia, eso es aproximadamente una tasa de retorno anual del 61%. Se simplifica a 2r^3+4r^2+5r=5. A partir de ahí se resolvería. No hay una forma más simple de hacerlo. Ni la fórmula uno ni la fórmula dos que usted proporcionó son válidas. Una vez que tienes algo más que una compra y una venta, no puedes usar fórmulas como una o dos.