Többlépéses fák és visszafelé indukció
Egyetlen felfelé vagy lefelé lépés túl durva ahhoz, hogy hónapokon át leírja egy részvény mozgását. Ez a lecke sok egylépéses modellt fűz fává, és egy opciót úgy áraz, hogy a „Kockázatsemleges valószínűségek” lecke képletét minden csomópontban alkalmazza, a lejárattól visszafelé haladva a mai napig. Felhasználja a „Véletlen bolyongás és Brown-mozgás” lecke -s skálázását és a „Kamat, kamatozás és diszkontálás” lecke folytonos diszkontálását is.
A futamidő felosztása
Osszuk fel a futamidőt egyenlő lépésre, amelyek hossza
Minden lépésben a részvény árát -val vagy -vel szorozzuk, a korábbi lépésektől függetlenül. A kockázatmentes kötvény most folytonosan kamatozik, így egy lépés alatt -szeresére nő, nem -szeresére. Minden lépés az egylépéses modell egy példánya, amelyben az szorzó helyén áll, ezért az arbitrázsmentességi feltétel , a felfelé lépés kockázatsemleges valószínűsége pedig
A feltevések a korábbiak: nincs osztalék, tört mennyiség is kereskedhető, nincs tranzakciós költség, és kamaton lehet hitelt felvenni és betétet elhelyezni.
A rekombináló fa
Egy felfelé, majd egy lefelé lépés -t ad, egy lefelé, majd egy felfelé lépés -t, ami ugyanaz a szám. Az ugyanannyi felfelé lépést tartalmazó utak ugyanabban a csomópontban végződnek. Az ilyen fát rekombináló fának nevezzük. lépés után csak különböző ár van,
ahol a felfelé lépések száma. A teljes fának csomópontja van, míg az utak száma . esetén ez 5151 csomópont a nagyjából út helyett; ettől használható a gyakorlatban a fa.
Az és megválasztása
Az és szorzókat úgy kell megválasztani, hogy a fában mozgó részvény úgy viselkedjen, mint egy éves volatilitású részvény. A Cox–Ross–Rubinstein (CRR) választás
Minden lépés -vel változtatja a logaritmikus árat. Ez a „Véletlen bolyongás és Brown-mozgás” lecke skálázott pénzfeldobásos bolyongása: lépés alatt a logaritmikus árváltozás varianciája közel , ami megfelel a négyzetgyökös időszabálynak. Mivel , egy felfelé és egy lefelé lépés kioltja egymást, így a fa logaritmikus skálán körül szimmetrikus.
Visszafelé indukció
Lejáratkor az opció értéke minden csomópontban a kifizetése; callnál . Egy lépéssel korábban minden csomópont a két utódjával együtt egy egylépéses modell, így értéke a két utódérték diszkontált kockázatsemleges átlaga:
Ezt lépésenként a gyökérig ismételve kapjuk a árat. Minden csomópontban létezik „Az egylépéses binomiális modell” lecke replikáló portfóliója, részvénnyel, így az ár egy lépésenként újrasúlyozott stratégia költsége.
Visszafelé indukció. Lejáratkor az értékek a kifizetéssel egyeznek; ezután lépésenként visszafelé haladva minden csomópont értéke a két utód -val súlyozott átlagának -szerese. A gyökérben kapott érték az arbitrázsmentes ár.
Kidolgozott példa
Legyen , , , , és , tehát .
- Szorzók: , , .
- Kockázatsemleges valószínűség: .
- Árak lejáratkor: , , .
- Kifizetések: , , .
- 1. lépés: , és , mert mindkét utódja nulla értékű.
- Gyökér: .
Ugyanezekkel a bemenetekkel a Black–Scholes-ár, amelyet egy későbbi lecke vezet le, körülbelül 10,45. Két lépés durva közelítést ad; több lépéssel közelebb kerülünk.
A lejárati ár eloszlása
alatt minden lépés egymástól függetlenül valószínűséggel felfelé lépés, így a lejáratig megtett felfelé lépések száma binomiális eloszlású. A csomópontba érkezés valószínűsége az odavezető utak száma szorozva egy út valószínűségével:
Európai opciónál a visszafelé indukció ezért ugyanazt adja, mint egyetlen diszkontált várható érték a lejárati csomópontokon:
Ahogy nő, binomiális eloszlása normális eloszláshoz tart, így normális eloszlásúvá válik. Ez a Black–Scholes mögötti lognormális modell.
Konvergencia a Black–Scholes-árhoz
Az ábra a CRR call árát mutatja a lépésszám függvényében (-től 150-ig), , és mellett, a Black–Scholes-árat pedig vízszintes egyenesként. és esetén a fa -re 12,16-ot, -re 9,54-et, -re 10,25-öt, -ra 10,43-at ad, szemben a 10,45-tel. A közeledés nem sima: az ár cikcakkban ugrál páros és páratlan között, mert változásával a lejárati csomópontok elcsúsznak a kötési árhoz képest, a kifizetésnek pedig -nál töréspontja van. Mozgasd -t és -t, és figyeld meg, hogy a cikcakk mérete változik, a görbe viszont mindig a referenciavonalra áll be.
- n = 1
- 12.1623
- n = 10
- 10.2534
- n = 150
- 10.4373
- Black–Scholes-ár
- 10.4506
Amerikai opciók
Az amerikai opció bármelyik csomópontban lehívható. A visszafelé indukció ezt egyetlen módosítással kezeli: minden csomópontban a lehívási érték és a fenti képlet szerinti továbbtartási érték közül a nagyobbat vesszük. Osztalékot nem fizető részvényre szóló callnál a korai lehívás sosem optimális, így az ára megegyezik az európaiéval. Amerikai putnál viszont lehet optimális, és árazására a fa a szokásos eszköz.
Összefoglalás
- A többlépéses fa -t darab hosszú lépésre bontja; a kötvény lépésenként -szeresére nő, és .
- A CRR-választás, , , rekombináló fát ad, amelynek logaritmikus árvarianciája alatt körülbelül .
- A visszafelé indukció minden csomópontban az egylépéses árazási képletet alkalmazza, a lejárattól a mai napig.
- A felfelé lépések száma alatt binomiális eloszlású, és a fa ára növelésével oszcillálva a Black–Scholes-árhoz tart.