Quant Sandbox
SzármaztatottPortfólió & kockázatFix hozamúVállalati pénzügySztochasztikus modellekÚtmutató
Útmutató
Derivatívák árazása
01Határidős ügyletek, call és put opciók02Pozíciók kombinálása03Arbitrázs és a határidős ár04Put–call paritás05Az egylépéses binomiális modell06Kockázatsemleges valószínűségek07Többlépéses fák és visszafelé indukció08Amerikai opciók és korai lehívás09Delta és fedezés10Geometriai Brown-mozgás11A Black–Scholes-képlet12A görögök: gamma, vega, théta és rhó13Implikált volatilitás és a volatilitás-mosoly14Sztochasztikus volatilitás és a Heston-modell15Statikus replikáció: Breeden–Litzenberger és Carr–Madan16Egzotikus opciók: korlátos, ázsiai és digitális opciók
Portfólió és kockázat
01Hozamok és volatilitás02Diverzifikáció és korreláció03Hatékony front és tőkepiaci egyenes04Kockázatkerülés és az optimális teljes portfólió05CAPM, béta és az értékpapír-piaci egyenes06Teljesítménymutatók: Sharpe, Treynor, Jensen és információs ráta07Faktormodellek és szisztematikus kockázat08Kockáztatott érték (VaR) és várható veszteség (ES)
Kötvények és kamatlábak
01Kötvényárak és hozamok02Duráció és konvexitás03Immunizáció és durációillesztés04Azonnali kamatok, forward kamatok és a hozamgörbe05Kötvényfutures és a legolcsóbban szállítható kötvény06Kamatcsereügyletek07Visszahívható kötvények és negatív konvexitás08Hitelkockázat: csődvalószínűség és hitelfelár
Vállalati pénzügyek
01Kamat, kamatozás és diszkontálás02Annuitások, örökjáradékok és hiteltörlesztés03Nettó jelenérték és belső megtérülési ráta04Súlyozott átlagos tőkeköltség05Tőkeszerkezet és a Modigliani–Miller-tételek06Diszkontált pénzáram alapú értékelés07Relatív értékelés szorzókkal08Reálopciók: a rugalmasság értéke
Sztochasztikus modellek
01Véletlen bolyongás és Brown-mozgás02Valószínűségi mezők, σ-algebrák és valószínűségi változók03Filtrációk, adaptált folyamatok és megállási idők04Feltételes várható érték és martingálok05A Brown-mozgás tulajdonságai06A tükrözési elv és az első elérési idők07A Brown-híd08Az Itô-integrál09Az Itô-lemma10Kolmogorov-egyenletek és a Feynman–Kac-formula11Mértékcsere és a Girsanov-tétel12Monte Carlo-opcióárazás13SDE-k szimulációja: az Euler–Maruyama-séma14Átlaghoz való visszahúzás: Ornstein–Uhlenbeck és Vasicek15Ugrások és a Merton-féle ugró diffúzió
Tudásgráf

© 2026 Quant Sandbox · Tanulást segítő eszköz a kvantitatív pénzügyekhez

Adatvédelem és adatokNincsenek sütik

Ez az oldal nem használ sütiket (cookie-kat), és nem kér személyes adatokat. Néhány apró beállítást a böngésződ helyi tárolójában (local storage) őriz meg — a választott témát és nyelvet, az oldalsáv elrendezését, valamint az útmutatókban elért haladást és a válaszaidat —, hogy a következő látogatáskor is emlékezzen rájuk. Ezek az adatok nem hagyják el az eszközödet; a böngésző tárhelyének törlésével eltávolíthatók. A módosított bemenetek az oldal URL-címében is rögzülhetnek, így megoszthatsz vagy könyvjelzőként elmenthetsz egy adott beállítást. Az oldal a Vercel Web Analytics szolgáltatást használja, amely adatvédelem-barát és süti nélküli: csak névtelen, összesített használati adatokat (például oldalletöltéseket) rögzít, anélkül hogy azonosítana téged vagy más oldalakon követne.

Útmutató/Sztochasztikus modellek

A Brown-híd

7. lecke / 15 · 1 perc

Ez a lecke a mindkét végén rögzített Brown-mozgást vizsgálja: a Brown-hidat. A „A Brown-mozgás tulajdonságai” (a Gauss-jellemzés és a min⁡(s,t)\min(s, t)min(s,t) kovariancia) és a „Feltételes várható érték és martingálok” (együttesen Gauss-eloszlású változók feltételezése) leckékre épít. A híd a megfelelő eszköz mindig, amikor a pálya értéke egy későbbi időpontban ismert: kitölti a szimulációt két megmintázott pont között, és megméri annak esélyét, hogy a pálya két rácspont között átlépett egy szintet — ez a „A tükrözési elv és az első elérési idők” leckében nyitva hagyott „rejtett átlépés”.

Definíció és konstrukció

Legyen WWW standard Brown-mozgás. Egy bbb célvégponthoz definiáljuk a [0,1][0, 1][0,1]-en értelmezett folyamatot

Bt=Wt−t W1+t b,0≤t≤1.B_t = W_t - t\,W_1 + t\,b, \qquad 0 \le t \le 1.Bt​=Wt​−tW1​+tb,0≤t≤1.

A végpontokon B0=0B_0 = 0B0​=0 és B1=W1−W1+b=bB_1 = W_1 - W_1 + b = bB1​=W1​−W1​+b=b, tehát a pálya a t=1t = 1t=1 időpontban bbb-hez van kötve. A b=0b = 0b=0 speciális eset a standard Brown-híd Bt0=Wt−t W1B^0_t = W_t - t\,W_1Bt0​=Wt​−tW1​, az általános híd pedig Bt=Bt0+t bB_t = B^0_t + t\,bBt​=Bt0​+tb: egy standard híd, amelyhez hozzáadjuk a t↦t bt \mapsto t\,bt↦tb egyenest. Minden BtB_tBt​ a (Ws)(W_s)(Ws​) Gauss-vektor lineáris kombinációja, így BBB ismét Gauss-folyamat, amelyet a várható értéke és a kovarianciája meghatároz.

A [0,1][0, 1][0,1]-en 0-tól bbb-ig futó Brown-híd Bt=Wt−t W1+t bB_t = W_t - t\,W_1 + t\,bBt​=Wt​−tW1​+tb. Ez az a folytonos Gauss-pálya, amelyre B0=0B_0 = 0B0​=0, B1=bB_1 = bB1​=b, a t bt\,btb egyenes felé húzódik, és középen a legszabadabban kalandozik.

Várható érték és kovariancia

Várható értéket véve E[Bt]=E[Wt]−t E[W1]+t b=t b\mathbb{E}[B_t] = \mathbb{E}[W_t] - t\,\mathbb{E}[W_1] + t\,b = t\,bE[Bt​]=E[Wt​]−tE[W1​]+tb=tb: a várható érték a végpontokat összekötő egyenes. A kovarianciához elég a standard hidat, Bt0=Wt−t W1B^0_t = W_t - t\,W_1Bt0​=Wt​−tW1​, vizsgálni, mert a determinisztikus t bt\,btb tag nem változtatja meg a második momentumokat. Cov⁡(Ws,Wt)=min⁡(s,t)\operatorname{Cov}(W_s, W_t) = \min(s, t)Cov(Ws​,Wt​)=min(s,t) felhasználásával s≤ts \le ts≤t esetén

Cov⁡(Bs0,Bt0)=s−s t−t s+s t=s−s t=s (1−t),s≤t.\operatorname{Cov}(B^0_s, B^0_t) = s - s\,t - t\,s + s\,t = s - s\,t = s\,(1 - t), \qquad s \le t.Cov(Bs0​,Bt0​)=s−st−ts+st=s−st=s(1−t),s≤t.

s=ts = ts=t esetén a szórásnégyzet Var⁡(Bt)=t (1−t)\operatorname{Var}(B_t) = t\,(1 - t)Var(Bt​)=t(1−t), egy parabola, amely mindkét végen nulla és a felezőpontban a legnagyobb, ahol Var⁡(B1/2)=1/4\operatorname{Var}(B_{1/2}) = 1/4Var(B1/2​)=1/4. A hídnak a végpontokban nincs szabadsága, középen a legtöbb; ez a jellegzetes alakja az ábra szórássávjainak.

A híd mint feltételezett Brown-mozgás

A konstrukció nem véletlen: a híd pontosan a végpontjára feltételezett Brown-mozgás. A (Wt,W1)(W_t, W_1)(Wt​,W1​) pár együttesen Gauss-eloszlású, Cov⁡(Wt,W1)=t\operatorname{Cov}(W_t, W_1) = tCov(Wt​,W1​)=t és Var⁡(W1)=1\operatorname{Var}(W_1) = 1Var(W1​)=1. A Gauss-feltételezési formula adja

E[Wt∣W1=b]=Cov⁡(Wt,W1)Var⁡(W1) b=t b,Var⁡(Wt∣W1)=t−t21=t (1−t).\mathbb{E}[W_t \mid W_1 = b] = \frac{\operatorname{Cov}(W_t, W_1)}{\operatorname{Var}(W_1)}\,b = t\,b, \qquad \operatorname{Var}(W_t \mid W_1) = t - \frac{t^2}{1} = t\,(1 - t).E[Wt​∣W1​=b]=Var(W1​)Cov(Wt​,W1​)​b=tb,Var(Wt​∣W1​)=t−1t2​=t(1−t).

Ezek pontosan BtB_tBt​ várható értéke és szórásnégyzete. A teljes kovariancia rövid számolása megerősíti, hogy az egész feltételezett folyamat, (Wt∣W1=b)(W_t \mid W_1 = b)(Wt​∣W1​=b), eloszlása megegyezik BBB-ével. Egy második tény teszi tisztává a felbontást: Bt0=Wt−t W1B^0_t = W_t - t\,W_1Bt0​=Wt​−tW1​ független W1W_1W1​-től, mert együttesen Gauss-eloszlásúak és

Cov⁡(Wt−t W1, W1)=t−t⋅1=0.\operatorname{Cov}(W_t - t\,W_1,\ W_1) = t - t \cdot 1 = 0.Cov(Wt​−tW1​, W1​)=t−t⋅1=0.

Így a Brown-mozgás két független részre bomlik — egy hídra, amely nem törődik a végponttal, és magára a végpontra:

Wt=Bt0+t W1,B0⊥W1.W_t = B^0_t + t\,W_1, \qquad B^0 \perp W_1.Wt​=Bt0​+tW1​,B0⊥W1​.

Egy finom rácson vett Brown-pálya szimulálásához tehát először meghúzható a végpont, W1∼N(0,1)W_1 \sim N(0, 1)W1​∼N(0,1), majd a belső rész kitölthető egy független standard híddal. Ezt minden megmintázott időpontpár között megismételve kapjuk azt a rekurzív finomítást, amellyel egyre finomabb felbontású Brown-pályák állíthatók elő.

Brown-hídMegnyitás: Brown-mozgás →
0.00
-1.51.5
b·t±√(t(1−t))±2√(t(1−t))
Átlag t = 0,5-ben
-0.001 (b/2 = 0.000)
Szórásnégyzet t = 0,5-ben
0.246 (1/4)

A rejtett átlépés valószínűsége

A tükrözési leckében láttuk, hogy a csak rácspontokban vett szimulált maximum nem veszi észre a pontok közötti átlépéseket. A híd pontosan megmondja, milyen gyakran fordul ez elő. Tegyük fel, hogy egy pályát egy Δ\DeltaΔ hosszúságú intervallum végein figyelünk meg, w0w_0w0​ és w1w_1w1​ értékekkel. Ezekre feltételezve a közbenső pálya Brown-híd, és annak valószínűsége, hogy valahol belül felemelkedik egy a≥max⁡(w0,w1)a \ge \max(w_0, w_1)a≥max(w0​,w1​) szintre, a hídra alkalmazott tükrözési érveléssel

P(max⁡0≤t≤ΔXt≥a ∣ X0=w0, XΔ=w1)=exp⁡ ⁣(−2 (a−w0)(a−w1)Δ).\mathbb{P}\Big(\max_{0 \le t \le \Delta} X_t \ge a \ \Big|\ X_0 = w_0,\ X_\Delta = w_1\Big) = \exp\!\Big(-\frac{2\,(a - w_0)(a - w_1)}{\Delta}\Big).P(0≤t≤Δmax​Xt​≥a ​ X0​=w0​, XΔ​=w1​)=exp(−Δ2(a−w0​)(a−w1​)​).

A w0=w1=0w_0 = w_1 = 0w0​=w1​=0 pontokban [0,1][0, 1][0,1]-en rögzített standard hídra ez P(max⁡B0≥a)=e−2a2\mathbb{P}(\max B^0 \ge a) = e^{-2a^2}P(maxB0≥a)=e−2a2, ami sokkal gyorsabban cseng le, mint a feltétel nélküli 2(1−Φ(a))2(1 - \Phi(a))2(1−Φ(a)) farok, mert mindkét vég lefelé tartja a pályát. a=1a = 1a=1-nél az átlépés valószínűsége e−2≈0,1353e^{-2} \approx 0{,}1353e−2≈0,1353.

Ez a képlet a diszkréten figyelt korlátos (barrier) opciók folytonossági (Broadie–Glasserman–Kou) korrekciójának alapja: két megfigyelési időpont között az eszköz észrevétlenül átlépheti a korlátot, és minden intervallum túlélési valószínűségét 1−e−2(a−w0)(a−w1)/Δ1 - e^{-2(a - w_0)(a - w_1)/\Delta}1−e−2(a−w0​)(a−w1​)/Δ-val szorozva visszakapjuk a folytonosan figyelt árat egy durva rácsból. Egyúttal megadja a szimulált futó maximum lefelé torzítását is: a rácson éppen azok a kimaradt átlépések, amelyeket ez a valószínűség mér.

Hol jelenik meg a híd

  • Pálya-szimuláció: a Wt=Bt0+t W1W_t = B^0_t + t\,W_1Wt​=Bt0​+tW1​ felbontás kitölti a pályát ismert pontok között — ez a Brown-híd-mintavétel és a Monte Carlo varianciacsökkentés motorja.
  • Korlátos opciók: a rejtett átlépés képlete a diszkréten figyelt korlátokat a folytonos árukra korrigálja.
  • Statisztika: az empirikus eloszlásfüggvény, centrálva és skálázva, Brown-hídhoz konvergál; a Kolmogorov–Szmirnov-próba statisztikája a ∣B0∣|B^0|∣B0∣ maximuma.
  • Interpoláció: egy Gauss-folyamat megfigyelt értékekre való feltételezése ugyanaz a művelet, amely a Gauss-folyamat-regresszió és a spline-simítás mögött áll.

Összefoglalás

  • A 0-tól bbb-ig futó Brown-híd Bt=Wt−t W1+t bB_t = W_t - t\,W_1 + t\,bBt​=Wt​−tW1​+tb, ahol B0=0B_0 = 0B0​=0 és B1=bB_1 = bB1​=b.
  • Gauss-folyamat t bt\,btb várható értékkel és s(1−t)s(1 - t)s(1−t) kovarianciával (s≤ts \le ts≤t); a t(1−t)t(1 - t)t(1−t) szórásnégyzet a végeken nulla, a felezőpontban 1/41/41/4.
  • A híd a W1=bW_1 = bW1​=b-re feltételezett Brown-mozgás, és Bt0=Wt−t W1B^0_t = W_t - t\,W_1Bt0​=Wt​−tW1​ független W1W_1W1​-től, ami a Wt=Bt0+t W1W_t = B^0_t + t\,W_1Wt​=Bt0​+tW1​ felbontást adja.
  • Egy w0,w1w_0, w_1w0​,w1​-re rögzített híd egy Δ\DeltaΔ hosszúságú intervallumon exp⁡(−2(a−w0)(a−w1)/Δ)\exp(-2(a - w_0)(a - w_1)/\Delta)exp(−2(a−w0​)(a−w1​)/Δ) valószínűséggel lépi át az aaa szintet; ez árazza és korrigálja a rácspontok közötti korlátátlépéseket.
Próbáld kiSzimulálj rögzített végű pályákat, és figyeld, ahogy a szórás a végpontokban nullára esik a Brown-mozgás laborban →
3 kérdés ehhez a leckéhez a sorozat végén →
← ElőzőA tükrözési elv és az első elérési időkKövetkező →Az Itô-integrál
Kapcsolatok
A Brown-híd
Teljes gráf megnyitása →
Laborok ehhez a leckéhez
Brown-mozgásSztochasztikus tanulóstúdió