Mértékcsere és a Girsanov-tétel
Az opcióárazás ugyanazokhoz a kimenetelekhez két valószínűség-rendszert használ: a valós mértéket és a kockázatsemleges mértéket. A „Kockázatsemleges valószínűségek” című lecke egy egylépéses fán vezette be őket. Ez a lecke azt mutatja meg, hogyan lesz az egyik mértékből a másik a kimenetelek átsúlyozásával: először a fán, aztán a Brown-mozgásra, a „Véletlen bolyongás és Brown-mozgás” és „Az Itô-lemma” című leckék eszközeivel. A folytonos idejű eredmény a Girsanov-tétel.
Két mérték ugyanazokon a kimeneteleken
Egy valószínűségi mérték minden eseményhez valószínűséget rendel. Két mértéknek lehet ugyanaz a lehetséges kimenetel-halmaza úgy, hogy csak abban térnek el, mennyire valószínű az egyes kimenetel. Az egylépéses binomiális modellben a részvény felfelé vagy lefelé lép; alatt a felfelé lépés valószínűsége , alatt . A kimenetelek, és így minden kifizetés, azonosak. Csak a súlyok különböznek.
Jó kép erre egy átsúlyozott dobókocka: a hat lap ugyanaz marad, csak az egyes lapok esélye változik. A mértékcsere a kocka átsúlyozása, nem az átfestése.
A két mérték közötti sűrűség
Vezessünk be egy valószínűségi változót, amely minden kimenetelben a két valószínűség hányadosa. A fán két értéket vesz fel:
A -vel való szorzás a szerinti várható értéket szerintivé alakítja. Bármely és értékű kifizetésre:
Az választás mutatja, hogy , és minden kimenetelben pozitív. Az ilyen általános neve Radon–Nikodym-derivált, jelölése .
Példa: , , és mellett a kockázatsemleges valószínűség . Legyen a valós valószínűség . Ekkor és . Az ellenőrzés, , teljesül. Egy 100-as kötési árú call esetén és , így , ami megegyezik -cal. Diszkontálva a call ára . A sűrűség csökkenti a kedvező kimenetel súlyát, és növeli a kedvezőtlenét.
Ekvivalens mértékek
A sűrűségnek csak akkor van értelme, ha és is pozitív, vagyis sehol sem osztunk nullával. Két mérték ekvivalens, ha ugyanazokat az eseményeket tartják lehetetlennek: egy esemény pontosan akkor nulla valószínűségű alatt, ha alatt is az. Ekkor szigorúan pozitív, és a mértékcsere -vel visszafordítható.
Az árazás szempontjából ez a lényeges feltétel. Az arbitrázs olyan stratégia, amely nem veszíthet, de nyerhet. Hogy valami lehetséges vagy lehetetlen, az ekvivalens mértékek alatt ugyanaz, ezért ami alatt arbitrázsmentes piac, az alatt is az.
Két mérték ekvivalens, ha ugyanazok a lehetetlen eseményeik. Ekvivalens mértékek között , ahol a sűrűség szigorúan pozitív és .
Egy normális változó várható értékének eltolása
Legyen most a kimenetel folytonos. alatt legyen , egy Brown-mozgás értéke a időpontban. Rögzítsünk egy számot, és legyen
Ez pozitív, és szerinti várható értéke 1, mert egy varianciájú normális változóra . Szorozzuk meg normális sűrűségfüggvényét -vel, és alakítsuk teljes négyzetté a kitevőt:
Az eredmény ismét normális sűrűség ugyanazzal a varianciával, de várható értékkel. A -vel való átsúlyozás oldalra tolta az eloszlást, az alakját nem változtatta meg. Az egyik oldal kimenetelei 1-nél nagyobb, a másik oldalé 1-nél kisebb súlyt kapnak.
A Girsanov-tétel
Ugyanez az átsúlyozás nemcsak a végpontra, hanem az egész pályára működik. A Girsanov-tétel szerint ha Brown-mozgás alatt, és -t a fenti sűrűség definiálja, akkor
Brown-mozgás alatt. Maguk a pályák nem változnak. Az új súlyok mellett időegységenként driftet kap, és a hozzáadása ezt tünteti el. Növekményekben : a mértékcsere egy folyamat driftjét változtatja meg, a volatilitását nem.
Geometriai Brown-mozgás a kockázatsemleges mérték alatt
Vegyük a „Geometriai Brown-mozgás” című lecke részvénymodelljét, , és helyettesítsük be -t:
Válasszuk -t úgy, hogy a drift a kockázatmentes kamat legyen:
A szám a kockázat piaci ára: a részvény többlethozama egységnyi volatilitásra vetítve. alatt a részvény átlagosan -et hoz, ez a fán érvényes folytonos idejű változata. Az Itô-lemmából, ahogy „Az Itô-lemma” című leckében,
Ez magyarázza, miért függnek az opcióárak -tól, de -től nem. Az ár diszkontált szerinti várható érték, és alatt a drift , bármekkora volt is . A volatilitás túléli a mértékcserét, mert a Girsanov-tétel csak a várható értéket tolja el.
Példa: , , , . A kockázat piaci ára . A logaritmikus hozam várható értéke alatt , alatt ; a szórás mindkettőben . Egy értékű pálya (jó év) súlya , egy értékűé .
Az ábra mellett sűrűségét mutatja és alatt, valamint egy hisztogramvonalat: alatt szimulált 200 000 húzást, -vel átsúlyozva. Az átsúlyozott hisztogram közel esik a -sűrűséghez; a kis eltérés mintavételi zaj. Mozgassuk -t: csak a -görbe mozdul, a -görbe a helyén marad, az átsúlyozott minta pedig közel marad hozzá. Az a -görbét tolja el, a mindkettőt szélesíti. A kijelzők -t, a és szerinti várható értéket, valamint az átsúlyozott minta átlagát mutatják, amely közel marad a szerinti értékhez (alapbeállítással 0,94% az 1,00%-kal szemben).
- θ = (μ − r)/σ
- 0.350
- Várható érték P alatt
- 8.00%
- Várható érték Q alatt
- 1.00%
- Átsúlyozott minta átlaga
- 0.94%
Összefoglalás
- Két mérték ugyanazokon a kimeneteleken csak a súlyokban tér el. A sűrűség váltja át az egyiket a másikba: .
- Az ekvivalens mértékeknek ugyanazok a lehetetlen eseményeik, ezért abban is egyetértenek, mi számít arbitrázsnak.
- Egy normális változót -vel átsúlyozva a várható értéke -vel eltolódik, a varianciája nem változik.
- Girsanov: Brown-mozgás alatt. mellett a részvény driftje alatt .
- Az árak szerinti várható értékek, ezért -tól függnek, -től nem.
A következő lecke, a „Monte Carlo-opcióárazás”, közvetlenül alatt, drifttel szimulálja a részvényt, ahogy ez a lecke indokolja.