Kapitola 3 z 17
Jednokrokový model a replikácia
Prvý skutočný model oceňovania: portfólio, ktoré sa správa presne ako opcia, a preto musí stáť rovnako.
13 minút
Problém
Druhá kapitola ocenila forward bez jedinej pravdepodobnosti. Fungovalo to preto, že forward sa dal presne poskladať z akcie a pôžičky.
S opciou to na prvý pohľad nejde. Jej výplata je zalomená: v jednom scenári niečo vyplatí, v druhom nič. Ako oceniť niečo, čo raz vyplatí 40 € a inokedy nula?
Prvá myšlienka väčšiny ľudí je zobrať priemer. Ak akcia stúpne s pravdepodobnosťou 60 %, priemerná výplata je €, a tú diskontujeme. Lenže akou sadzbou? Opcia je riskantnejšia než akcia, takže bezriziková sadzba nestačí. A o koľko viac? Na to by sme potrebovali vedieť, akú prémiu za riziko trh žiada, a to nikto nevie.
Táto kapitola ukáže, že celá otázka je zle položená. Cenu dostaneme bez pravdepodobnosti aj bez rizikovej prémie.
Model: dva stavy sveta
Zjednodušme svet na maximum. Dnes je čas 0, o jedno obdobie je čas 1. Akcia stojí a môže sa pohnúť len dvoma spôsobmi:
kde je rastový faktor a klesajúci faktor. Popri akcii existuje bezrizikové aktívum: jedno euro dnes je eur o obdobie.
| Symbol | Význam | Príklad |
|---|---|---|
| cena akcie dnes | 200 € | |
| , | násobky pri raste a poklese | 1,2 a 0,8 |
| bezriziková sadzba za obdobie | 4 % | |
| realizačná cena opcie | 200 € |
Výplata opcie v tomto svete
Európska kúpna opcia s realizačnou cenou vyplatí:
Pri našich číslach: €, €, takže € a €.
Hľadáme , teda cenu dnes.
Replikácia
Tu je kľúčová myšlienka celej Časti II:
Ak dokážeme zložiť portfólio, ktoré má v každom budúcom stave rovnakú hodnotu ako opcia, potom musí mať aj dnes rovnakú cenu ako opcia.
Prečo? Lebo inak by existovala arbitráž z druhej kapitoly: kúpim lacnejšie z tej dvojice, predám drahšie, a keďže sa budúce hodnoty vyrušia, zostane mi istý zisk z ničoho.
Portfólio zložíme z dvoch vecí, ktoré na trhu existujú:
kde je počet akcií (môže byť aj zlomkový alebo záporný) a je suma uložená bezrizikovo (záporná znamená pôžičku).
Aby sa portfólio správalo ako opcia, musia platiť obe rovnice naraz:
Dve rovnice, dve neznáme. To je celá matematika tejto kapitoly.
Odvodenie hedžovacieho pomeru
Krok 1: odčítame rovnice.
Prečo práve to: člen je v oboch rovnakých, takže odčítaním zmizne a zostane rovnica s jedinou neznámou.
Krok 2: hotovosť sa vyruší.
Krok 3: vyberieme pred zátvorku.
Krok 4: vydelíme.
Delenie je legálne, lebo . Keby boli rovnaké, akcia by nebola riziková a nemali by sme dva stavy, ale jeden.
Ako tomu rozumieť
V čitateli je, o koľko sa zmení hodnota opcie medzi stavmi. V menovateli, o koľko sa zmení cena akcie. Delta je teda citlivosť opcie na pohyb akcie: koľko akcií treba držať, aby portfólio kopírovalo pohyb opcie.
Pri našich číslach:
Na replikáciu jednej opcie treba pol akcie. Toto je prvé stretnutie s delta hedgingom. V trinástej kapitole to bude každodenná práca market makera.
Odvodenie ceny
Krok 5: dosadíme späť. Zoberme prvú rovnicu a osamostatnime :
Pri našich číslach:
Záporné znamená pôžičku: na kúpu pol akcie za 100 € si 76,92 € požičiavame.
Krok 6: cena je cena portfólia dnes.
Skúška
Portfólio musí v oboch stavoch dať to, čo opcia:
| Stav | Akcie | Splátka pôžičky | Spolu | Opcia vyplatí |
|---|---|---|---|---|
| Rast | € | € | 40 € | 40 € |
| Pokles | € | € | 0 € | 0 € |
Sedí v oboch. Cena 23,08 € preto nie je odhad ani názor, je to cena stavebnice, z ktorej sa opcia dá poskladať.
Interaktívne: replikácia s vlastnými číslami
Posúvajte parametre a sledujte spodnú tabuľku: portfólio a opcia sa musia zhodovať v oboch stavoch vždy, nech nastavíte čokoľvek.
Dva možné stavy
| Stav | Cena akcie | Výplata opcie |
|---|---|---|
| Rast | 240,00 € | 40,00 € |
| Pokles | 160,00 € | 0,00 € |
Odvodenie krok za krokom
- Δ = (C_u − C_d) / (S_u − S_d) = (40 − 0) / (240 − 160) = 0,5
- B = (C_u − Δ·S_u) / (1+r) = (40 − 0,5·240) / 1,04 = -76,92
- C₀ = Δ·S₀ + B = 0,5·200 + (-76,92) = 23,08 €
Záporná hotovosť znamená, že si na nákup akcií požičiavate.
Hedžovací pomer Δ
0,5
Hotovosť B
-76,92 €
Cena opcie C₀
23,08 €
Kontrola: platí replikácia?
| Stav | Portfólio vyplatí | Opcia vyplatí | |
|---|---|---|---|
| Rast | 40,00 € | 40,00 € | sedí |
| Pokles | 0,00 € | 0,00 € | sedí |
To isté cez riziko-neutrálnu mieru
q = (1,04 − 0,8) / (1,2 − 0,8) = 0,6
C₀ = [q·C_u + (1−q)·C_d] / (1+r) = 23,08 €
Čo vyskúšať:
- Posuňte realizačnú cenu nad 240 €. Opcia nevyplatí v žiadnom stave, delta padne na nulu a cena tiež, lebo replikovať bezcenný nárok nestojí nič.
- Prepnite na predajnú opciu. Delta zosilnie do zápornej a hotovosť do kladnej: put sa replikuje krátkym predajom akcie a uložením peňazí.
- Zdvihnite sadzbu. Pôžička je drahšia, takže na tú istú výplatu treba dnes viac vlastných peňazí a kúpna opcia zdražie.
Bezarbitrážna podmienka
Model dáva zmysel len vtedy, keď platí:
Prečo: je to, čo dostanete bez rizika. Keby bolo , akcia by v každom stave rástla aspoň tak rýchlo ako bezrizikové aktívum, pričom aspoň v jednom rýchlejšie. To je arbitráž: požičajte si a kúpte akciu.
Čo sa pokazí, keď podmienka neplatí
Akcia stojí 100 €, o rok bude 105 € alebo 98 €. Sadzba je 8 %, teda .
Tu je , takže podmienka neplatí: bezrizikové aktívum poráža akciu v oboch stavoch.
Arbitráž: predajte akciu nakrátko za 100 € a peniaze uložte. O rok máte 108 €, akciu kúpite späť najviac za 105 € a najmenej za 98 €. Zisk je istý, medzi 3 € a 10 €, bez akéhokoľvek vkladu.
Model by to prezradil aj sám: v štvrtej kapitole uvidíte, že váha by vyšla nad jednotku, čo nie je pravdepodobnosť žiadnej udalosti.
Dve konvencie úročenia
V tejto časti kurzu píšeme rast bezrizikového aktíva ako za jedno obdobie, lebo tak sa dvoj- a trojkrokové stromy počítajú na papieri.
Od siedmej kapitoly, kde kroky začnú byť nekonečne krátke, sa prejde na spojité úročenie . Je to tá istá vec v inom zápise; pre malé platí . Kalkulačka binomického modelu používa spojitú konvenciu, takže jej čísla sa od tunajších líšia v druhom desatinnom mieste.
Interaktívne: strom a jeho ocenenie
- Cena opcie dnes
- 23,08 €
- Delta v čase 0
- 0,5
- Riziko-neutrálna pravdepodobnosť q
- 60,00 %
| Krok | Počet rastov | Cena akcie | Hodnota opcie |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 200,00 € | 23,08 € |
| 1 | 0 | 160,00 € | 0,00 € |
| 1 | 1 | 240,00 € | 40,00 € |
Horné číslo v uzle je cena akcie, spodné hodnota opcie. Zatiaľ ide o jeden krok; piata kapitola pridá ďalšie a algoritmus sa len zopakuje.
Cvičenia
Cvičenie
Quick check: čomu delta zodpovedá
Opcia má v hornom stave hodnotu 30 €, v dolnom 6 €. Akcia je v hornom stave na 180 € a v dolnom na 120 €.
Aká je delta? A koľko akcií treba na replikáciu desiatich opcií?
Cvičenie
Quick check: bezarbitrážna podmienka
Akcia sa za obdobie buď vynásobí 1,15, alebo 0,90. Bezriziková sadzba je 5 %.
Je model bezarbitrážny? Zadajte 1 pre áno, 0 pre nie. A aká je najvyššia sadzba, pri ktorej by ešte bol?
Cvičenie
Replikácia od začiatku do konca
Akcia stojí 100 €, o obdobie bude 130 € alebo 80 €. Sadzba je 5 %. Kúpna opcia má realizačnú cenu 100 €.
Spočítajte výplaty, deltu, hotovosť a cenu opcie.
Cvičenie
Predajná opcia
Rovnaké zadanie (akcia 100 €, stavy 130 a 80 €, sadzba 5 %), ale teraz predajná opcia s realizačnou cenou 100 €.
Cvičenie
Zaistenie vypísanej opcie
Vypísali ste (predali) 100 kúpnych opcií z predchádzajúcej úlohy a inkasovali za ne 1 429 €.
Koľko akcií musíte kúpiť, aby ste boli zaistení? Koľko vás tie akcie stoja a koľko si na ne musíte požičať?
Cvičenie
Challenge: je opcia na trhu správne ocenená?
Akcia stojí 100 €, o obdobie bude 120 € alebo 90 €. Bezriziková sadzba je 5 %. Trh kótuje kúpnu opciu s realizačnou cenou 100 € na 10,00 €.
Spočítajte modelovú cenu a rozhodnite, čo s tým. Koľko zarobíte na jednej opcii?
Čo si zapamätať
- Replikácia je jadro celej Časti II. Ak sa derivát dá poskladať z obchodovateľných aktív, jeho cena je cena tej stavebnice. Inak vzniká arbitráž.
- Delta je pomer zmien, , a hovorí, koľko akcií treba držať na replikáciu jednej opcie.
- Hotovostná zložka býva pri kúpnej opcii záporná: replikácia znamená kúpiť akcie na dlh.
- Cena je cena portfólia dnes: .
- Vo výpočte nie je žiadna pravdepodobnosť. Dvaja ľudia s opačným názorom na budúcnosť dostanú tú istú cenu.
- Model musí spĺňať , inak jedna vetva dominuje bezrizikovému aktívu a arbitráž existuje.
- Zaistený vypisovateľ nemá riziko ani zisk: zarába len na rozdiele medzi predajnou a replikačnou cenou.
Kapitoly
I. Trh a bezarbitrážny princíp
Kapitola 1: Čo je derivát a načo jeForward, futures, opcia a swap; long a short; a rozdiel medzi výplatou a ziskom, ktorý mýli takmer každého.13 minút- Kapitola 2: Bezarbitrážny princíp a forwardová cenaZákon jednej ceny, cash-and-carry a odvodenie forwardovej ceny: oceňovanie bez jedinej pravdepodobnosti.16 minút
II. Diskrétny model
Kapitola 3: Jednokrokový model a replikáciaPrvý skutočný model oceňovania: portfólio, ktoré sa správa presne ako opcia, a preto musí stáť rovnako.13 minút- Kapitola 4: Riziko-neutrálna mieraVáha, ktorá vyzerá ako pravdepodobnosť, ale nie je predpoveďou ničoho, a prečo dáva tú istú cenu ako replikácia.11 minút
- Kapitola 5: Viackrokový strom a spätná indukciaTen istý algoritmus zopakovaný po vrstvách, a prvý pohľad na to, kam smeruje, keď krokov pribúda.12 minút
- Kapitola 6: Martingály a binomická reprezentačná vetaJazyk, v ktorom sa všetko z druhej časti povie jednou vetou, a dôvod, prečo hedžovacia stratégia vždy existuje.16 minút
III. Spojitý čas
Kapitola 7: Od stromu k Brownovmu pohybuČo sa stane so stromom, keď krokov pribúda a každý sa zmenšuje: náhodná prechádzka, škálovanie odmocninou času a Wienerov proces.17 minút- Kapitola 8: Itôov kalkul a Itôova lemaTaylorov rozvoj, v ktorom sa druhý rád odmietol zahodiť: kvadratická variácia, pravidlo (dW)² = dt a lema, ktorá z nich vyplýva.19 minút
- Kapitola 9: Zmena miery: cena rizika a GirsanovAko sa očakávaný výnos μ premení na bezrizikovú sadzbu r, a prečo je to tá istá vec, ktorú v diskrétnom modeli urobila voľba q.17 minút
IV. Black–Scholesov model
Kapitola 10: Black–Scholes martingálovým prístupomZmeň mieru, spočítaj strednú hodnotu, diskontuj: od geometrického Brownovho pohybu k prvej z dvoch ciest k vzorcu.19 minút- Kapitola 11: Black–Scholesova rovnicaTá istá cena druhou cestou: zaistením v spojitom čase, bez jedinej pravdepodobnosti.19 minút
- Kapitola 12: Black–Scholesov vzorecDva členy, dva významy, päť parametrov a to, čo vzorec nehovorí.25 minút
V. Od modelu k obchodovaniu
Kapitola 13: Gréky a hedžovanieCena opcie nie je číslo, ale bod na piatich krivkách naraz: delta, gamma, vega, théta, rho a to, čo z nich robí obchod.20 minút- Kapitola 14: Americké a exotické opcieKde uzavretý vzorec končí: rozhodovanie v čase, bariéry, priemery a extrémy.19 minút
- Kapitola 15: Implikovaná volatilitaVzorec obrátený naruby: ako sa z ceny číta volatilita a čo trh hovorí tým, že smile existuje.18 minút
- Kapitola 16: Strom, vzorec a Monte CarloTri nástroje na jeden problém, ich chyby a pravidlo, kedy siahnuť po ktorom.15 minút
- Kapitola 17: Predpoklady, limity a čo ďalejŠesť predpokladov menovite, kde model drží, kde praská, a čo prišlo po ňom.20 minút