Matematyka finansowa w pakiecie Matlab
Transkrypt
Matematyka finansowa w pakiecie Matlab
Matematyka finansowa w pakiecie Matlab Wykład 5. Wycena opcji — modele dyskretne Bartosz Ziemkiewicz Wydział Matematyki i Informatyki UMK Kurs letni dla studentów studiów zamawianych na kierunku „Matematyka w ekonomii i finansach” Bartosz Ziemkiewicz Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 1/40 Wycena europejskiej opcji kupna Zakładać, że nasz rynek jest rynkiem idealnym. Rozważmy europejską opcję kupna o cenie wykonania K i terminie wykonania T . Zakładać będziemy, że instrumentem bazowym są akcje, przez St oznaczymy cenę akcji w chwili t. Postaramy się odpowiedzieć na pytanie ile powinien kosztować instrument dający w chwili T wypłatę równą ( ST − K , gdy ST > K f (ST ) = (ST −K )+ = max{ST −K , 0} = 0, gdy ST 6 K Bartosz Ziemkiewicz Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 2/40 Model rynku jednookresowego, dwustanowego Rynek pracuje w dwóch chwilach czasu 0 i T . Możliwe są dwa scenariusze wypadków „1”, który interpretujemy jako korzystny i „-1”, który interpretujemy jako niekorzystny. Zatem przestrzeń zdarzeń elementarnych Ω = {−1, 1}. Ponadto, P(ω = 1) = p > 0, P(ω = −1) = 1 − p > 0. Na rynku istnieją dwa papiery wartościowe: jeden ryzykowny — akcja i jeden pozbawiony ryzyka (obligacja lub wkład na rachunku bankowym). St – cena papieru ryzykownego (akcji) w chwili t (za jedną jednostkę), t ∈ {0, T }. Bt – cena papieru pozbawionego ryzyka w chwili t (za jedną jednostkę), t ∈ {0, T }. Bartosz Ziemkiewicz Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 3/40 Model rynku jednookresowego, dwustanowego Zakładamy, że B0 = 1, BT = B0 (1 + r ) = 1 + r , gdzie liczbę r > 0 jest stopą procentową wolną od ryzyka, Natomiast S0 = s > 0, ( Su ST (ω) = Sd gdy ω = 1 gdy ω = −1. Przyjmujemy, że S u > S d , dlatego „1” nazywamy scenariuszem korzystnym. Bartosz Ziemkiewicz Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 4/40 Przykład Niech r = 0.05, S0 = 100, S u = 120, S d = 70, p = 0.4. Wówczas BT = B0 (1 + r ) = 1(1 + 0.05) = 1.05 ( 120 gdy ω = 1 ST (ω) = 70 gdy ω = −1. Możemy przedstawić to na następującym „drzewku dwumianowym”: 0.4 120 100 0.6 t=0 Bartosz Ziemkiewicz 70 t=T Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 5/40 Przykład Rozważmy europejską opcję kupna o terminie wykonania T i cenie wykonania K = 110. Wartość takiej opcji w chwili T jest równa ( (120 − 110)+ = 10 gdy ω = 1 + f (ω) = (ST (ω) − 110) = (70 − 110)+ = 0 gdy ω = −1. Ile wynosi wartość tej opcji w chwili 0? (Innymi słowy jaka jest cena sprawiedliwa tej opcji?) 0.4 10 ? 0.6 t=0 Bartosz Ziemkiewicz 0 t=T Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 6/40 Przykład Pomysł 1. Inwestor ocenia, że prawdopodobieństwo zajścia korzystnego scenariusza (tzn. wzrostu ceny akcji do 120) wynosi p = 0.4, a niekorzystnego (tzn. spadku ceny akcji do 70) wynosi 1 − p = 0.6. W tym pierwszym przypadku nasza wypłata wyniesie 10, a w drugim 0. Wartość oczekiwana wypłaty opcji w chwili T wynosi więc E P f = 0.4 · 10 + 0.6 · 0 = 4. Aby otrzymać wartość opcji w chwili 0 (którą oznaczać będziemy przez C0 ) dyskontujemy powyższy wynik C0 = (1 + r )−1 · E P f = 1.05−1 · 4 ≈ 3.809 . Bartosz Ziemkiewicz Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 7/40 Przykład Widać, że tak obliczona cena zależy od wyboru prawdopodobieństwa P, tzn. od oszacowania rynku przez inwestora. Jeżeli inny inwestor uważa, że prawdopodobieństwo zajścia korzystnego scenariusza wynosi p 0 = 0.3, a niekorzystnego 1 − p 0 = 0.7, to zdyskontowana wartość oczekiwana wypłaty wynosić będzie 0 C00 = (1 + r )−1 · E P fT = 1.05−1 · (0.3 · 10 + 0.7 · 0) ≈ 2.857. Która cena jest więc prawdziwa? Jasne jest, że powyższy sposób obliczania ceny opcji nie jest dobry. Potrzebna jest taka definicja ceny, która nie zależy od subiektywnych oszacowań inwestorów. Bartosz Ziemkiewicz Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 8/40 Przykład Pomysł 2. Inwestor wystawiający opcję powinien umieć ją zabezpieczyć. To znaczy zainwestować w chwili 0 pieniądze otrzymane ze sprzedaży opcji (w akcje i lokatę bankową), aby w chwili T wartość jego inwestycji była równa wartości opcji. Załóżmy więc, że inwestor w chwili 0 wpłacił kwotę β na lokatę bankową i kupił γ akcji (β, γ ∈ R). Wartość jego inwestycji w chwili T (którą oznaczamy XT ) wynosić będzie w zależności od tego, który scenariusz zajdzie XT (1) = β · BT + γ · ST (1) = β · 1.05 + γ · 120 XT (−1) = β · BT + γ · ST (−1) = β · 1.05 + γ · 70 Ponieważ inwestycja ma zabezpieczać opcję o funkcji wypłaty f , zatem powinno zachodzić: XT (1) = f (1) = 10, Bartosz Ziemkiewicz XT (−1) = f (−1) = 0. Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 9/40 Przykład Otrzymaliśmy zatem układ równań ( β · 1.05 + γ · 120 = 10 β · 1.05 + γ · 70 = 0. Jego rozwiązaniem jest para (β, γ) = (−13 13 , 51 ). Obliczmy teraz ile wynosi wartość tej inwestycji w chwili 0 (inaczej mówiąc jaki musimy mieć kapitał początkowy aby dokonać takiej inwestycji) X0 = β · B0 + γ · S0 = −13 13 · 1 + 1 5 · 100 = −13 31 + 20 = 6 23 . Wynika stąd, że jeżeli za sprzedaż opcji dostaniemy 6 32 to możemy zainwestować tą kwotę tak, że niezależnie od scenariusza będziemy w stanie w chwili T wypłacić należność nabywcy opcji. Czy C0 = 6 23 jest sprawiedliwą (nie krzywdzącą żadnej ze stron) ceną opcji? Bartosz Ziemkiewicz Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 10/40 Przykład W chwili 0 wystawca opcji: Sprzedaje jedną opcję Bierze kredyt Kupuje 51 akcji 6 32 13 13 1 − 5 · 100 = −20 6 32 + 13 13 − 20 = 0 W chwili T natomiast: Realizuje jedną opcję Spłaca kredyt Sprzedaje 51 akcji ω=1 −10 −1.05 · 13 31 = −14 1 5 · 120 = 24 −10 − 14 + 24 = 0 0 − 14 + 14 = 0 Bartosz Ziemkiewicz ω = −1 0 −1.05 · 13 31 = −14 1 5 · 70 = 14 dla ω = 1, dla ω = −1. Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 11/40 Przykład W chwili 0 nabywca opcji: Kupuje jedną opcję Wpłaca na rachunek bankowy Sprzedaje 51 akcji (krótka sprzedaż) 1 5 −6 32 −13 13 · 100 = 20 −6 32 − 13 13 + 20 = 0 W chwili T natomiast: Odbiera wypłatę z opcji Wypłaca pieniądze z rachunku Odkupuje 15 akcji ω=1 10 1.05 · 13 31 = 14 − 15 · 120 = −24 10 + 14 − 24 = 0 0 + 14 − 14 = 0 Bartosz Ziemkiewicz ω = −1 0 1.05 · 13 13 = 14 − 15 · 70 = −14 dla ω = 1, dla ω = −1. Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 12/40 Cena sprawiedliwa Widzimy więc, że cena C0 nie krzywdzi żadnej ze stron. Nikt nie dokłada do transakcji. Dlatego jest to cena sprawiedliwa. Cena ta nie zależy od wyboru prawdopodobieństwa P, tzn. od oszacowania rynku przez inwestora. Gdyby opcja była sprzedawana po cenie C > C0 to sprzedający miałby pewny zysk C − C0 > 0, gdyż wydałby tylko C0 aby zabezpieczyć opcję a resztę zachował dla siebie. Gdyby opcja była sprzedawana po cenie C < C0 to kupujący miałby pewny zysk C0 − C > 0, gdyż aby otrzymać wypłatę f musiałby wydać C0 a tak wydałby tylko C . W obu przypadkach gdy C 6= C0 można osiągnąć zysk bez żadnego ryzyka. Bartosz Ziemkiewicz Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 13/40 Sposób wyceny w modelu jednookresowym Wartość opcji Cena akcji Su fu S0 ? Sd t=0 fd t=T t=0 t=T Wówczas cena sprawiedliwa opcji jest określona wzorem C0 = β + γ · S0 , gdzie f d Su − f uSd fu −fd , γ = (1 + r )(S u − S d ) Su − Sd Aby zabezpieczyć opcję należy wpłacić β na lokatę i kupić γ akcji. β= Bartosz Ziemkiewicz Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 14/40 Przykład Niech r = 0, B0 = 1, K = 11, Wartość opcji Cena akcji 12 10 1 ? 11 t=0 t=T 0 t=0 t=T Wówczas β= 0 · 12 − 1 · 11 1−0 = −11 γ= =1 (1 + 0)(12 − 11) 12 − 11 C0 = −11 + 1 · 10 = −1 ??? Bartosz Ziemkiewicz Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 15/40 Arbitraż Dlaczego cena C0 jest ujemna? Jak należy interpretować taką sytuację? Zauważmy, że w opisanym przykładzie, kupno akcji zawsze się opłaca, możemy osiągnąć zysk nic nie ryzykując, tzn. że na rynku istnieje możliwość arbitrażu. Istnienie arbitrażu świadczy o istnieniu poważnych błędów w wycenie instrumentów na rynku. Opisany model rynku (jednookresowy, dwustanowy) jest wolny od arbitrażu wtedy i tylko wtedy, gdy S d < (1 + r )S0 < S u . Warunek ten oznacza, że w scenariuszu niekorzystnym akcja musi przynosić mniejszy zysk niż rachunek bankowy, a w scenariuszu korzystnym większy. Bartosz Ziemkiewicz Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 16/40 Model dwumianowy Rynek pracuje w chwilach t = 0, 1, 2, . . . , T , gdzie T < +∞, Zakładamy, że liczba możliwych scenariuszy jest skończona Ω = {ω1 , ω2 , . . . , ωn }, P(ωi ) > 0, i = 1, . . . , n. Na rynku istnieją dwa papiery wartościowe: jeden ryzykowny (którego cena zmienia się w sposób losowy)— akcje, drugi pozbawiony ryzyka (którego cena zmienia się w sposób deterministyczny) np. obligacje lub wkład na rachunek bankowy. Bt – oznacza cenę papieru bez ryzyka (za jedną jednostkę) w okresie czasu [t, t + 1). St – oznacza cenę papieru ryzykownego (za jedną jednostkę) w okresie czasu [t, t + 1). Bartosz Ziemkiewicz Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 17/40 Model dwumianowy Będziemy zakładać, że w okresie [0, T ] stopa procentowa wolna od ryzyka jest stała i równa r > 0 oraz, że B0 = 1, Bt = Bt−1 (1 + r ) dla t = 1, 2, . . . , T . W każdym momencie t = 1, 2, . . . , T może zajść jeden z dwóch scenariuszy: „1” (korzystny) i „-1”, (niekorzystny). To, który ze scenariuszy zajdzie, nie zależy od tego, które scenariusze zachodziły w poprzednich momentach. Cenę akcji opisuje zatem wzór ( St−1 (1 + b), gdy ω = 1 S0 = s > 0, St (ω) = St−1 (1 + a), gdy ω = −1, gdzie −1 < a < b. Bartosz Ziemkiewicz Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 18/40 Model dwumianowy W języku teorii prawdopodobieństwa możemy napisać, że St = St−1 Ut dla t = 1, 2, . . . , T , gdzie Ut są niezależnymi zmiennymi losowymi o jednakowym rozkładzie P(Ut = 1 + b) = p, P(Ut = 1 + a) = 1 − p, p ∈ (0, 1). Można pokazać, że na rynku nie ma możliwości arbitrażu wtedy i tylko wtedy, gdy a < r < b. Wówczas oczywiście 1 + a < 1 + r < 1 + b i w scenariuszu korzystnym akcja przynosi większy zysk niż lokata bankowa, a w scenariuszu niekorzystnym mniejszy. Bartosz Ziemkiewicz Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 19/40 Model dwumianowy βt — stan lokaty bankowej w okresie czasu (t − 1, t], t = 1, . . . , T . γt — liczba posiadanych akcji w okresie czasu (t − 1, t], t = 1, . . . , T , Jeżeli βt < 0 to interpretujemy to jako zaciągnięcie kredytu w banku. Jeżeli γt < 0 to mówimy, że inwestor dokonał tzw. „krótkiej sprzedaży”, tzn. sprzedał pożyczone akcje, π = {πt = (βt , γt ) ; t = 1, . . . , T } – strategia inwestycyjna (portfel inwestora), βt , γt nie muszą być takie same dla każdego scenariusza. Inwestor podejmuje decyzje o tym, ile jednostek danego instrumentu chce posiadać w chwili t, na podstawie dostępnej mu informacji o zmianach cen instrumentów w okresie 0 do t − 1. Inwestor nie potrafi natomiast przewidywać przyszłości, dlatego jego decyzje nie mogą zależeć od cen instrumentów w chwilach t, t + 1, . . . , T . Bartosz Ziemkiewicz Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 20/40 Model dwumianowy X0π = x0 — kapitał początkowy. X π = {Xtπ = βt Bt + γt St ; t = 1, . . . , T } — kapitał inwestora przy strategii inwestycyjnej π, (wartość portfela). Mówimy, że strategia π jest samofinansująca się jeżeli π = βt Bt−1 + γt St−1 , Xt−1 t = 1, . . . , T . Powyższy warunek oznacza, że nie ma dopływu kapitału z zewnątrz, ani wypływu na zewnątrz. Cały kapitał jaki inwestor posiada w chwili t − 1 przeznacza on zakup portfela πt . Bartosz Ziemkiewicz Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 21/40 Model dwumianowy Mówimy, że π jest strategią o wartości początkowej x0 zabezpieczającą (replikującą) kontrakt fT , jeżeli X0π = x0 , π — samofinansująca się, Xtπ > 0, t = 0, . . . , T , XTπ = fT . ceną sprawiedliwą (racjonalną) kontraktu fT nazywamy liczbę C0 = inf{x > 0 ; takie, że istnieje strategia π o wartości początkowej x zabezpieczająca kontrakt fT } Bartosz Ziemkiewicz Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 22/40 Zadanie Podać cenę sprawiedliwą oraz skonstruować strategie zabezpieczającą europejską opcję kupna, jeżeli T = 3, K = 100, B0 = 1, r = 0, a ceny akcji S = {S0 , S1 , S2 , S3 } opisuje następujące „drzewko” 0.25 0.25 0.75 0.25 0.75 t=0 t=1 Bartosz Ziemkiewicz 0.75 0.25 120 0.75 0.25 80 0.75 40 100 80 0.75 160 140 120 100 0.25 60 t=2 t=3 Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 23/40 Rozwiązanie Zbiór możliwych scenariuszy to {(ω1 , ω2 , ω3 ) ; ωi ∈ {−1, 1}}. Ponieważ r = 0, więc Bi (ω1 , ω2 , ω3 ) = 1 dla i = 0, 1, 2, 3, ω1 , ω2 , ω3 ∈ {−1, 1}. Proces cen akcji wygląda następująco S0 (ω1 , ω2 , ω3 ) = 100 S1 (1, ω2 , ω3 ) = 120 S1 (−1, ω2 , ω3 ) = 80 S2 (1, 1, ω3 ) = 140 dla ω1 , ω2 , ω3 ∈ {−1, 1}, dla ω2 , ω3 ∈ {−1, 1}, dla ω2 , ω3 ∈ {−1, 1}, dla ω3 ∈ {−1, 1}, S2 (1, 1, ω3 ) = . . . Bartosz Ziemkiewicz Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 24/40 Rozwiązanie Rozważamy opcję o funkcji wypłaty f (ω1 , ω2 , ω3 ) = (S3 (ω1 , ω2 , ω3 ) − 100)+ . Stąd f (1, 1, 1) = (S3 (1, 1, 1) − 100)+ = (160 − 100)+ = 60 f (1, 1, −1) = (S3 (1, 1, −1) − 100)+ = (120 − 100)+ = 20 f (1, −1, 1) = (S3 (1, −1, 1) − 100)+ = (120 − 100)+ = 20 f (−1, 1, 1) = (S3 (−1, 1, 1) − 100)+ = (120 − 100)+ = 20 f (1, −1, −1) = (S3 (1, −1, −1) − 100)+ = (80 − 100)+ = 0 f (−1, 1, −1) = (S3 (−1, 1, −1) − 100)+ = (80 − 100)+ = 0 f (−1, −1, 1) = (S3 (−1, −1, 1) − 100)+ = (80 − 100)+ = 0 f (−1, −1, −1) = (S3 (−1, −1, −1) − 100)+ = (40 − 100)+ = 0. Bartosz Ziemkiewicz Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 25/40 Rozwiązanie Zatem wartość opcji w chwili t = 3 wynosi: 60 20 0 0 t=0 t=1 Bartosz Ziemkiewicz t=2 t=3 Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 26/40 Rozwiązanie Skonstruujemy strategię π zabezpieczającą f , tzn. taką, że X3π (ω1 , ω2 , ω3 ) = f (ω1 , ω2 , ω3 ) dla dowolnych ω1 , ω2 , ω3 ∈ {−1, 1}. Zrobimy w kilku krokach. Bartosz Ziemkiewicz Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 27/40 Rozwiązanie Możemy potraktować fragment „drzewka” jako model jednookresowy i skorzystać z uzyskanych wcześniej wzorów. Wartość portfela Xtπ Cena akcji 160 140 60 ? 120 t=2 β3 (1, 1, ω3 ) = t=3 20 t=2 t=3 20 · 160 − 60 · 120 60 − 20 = −100, γ3 (1, 1, ω3 ) = =1 160 − 120 160 − 120 X2π (1, 1, ω3 ) = −100 + 140 = 40 Bartosz Ziemkiewicz Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 28/40 Rozwiązanie Podobnie pokazujemy, że Wartość portfela Xtπ Cena akcji 120 100 20 ? 80 t=2 β3 (1, −1, ω3 )= t=3 0 t=2 t=3 0 · 120 − 20 · 80 20 − 0 = −40, γ3 (1, −1, ω3 ) = = 0.5 120 − 80 120 − 80 X2π (1, −1, ω3 ) = −40 + 0.5 · 100 = 10 Bartosz Ziemkiewicz Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 29/40 Rozwiązanie Analogicznie Wartość portfela Xtπ Cena akcji 80 60 0 ? 40 t=2 β3 (−1, −1, ω3 ) = t=3 0 t=2 t=3 0 · 80 − 0 · 40 0−0 = 0, γ3 (−1, −1, ω3 ) = =0 80 − 40 80 − 40 X2π (−1, −1, ω3 ) = 0 Bartosz Ziemkiewicz Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 30/40 Rozwiązanie Wyznaczyliśmy zatem minimalne wartości portfela π w chwili t = 2 60 40 20 10 0 0 0 t=0 t=1 Bartosz Ziemkiewicz t=2 t=3 Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 31/40 Rozwiązanie Krok 2. Wyznaczamy minimalne wartości portfela w chwili t = 1 Wartość portfela Xtπ Cena akcji 140 120 40 ? 100 t=1 β2 (1, ω2 , ω3 ) = t=2 10 t=1 t=2 10·140−40·100 40−10 = −65, γ2 (1, ω2 , ω3 ) = = 0.75 140 − 100 140−100 X1π (1, ω2 , ω3 ) = −65 + 0.75 · 120 = 25 Bartosz Ziemkiewicz Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 32/40 Rozwiązanie Dalej mamy Wartość portfela Xtπ Cena akcji 100 80 10 ? 60 t=1 t=2 0 t=1 t=2 0·100−10·60 10−0 = −15, γ2 (−1, ω2 , ω3 ) = = 0.25 100 − 60 100−60 X1π (−1, ω2 , ω3 ) = −15 + 0.25 · 80 = 5 β2 (−1, ω2 , ω3 ) = Bartosz Ziemkiewicz Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 33/40 Rozwiązanie Wyznaczyliśmy zatem minimalne wartości portfela π w chwili t = 1 60 40 25 20 10 5 0 0 0 t=0 t=1 Bartosz Ziemkiewicz t=2 t=3 Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 34/40 Rozwiązanie Pozostaje wyznaczyć minimalną początkową wartość portfela Wartość portfela Xtπ Cena akcji 120 100 25 ? 80 t=0 t=1 5 t=0 t=1 5·120−25·80 25−5 = −35, γ1 (ω1 , ω2 , ω3 ) = = 0.5 120 − 80 120−80 X0π (ω1 , ω2 , ω3 ) = −35 + 0.5 · 100 = 15 β1 (ω1 , ω2 , ω3 ) = Bartosz Ziemkiewicz Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 35/40 Rozwiązanie Oto kompletne „drzewko” wartości portfela π. 60 40 25 15 20 10 5 0 0 0 t=0 t=1 Bartosz Ziemkiewicz t=2 t=3 Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 36/40 Rozwiązanie Zatem minimalna wartość początkowa strategii zabezpieczającej opcję f wynosi X0π = 15. Ostatecznie więc cena sprawiedliwa opcji wynosi C0 = 15. Poniższa tabelka przedstawia strategię inwestora wystawiającego opcję w przypadku zajścia scenariusza (1, 1, −1). Czas n 0 1 2 3 Zmiana – 1 1 -1 Cena akcji Sn 100 120 140 120 Bartosz Ziemkiewicz Strategia βn+1 γn+1 −35 0.5 −65 0.75 −100 1 – – Kapitał Xn 15 25 40 20 Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 37/40 Rozwiązanie Innymi słowy: 1 Pożyczamy z banku 35 zł dokładamy do tego 15 zł uzyskane ze sprzedaży opcji i wydajemy 50 zł na zakup 0.5 akcji. 2 Pożyczamy jeszcze 30 zł (razem 65) i dokupujemy za to 0.25 akcji (po cenie 120 zł za akcję). 3 Pożyczamy jeszcze 35 zł (razem 100) i dokupujemy za to 0.25 akcji (po cenie 140 zł za akcję). W tej chwili mamy 1 akcje i 100 zł długu. 4 Sprzedajemy 1 akcję za 120 zł, wypłacamy posiadaczowi opcji 20 zł i oddajemy 100 zł długu do banku. Podobnie możemy rozpisać pozostałe scenariusze. Bartosz Ziemkiewicz Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 38/40 Parytet kupna sprzedaży W podobny sposób możemy wycenić europejską opcję sprzedaży. Jedyna różnica polega na tym, że przy wypełnianiu ostatniego poziomu drzewka (t = 3) używamy innej funkcji wypłaty: (K − ST )+ zamiast (ST − K )+ . Okazuje się jednak, że jeżeli mamy wyznaczoną cenę C0 europejskiej opcji kupna, to wyznacza nam już ona cenę P0 europejskiej opcji sprzedaży (z tą samą ceną wykonania K i terminem wykonania T ). C0 − P0 = S0 − K (1 + r )−T (1) Wzór ten nazywamy parytetem kupna-sprzedaży (ang. put-call parity). W przypadku, gdy stosujemy ciągły model kapitalizacji, czynnik dyskontujący (1 + r )−T zastępujemy przez e −rT . Dla danych z naszego przykładu (K = 100, S0 = 100, r = 0, T = 3, C0 = 15) cena europejskiej opcji sprzedaży wynosi P0 = C0 − S0 + K = 15. Bartosz Ziemkiewicz Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 39/40 Model Coxa-Rossa-Rubinsteina (CRR) Dotychczas zakładaliśmy że w każdym z momentów t = 0, 1, . . . , T cena akcji może się zmienić na dwa sposoby, tzn. St = St−1 (1 + a) lub St = St−1 (1 + b), gdzie −1 < a < b. Powstaje problem jak dobierać parametry a i b, tak aby model dwumianowy jak najlepiej przybliżał prawdziwy proces cen akcji. Zazwyczaj wykorzystuje się współczynnik σ określający zmienność ceny akcji (ang. volatility). Jest to pewnego rodzaju miara niepewności co do przyszłych zmian tej ceny. Możemy ją wyznaczyć empirycznie jako odchylenie standardowe stopy zwrotu tego instrumentu. Przyjmujemy, że 1 + a = e −σ √ δt , 1 + b = eσ √ δt , gdzie δt jest krokiem czasowym, tzn. odstępem między kolejnymi momentami, w których można dokonywać transakcji. Bartosz Ziemkiewicz Matematyka finansowa w pakiecie Matlab 40/40