Lecture1
固定收益市场
2012Q3,美国的债券市值约35.3trillion,而股票市场大约26trillion
固定收益证券的衍生品市场也是非常巨大的。
短期利率short-rate rt 指的是在时刻t和
{rt}是一个随机过程,但在时刻t是已知的。
对证券定价的核心思想是保证无套利。
实际中衍生品的定价是根据已知的流动资产的价格来外推得到非流动资产的价格。
以zero-coupon bond (zcb)零息债券为例
节点
1.无息
Zi,j=11+ri,j[qu×Zi+1,j+1+qd×Zi+1,j](1)
为时刻i状态
qu>0,qd>0,qu+qd=1
(1)表明无套利。若存在套利,则由于RHS是严格非负的,而此时LHS是不可能小于0的,故矛盾。
2.有息
Zi,j=11+ri,j[qu×(Zi+1,j+1+Ci+1,j+1)+qd×(Zi+1,j+Ci+1,j)](2)
Ci+1,j表示在时刻i+1状态j下支付的coupon,同理可知
Lecture2
现金账户 Cash account 在t时刻的价值为:
现金账户不是无风险的,因为对于s>1,在t时刻,
Bt+1是无风险的,因为在t时刻即已知此时刻的利率
Bt+1=(1+r0,0)(1+r1)⋯(1+rt−1)(1+rt)
故有:Bt/Bt+1=1/(1+rt)
Zi,j=11+ri,j[qu×Zi+1,j+1+qd×Zi+1,j]=EQi[Zi+11+ri]=EQi[BtBt+1Zi+1]
即ZtBt=EQt[Zt+1Bt+1]
由ZtBt=EQt[Zt+1Bt+1]=EQt[EQt+1[Zt+2Bt+2]]=⋯=EQt[⋯EQt+s[Zt+sBt+s]]
根据the law of iterated expectations可得:
ZtBt=EQt[Zt+sBt+s](3)
对于任意的不支付coupon成立,这是一个鞅过程。
对于支付coupon的情况如下:
Zt,j=11+rt,j[qu×(Zt+1,j+1+Ct+1,j+1)+qd×(Zt+1,j+Ct+1,j)]=EQt[Zt+1+Ct+11+rt,j]
即有ZtBt=EQt[Ct+1Bt+1+Zt+1Bt+1]=EQt[Ct+1Bt+1+EQt+1[Ct+2Bt+2+Zt+2Bt+2]]=⋯=EQt[∑i=t+1t+sCiBi+Zt+sBt+s](4)
根据(3)(4)可以对二叉树模型进行反向定价,即知道zcb的终值,可以根据利率的二叉树对zcb进行反向定价。
Lecture3
固定收益衍生品定价:期权和债券 options and bonds
根据短期利率spot rate的二叉树,以及zcb的终值,反向计算出zcb价格的二叉树。根据这两个二叉树,结合期权的类型(call or put)和执行价格strike price计算期权价格的二叉树。和week3的思路一致。
Lecture4
固定收益结合远期forward定价
交易在每一期的利息支付后立刻进行。例如对在时刻t=4进行交易的forward on a coupon-bearing bond进行定价,该远期在t=6时刻到期。
即有:
0=EQ0[Z64−G0B4]
即:
G0=EQ0[Z4B4]EQ0[1B4](4.1)
Lecture5
固定收益结合期货futures定价
Fk指的是在时刻n到期的期货合约在时刻
Sk指的是期权标的资产在时刻k的价格。
当期权在时刻
在时刻n−1,期货价格应符合:
0Bn−1=EQn−1[Fn−Fn−1Bn]=EQn−1[Sn−Fn−1Bn]
由于在到期日,期货和标的资产的价格相等,因此在t−1时刻,其价格应为回报的期望折现,同时由于期货的买方卖方处于公平同等地位(即期货的价格是无套利的,故对于任何个体而言,处于期货的long还是short方均是一致的),故初始价格为0。
由于Bn=Bn−1(1+rn−1)和Fn−1在时刻n−1都是已知的,故有:
Fn−1=EQn−1[Fn]
故对于0≤k<n,有:
Fk=EQk[Fk+1]
根据the law of iterated expectations,可以得到:
F0=EQ0[Fn]=EQ0[Sn](5.1)
对比(4.1)和(5.1),可知在0时刻的
例子中给出的计算,远期的价格略高于期货的价格,会不会一直高于期货的价格(?)(应该不会)
Lecture6
Caplets和Floorlets
Caplet和欧式看涨期权类似,标的资产不是某个股票而是利率rt
即在τ时刻到期的执行利率(strike)为c的caplet的收益为:
floorlet和caplet相反,收益为:(c−rτ−1)+
cap指的是具有相同执行利率(strike)的一系列caplets
floor指的是具有相同执行利率(strike)的一系列floorlets
二叉树的计算方法仍和之前相同,即根据二叉树的终值,用风险中性概率往回计算。
Lecture7
swap和swaption
A swaption is an option on swap.
swaption和期权(option)类似,即持有者拥有在到期时间选择是否进入该swaption指定的swap的权利。若在到期时刻,swaption的价值大于该节点的swap的价值,则持有者选择进入该swap。
这里的swap一般指的是利率掉期。
在swap的二叉树模型计算中,应将该节点的利率和strike之差考虑在内,即将此差值和风险中性期望相加后,再折现,即为前一节点的swap的价格。但是,swap在第0期时的价格不应考虑利率和strike的差值。
对swaption进行定价时,先考虑swaption到期时各节点的价格,若价格小于等于0,则swaption的持有者将选择不执行。因此对于swaption而言,在到期时刻的所有节点的价格都应不小于0,如果小于0,则应置0。
再由这些节点的值,根据风险中性,反向计算swaption在到期日之前时刻的各个节点的价值。但此时不应将相应节点的利率和strike之差考虑在内,因为只有在该节点进入swap,才会有这个差额得到的溢价。
Lecture8