金融工程概論與基本分析PPT課件

25 04 2020 1 金融工程FinancialEngineering 學(xué)科架構(gòu) 經(jīng)濟(jì)學(xué) 金融學(xué)國(guó)際金融 投資科學(xué) 會(huì)計(jì)原理 證券投資學(xué) 股票 債券 基金 衍生證券 遠(yuǎn)期 期貨 期權(quán) 互換 金融工程 金融工具的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新 微積分 概率論建模 計(jì)算機(jī)知識(shí) 固定收益證券 輔助工具 參考書(shū)JohnC Hull 期權(quán) 期貨和其它衍生產(chǎn)品 第3版或第4版英文版 華夏出版社 2000年版JohnC Hull 期貨期權(quán)入門(mén) 中國(guó)人民大學(xué)出版社 2001年版 金融工程 美 約翰 馬歇爾等 金融工程學(xué) 英 洛倫茲 格利茨 金融工程學(xué)案例 美 斯科特 梅森 羅伯特 默頓等學(xué)術(shù)期刊JournalofFixedIncomeJournalofDerivativesFinancialManagementFinancialAnalystsJournal 考核要求 作業(yè) 20 課程討論 論文 個(gè)人或小組 10 案例分析就衍生市場(chǎng)的某一風(fēng)險(xiǎn)事件進(jìn)行評(píng)述就金融工程產(chǎn)品的作用機(jī)制進(jìn)行評(píng)述就合約設(shè)計(jì)進(jìn)行定價(jià)期末考試 70 Chap1金融工程概論 金融工程 FinancialEngineering 是將工程思維引入金融領(lǐng)域 融合現(xiàn)代金融學(xué) 信息技術(shù)與工程方法于一體的一門(mén)交叉性學(xué)科 它綜合采用各種工程技術(shù)方法 主要有數(shù)學(xué)建模 數(shù)值計(jì)算 網(wǎng)絡(luò)圖解 仿真模擬等 設(shè)計(jì) 開(kāi)發(fā)和應(yīng)用新型的金融產(chǎn)品 創(chuàng)造性地解決各種金融問(wèn)題 金融工程的現(xiàn)有定義 工程 是 應(yīng)用科學(xué)知識(shí)使自然資源為人類(lèi)服務(wù)的一種專(zhuān)門(mén)技術(shù) 簡(jiǎn)明大不列顛百科全書(shū) 中國(guó)大百科全書(shū)出版社 1985年 第3卷 P413對(duì)金融工程 目前還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一公允的定義 三個(gè)代表性定義 Finnerty 金融工程包括創(chuàng)新型金融工具與金融手段的設(shè)計(jì) 開(kāi)發(fā)與實(shí)施 以及對(duì)金融問(wèn)題給予創(chuàng)造性的解決 FinancialManagement 1988 公司理財(cái)中的金融工程 綜述 創(chuàng)新性 金融工具 金融手段的設(shè)計(jì) 開(kāi)發(fā)與實(shí)施 創(chuàng)造性 金融問(wèn)題的解決 Lawrence 金融工程是應(yīng)用金融工具 將現(xiàn)在的金融結(jié)構(gòu)進(jìn)行重組以獲得人們所希望的結(jié)果 金融工程學(xué) 管理金融風(fēng)險(xiǎn)的工具和技巧 1994年重點(diǎn)是對(duì)已有的工具進(jìn)行重組 重點(diǎn)在衍生金融工具Smith Smithson 金融工程創(chuàng)造的是導(dǎo)致非標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)金流的金融合約 它主要指用基礎(chǔ)的資本市場(chǎng)工具組合而成新金融工具的工程 標(biāo)準(zhǔn)的金融工程一般包括 診斷 分析 開(kāi)發(fā) 定價(jià)和交付使用等幾個(gè)運(yùn)作步驟 其基本過(guò)程程序化 金融工程手冊(cè) 非標(biāo)準(zhǔn)化的現(xiàn)金流的金融合約 金融工程是指在法律允許的條件下 動(dòng)用一切手段和方法來(lái)解決金融中存在的問(wèn)題 并根據(jù)自身的目的創(chuàng)造性地開(kāi)發(fā)和利用金融工具 它包括三個(gè)方面 對(duì)金融工具的深入研究 了解各種金融工具的特性并加以合理利用對(duì)金融工具的創(chuàng)新 包括對(duì)傳統(tǒng)工具的創(chuàng)造性組合和對(duì)一些全新的工具的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) 而創(chuàng)新過(guò)程對(duì)金融工具也是十分重要的金融手段的開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新從整體來(lái)看 金融工程貴在創(chuàng)新 金融工程的主要目標(biāo) 金融工程的應(yīng)用領(lǐng)域 新產(chǎn)品和業(yè)務(wù)的設(shè)計(jì)和創(chuàng)新 在進(jìn)行金融新產(chǎn)品和業(yè)務(wù)的設(shè)計(jì)和創(chuàng)新的時(shí)候 積木分析法是一種重要的方法 金融產(chǎn)品的定價(jià) 應(yīng)用金融工程對(duì)金融產(chǎn)品進(jìn)行定價(jià)時(shí) 其基本方法是無(wú)套利定價(jià)法和風(fēng)險(xiǎn)中性定價(jià)法 風(fēng)險(xiǎn)管理 規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)是金融工程產(chǎn)生的重要?jiǎng)右蛑?風(fēng)險(xiǎn)管理在金融工程中處于核心地位 應(yīng)用金融工程進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理 可以有更高的準(zhǔn)確性 實(shí)效性和靈活性 同時(shí)可以利用金融衍生品的高杠桿性降低風(fēng)險(xiǎn)管理的成本 但是我們也應(yīng)該注意 金融工程在解決一些風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)也會(huì)帶來(lái)新的風(fēng)險(xiǎn) 例如過(guò)高的杠桿率 市場(chǎng)不完全或是無(wú)效 信用風(fēng)險(xiǎn)等問(wèn)題 金融工程的基本方法 金融工程的基本分析方法有如下幾種 1 積木分析法 2 無(wú)套利定價(jià)法 3 風(fēng)險(xiǎn)中性定價(jià)法 4 狀態(tài)價(jià)格定價(jià)技術(shù) 積木分析法是金融工程中的一種常用分析方法 主要是通過(guò)將金融產(chǎn)品如同積木一般的分解組合 輔助金融問(wèn)題的解決 后三種方法則是整個(gè)金融工程分析和金融產(chǎn)品定價(jià)的基本方法 金融工程的基本工具 金融工程的基本工具有 遠(yuǎn)期 期貨 互換和期權(quán) 以及由這些基本衍生工具進(jìn)一步組合而成的更復(fù)雜的衍生工具 重要的金融工具分析方法 payoff圖 profit圖 payoff圖 以標(biāo)的資產(chǎn)的價(jià)格變化為橫軸 以對(duì)應(yīng)的衍生金融資產(chǎn)的價(jià)值變化為縱軸 不考慮金融資產(chǎn)的期初費(fèi)用在坐標(biāo)系上所畫(huà)出的曲線 profit圖 在payoff圖的基礎(chǔ)上考慮金融資產(chǎn)的期初費(fèi)用 金融工程的技術(shù)手段 金融工程有兩大技術(shù)手段 數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué) 通過(guò)數(shù)學(xué)工具 我們可以找出各種金融變量之間的相互關(guān)系 從而為金融工程師拆分和組合新的金融產(chǎn)品奠定基礎(chǔ) 金融工程涉及的主要數(shù)學(xué)知識(shí) 微積分 概率論 隨機(jī)過(guò)程 計(jì)算機(jī)常用軟件 excel matlab 金融產(chǎn)品的定價(jià)方法 絕對(duì)定價(jià)法定義 根據(jù)金融工具未來(lái)現(xiàn)金流的特征 運(yùn)用恰當(dāng)?shù)馁N現(xiàn)率將這些現(xiàn)金流貼現(xiàn)成現(xiàn)值 該現(xiàn)值就是絕對(duì)定價(jià)法要求的價(jià)格 應(yīng)用 股票和債券定價(jià)大多使用絕對(duì)定價(jià)法 優(yōu)點(diǎn) 比較直觀 易于理解 缺點(diǎn) 1 金融工具 特別是股票 未來(lái)的現(xiàn)金流難以確定 2 恰當(dāng)?shù)馁N現(xiàn)率難以確定 它既取決于金融工具風(fēng)險(xiǎn)的大小 還取決于人們的風(fēng)險(xiǎn)偏好 而后者很難衡量 3 投資者即使發(fā)現(xiàn)市場(chǎng)價(jià)格與理論價(jià)格不符 也往往無(wú)能為力 相對(duì)定價(jià)法定義 將基礎(chǔ)產(chǎn)品的價(jià)格假定為外生給定的 然后利用基礎(chǔ)產(chǎn)品價(jià)格與衍生產(chǎn)品價(jià)格之間的內(nèi)在關(guān)系 運(yùn)用風(fēng)險(xiǎn)中性定價(jià)法或無(wú)套利定價(jià)法為衍生產(chǎn)品定價(jià) 應(yīng)用 主要應(yīng)用于衍生品定價(jià) 優(yōu)點(diǎn) 1 在定價(jià)公式中沒(méi)有風(fēng)險(xiǎn)偏好等主觀的變量 比較容易測(cè)度 2 非常貼近市場(chǎng) 投資者一旦發(fā)現(xiàn)市場(chǎng)價(jià)格與理論價(jià)格不符 往往意味著無(wú)風(fēng)險(xiǎn)套利機(jī)會(huì)就在眼前 金融工程與風(fēng)險(xiǎn)管理 風(fēng)險(xiǎn)作為遭受損失的可能性 是指經(jīng)濟(jì)結(jié)果的任何變化 其本質(zhì)在于經(jīng)濟(jì)結(jié)果的不確定性 金融學(xué)把風(fēng)險(xiǎn)管理的重點(diǎn)放在各類(lèi)價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)上 金融工程提供兩種選擇思路進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理 轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)分散風(fēng)險(xiǎn) 西方金融理論的含義 微觀金融的三個(gè)層次 Investment CorporateFinance AssetPricing 金融理論側(cè)重于金融活動(dòng)中的規(guī)律 探討金融現(xiàn)象背后的規(guī)律 回答 是什么 為什么 等問(wèn)題 what why金融工程側(cè)重于應(yīng)用金融理論解決金融活動(dòng)中出現(xiàn)的問(wèn)題 回答 應(yīng)該怎樣做 的問(wèn)題 how 衍生金融產(chǎn)品定價(jià)的基本假設(shè) 市場(chǎng)不存在摩擦市場(chǎng)參與者不承擔(dān)對(duì)手風(fēng)險(xiǎn)市場(chǎng)是完全競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)參與者厭惡風(fēng)險(xiǎn) 且希望財(cái)富越多越好市場(chǎng)不存在套利機(jī)會(huì) 金融工程的5個(gè)步驟 診斷 識(shí)別金融問(wèn)題的實(shí)質(zhì)和根源分析 根據(jù)當(dāng)前的體制 技術(shù)和金融理論找出解決問(wèn)題的最佳方案生產(chǎn) 生產(chǎn)一種新工具定價(jià) 確定生產(chǎn)成本和邊際收益修正 為滿足每個(gè)客戶的特殊需求 對(duì)工具進(jìn)行修正 第二章 金融工程的基本分析方法 無(wú)套利定價(jià)法 如果市場(chǎng)是有效率的話 市場(chǎng)價(jià)格必然由于套利行為作出相應(yīng)的調(diào)整 重新回到均衡的狀態(tài) 這就是無(wú)套利的定價(jià)原則 根據(jù)這個(gè)原則 在有效的金融市場(chǎng)上 任何一項(xiàng)金融資產(chǎn)的定價(jià) 應(yīng)當(dāng)使得利用該項(xiàng)金融資產(chǎn)進(jìn)行套利的機(jī)會(huì)不復(fù)存在 無(wú)套利的價(jià)格是什么 無(wú)套利均衡的價(jià)格必須使得套利者處于這樣一種境地 他通過(guò)套利形成的財(cái)富的現(xiàn)金價(jià)值 與他沒(méi)有進(jìn)行套利活動(dòng)時(shí)形成的財(cái)富的現(xiàn)金價(jià)值完全相等 即套利不能影響他的期初和期末的現(xiàn)金流量狀況 例子 假設(shè)現(xiàn)在6個(gè)月即期年利率為10 連續(xù)復(fù)利 下同 1年期的即期利率是12 如果有人把今后6個(gè)月到1年期的遠(yuǎn)期利率定為11 試問(wèn)這樣的市場(chǎng)行情能否產(chǎn)生套利活動(dòng) 答案是肯定的 套利過(guò)程是 第一步 交易者按10 的利率借入一筆6個(gè)月資金 假設(shè)1000萬(wàn)元 第二步 簽訂一份協(xié)議 遠(yuǎn)期利率協(xié)議 該協(xié)議規(guī)定該交易者可以按11 的價(jià)格6個(gè)月后從市場(chǎng)借入資金1051萬(wàn)元 等于1000e0 10 0 5 第三步 按12 的利率貸出一筆1年期的款項(xiàng)金額為1000萬(wàn)元 第四步 1年后收回1年期貸款 得本息1127萬(wàn)元 等于1000e0 12 1 并用1110萬(wàn)元 等于1051e0 11 0 5 償還1年期的債務(wù)后 交易者凈賺17萬(wàn)元 1127萬(wàn)元 1110萬(wàn)元 無(wú)套利定價(jià)方法的主要特征 無(wú)套利定價(jià)原則首先要求套利活動(dòng)在無(wú)風(fēng)險(xiǎn)的狀態(tài)下進(jìn)行 無(wú)套利定價(jià)的關(guān)鍵技術(shù)是所謂 復(fù)制 技術(shù) 即用一組證券來(lái)復(fù)制另外一組證券 無(wú)風(fēng)險(xiǎn)的套利活動(dòng)從即時(shí)現(xiàn)金流看是零投資組合 自融資組合 如何將無(wú)套利定價(jià)法運(yùn)用到期權(quán)定價(jià)中 Case 假設(shè)一種不支付紅利股票目前的市價(jià)為10元 我們知道在3個(gè)月后 該股票價(jià)格要么是11元 要么是9元 假設(shè)現(xiàn)在的無(wú)風(fēng)險(xiǎn)年利率等于10 現(xiàn)在我們要找出一份3個(gè)月期協(xié)議價(jià)格為10 5元的該股票歐式看漲期權(quán)的價(jià)值 為了找出該期權(quán)的價(jià)值 可構(gòu)建一個(gè)由一單位看漲期權(quán)空頭和 單位的標(biāo)的股票多頭組成的組合 為了使該組合在期權(quán)到期時(shí)無(wú)風(fēng)險(xiǎn) 必須滿足下式 11 0 5 9 0 25 該無(wú)風(fēng)險(xiǎn)組合的現(xiàn)值應(yīng)為 由于該組合中有一單位看漲期權(quán)空頭和0 25單位股票多頭 而目前股票市場(chǎng)為10元 因此 無(wú)套利定價(jià)法的應(yīng)用 1 金融工具的模仿 即通過(guò)構(gòu)建一個(gè)金融工具組合使之與被模仿的金融工具具有相同或相似的盈虧狀況 例如 我們可以通過(guò)買(mǎi)入一份看漲期權(quán)同時(shí)賣(mài)出一份看跌期權(quán)來(lái)模仿股票的盈虧 2 金融工具的合成 金融工具的合成是指通過(guò)構(gòu)建一個(gè)金融工具組合使之與被模仿的金融工具具有相同價(jià)值 例如 合成股票的構(gòu)成是 一個(gè)看漲期權(quán)的多頭 一個(gè)看跌期權(quán)的空頭和無(wú)風(fēng)險(xiǎn)債券 SS max 0 ST X max 0 X ST X ST X X STS c p Xe r T t 風(fēng)險(xiǎn)中性定價(jià)法 在對(duì)衍生證券定價(jià)時(shí) 我們可以假定所有投資者都是風(fēng)險(xiǎn)中性的 此時(shí)所有證券的預(yù)期收益率都可以等于無(wú)風(fēng)險(xiǎn)利率r 所有現(xiàn)金流量都可以通過(guò)無(wú)風(fēng)險(xiǎn)利率進(jìn)行貼現(xiàn)求得現(xiàn)值 這就是風(fēng)險(xiǎn)中性定價(jià)原理 風(fēng)險(xiǎn)中性假定僅僅是為了定價(jià)方便而作出的人為假定 但通過(guò)這種假定所獲得的結(jié)論不僅適用于投資者風(fēng)險(xiǎn)中性情況 也適用于投資者厭惡風(fēng)險(xiǎn)的所有情況 例子 假設(shè)一種不支付紅利股票目前的市價(jià)為10元 我們知道在3個(gè)月后 該股票價(jià)格要么是11元 要么是9元 假設(shè)現(xiàn)在的無(wú)風(fēng)險(xiǎn)年利率等于10 現(xiàn)在我們要找出一份3個(gè)月期協(xié)議價(jià)格為10 5元的該股票歐式看漲期權(quán)的價(jià)值 在風(fēng)險(xiǎn)中性世界中 我們假定該股票上升的概率為P 下跌的概率為1 P P 0 6266這樣 根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)中性定價(jià)原理 我們就可以就出該期權(quán)的價(jià)值 Generalcase 假設(shè)一個(gè)無(wú)紅利支付的股票 當(dāng)前時(shí)刻t股票價(jià)格為S 基于該股票的某個(gè)期權(quán)的價(jià)值是f 期權(quán)的有效期是T 在這個(gè)有效期內(nèi) 股票價(jià)格或者上升到Su 或者下降到Sd 當(dāng)股票價(jià)格上升到Su時(shí) 我們假設(shè)期權(quán)的收益為fu 如果股票的價(jià)格下降到Sd時(shí) 期權(quán)的收益為fd 無(wú)套利定價(jià)法的思路 首先 構(gòu)造一個(gè)由 股股票多頭和一個(gè)期權(quán)空頭組成的證券組合 并計(jì)算出該組合為無(wú)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)的 值 如果無(wú)風(fēng)險(xiǎn)利率用r表示 則該無(wú)風(fēng)險(xiǎn)組合的現(xiàn)值一定是 Su fu e r T t 而構(gòu)造該組合的成本是S f 在沒(méi)有套利機(jī)會(huì)的條件下 兩者必須相等 即S f Su fu e r T t 所以 風(fēng)險(xiǎn)中性定價(jià)的思路 假定風(fēng)險(xiǎn)中性世界中股票的上升概率為P 由于股票未來(lái)期望值按無(wú)風(fēng)險(xiǎn)利率貼現(xiàn)的現(xiàn)值必須等于該股票目前的價(jià)格 因此該概率可通過(guò)下式求得 狀態(tài)價(jià)格定價(jià)技術(shù) 狀態(tài)價(jià)格指的是在特定的狀態(tài)發(fā)生時(shí)回報(bào)為1 否則回報(bào)為0的資產(chǎn)在當(dāng)前的價(jià)格 如果未來(lái)時(shí)刻有N種狀態(tài) 而這N種狀態(tài)的價(jià)格我們都知道 那么我們只要知道某種資產(chǎn)在未來(lái)各種狀態(tài)下的回報(bào)狀況以及市場(chǎng)無(wú)風(fēng)險(xiǎn)利率水平 我們就可以對(duì)該資產(chǎn)進(jìn)行定價(jià) 這就是狀態(tài)價(jià)格定價(jià)技術(shù) 例子 A是有風(fēng)險(xiǎn)證券 其目前的價(jià)格是PA 一年后其價(jià)格要么上升到uPA 要么下降到dPA 這就是市場(chǎng)的兩種狀態(tài) 上升狀態(tài) 概率是q 和下降狀態(tài) 概率是1 q 我們現(xiàn)在來(lái)構(gòu)造兩個(gè)基本證券 基本證券1在證券市場(chǎng)上升時(shí)價(jià)值為1 下跌時(shí)價(jià)值為0 基本證券2恰好相反 在市場(chǎng)上升時(shí)價(jià)值為0 在下跌時(shí)價(jià)值為1 基本證券1現(xiàn)在的市場(chǎng)價(jià)格是 u 基本證券2的價(jià)格是 d 購(gòu)買(mǎi)uPA份基本證券1和dPA份基本證券2組成一個(gè)假想的證券組合 該組合在T時(shí)刻無(wú)論發(fā)生什么情況 都能夠產(chǎn)生和證券A一樣的現(xiàn)金流PA uuPA ddPA或1 uu dd由單位基本證券組成的組合在T時(shí)刻無(wú)論出現(xiàn)什么狀態(tài) 其回報(bào)都是1元 這是無(wú)風(fēng)險(xiǎn)的投資組合 其收益率應(yīng)該是無(wú)風(fēng)險(xiǎn)收益率r 所以只要有具備上述性質(zhì)的一對(duì)基本證券存在 我們就能夠通過(guò)復(fù)制技術(shù) 為金融市場(chǎng)上的任何有價(jià)證券定價(jià) 關(guān)于有價(jià)證券的價(jià)格上升的概率p 它依賴于人們作出的主觀判斷 但是人們對(duì)p認(rèn)識(shí)的分歧不影響為有價(jià)證券定價(jià)的結(jié)論 無(wú)套利分析 包括其應(yīng)用狀態(tài)價(jià)格定價(jià)技術(shù) 的過(guò)程與結(jié)果同市場(chǎng)參與者的風(fēng)險(xiǎn)偏好無(wú)關(guān) 狀態(tài)價(jià)格定價(jià)法的應(yīng)用 假設(shè)某股票符合我們上面提到的兩種市場(chǎng)狀態(tài) 即期初價(jià)值是S0 期末價(jià)值是S1 這里S1只可能取兩個(gè)值 一是S1 Su uS0 u 1 二是S1 Sd dS0 d 1 我們現(xiàn)在想要確定的是依附于該股票的看漲期權(quán)的價(jià)值是多少 我們構(gòu)造這樣一個(gè)投資組合 以便使它與看漲期權(quán)的價(jià)值特征完全相同 以無(wú)風(fēng)險(xiǎn)利率r借入一部分資金B(yǎng) 相當(dāng)于做空無(wú)風(fēng)險(xiǎn)債券 同時(shí)在股票市場(chǎng)上購(gòu)入N股標(biāo)的股票 該組合的成本是NS0 B 到了期末 該組合的價(jià)值V是NS1 RB R是利率因子 對(duì)應(yīng)于S1的兩種可能 V有兩個(gè)取值 如果S1 Su 則V V