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)國際金融 投資科學(xué) 會計(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 固定收益證券 輔助工具 參考書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 中國人民大學(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 個人或小組 10 案例分析就衍生市場的某一風(fēng)險事件進(jìn)行評述就金融工程產(chǎn)品的作用機(jī)制進(jìn)行評述就合約設(shè)計(jì)進(jìn)行定價期末考試 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題 金融工程的現(xiàn)有定義 工程 是 應(yīng)用科學(xué)知識使自然資源為人類服務(wù)的一種專門技術(shù) 簡明大不列顛百科全書 中國大百科全書出版社 1985年 第3卷 P413對金融工程 目前還沒有一個統(tǒng)一公允的定義 三個代表性定義 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) 開發(fā)與實(shí)施 以及對金融問題給予創(chuàng)造性的解決 FinancialManagement 1988 公司理財中的金融工程 綜述 創(chuàng)新性 金融工具 金融手段的設(shè)計(jì) 開發(fā)與實(shí)施 創(chuàng)造性 金融問題的解決 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)險的工具和技巧 1994年重點(diǎn)是對已有的工具進(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 開發(fā) 定價和交付使用等幾個運(yùn)作步驟 其基本過程程序化 金融工程手冊 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 動用一切手段和方法來解決金融中存在的問題 并根據(jù)自身的目的創(chuàng)造性地開發(fā)和利用金融工具 它包括三個方面 對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金融工具的創(chuàng)新 包括對傳統(tǒng)工具的創(chuàng)造性組合和對一些全新的工具的設(shè)計(jì)與開發(fā) 而創(chuàng)新過程對金融工具也是十分重要的金融手段的開發(fā)和創(chuàng)新從整體來看 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)新的時候 積木分析法是一種重要的方法 金融產(chǎn)品的定價 應(yīng)用金融工程對金融產(chǎn)品進(jìn)行定價時 其基本方法是無套利定價法和風(fēng)險中性定價法 風(fēng)險管理 規(guī)避風(fēng)險是金融工程產(chǎn)生的重要動因之一 風(fēng)險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)險管理 可以有更高的準(zhǔn)確性 實(shí)效性和靈活性 同時可以利用金融衍生品的高杠桿性降低風(fēng)險管理的成本 但是我們也應(yīng)該注意 金融工程在解決一些風(fēng)險的同時也會帶來新的風(fēng)險 例如過高的杠桿率 市場不完全或是無效 信用風(fēng)險等問題 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 無套利定價法 3 風(fēng)險中性定價法 4 狀態(tài)價格定價技術(shù) 積木分析法是金融工程中的一種常用分析方法 主要是通過將金融產(chǎn)品如同積木一般的分解組合 輔助金融問題的解決 后三種方法則是整個金融工程分析和金融產(chǎn)品定價的基本方法 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)的價格變化為橫軸 以對應(yīng)的衍生金融資產(chǎn)的價值變化為縱軸 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 微積分 概率論 隨機(jī)過程 計(jì)算機(jī)常用軟件 excel matlab 金融產(chǎn)品的定價方法 絕對定價法定義 根據(jù)金融工具未來現(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)值就是絕對定價法要求的價格 應(yīng)用 股票和債券定價大多使用絕對定價法 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)險的大小 還取決于人們的風(fēng)險偏好 而后者很難衡量 3 投資者即使發(fā)現(xiàn)市場價格與理論價格不符 也往往無能為力 相對定價法定義 將基礎(chǔ)產(chǎn)品的價格假定為外生給定的 然后利用基礎(chǔ)產(chǎn)品價格與衍生產(chǎn)品價格之間的內(nèi)在關(guān)系 運(yùn)用風(fēng)險中性定價法或無套利定價法為衍生產(chǎn)品定價 應(yīng)用 主要應(yīng)用于衍生品定價 優(yōu)點(diǎn) 1 在定價公式中沒有風(fēng)險偏好等主觀的變量 比較容易測度 2 非常貼近市場 投資者一旦發(fā)現(xiàn)市場價格與理論價格不符 往往意味著無風(fēng)險套利機(jī)會就在眼前 金融工程與風(fēng)險管理 風(fēng)險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)險管理的重點(diǎn)放在各類價格風(fēng)險上 金融工程提供兩種選擇思路進(jìn)行風(fēng)險管理 轉(zhuǎn)移風(fēng)險分散風(fēng)險 西方金融理論的含義 微觀金融的三個層次 Investment CorporateFinance AssetPricing 金融理論側(cè)重于金融活動中的規(guī)律 探討金融現(xiàn)象背后的規(guī)律 回答 是什么 為什么 等問題 what why金融工程側(cè)重于應(yīng)用金融理論解決金融活動中出現(xiàn)的問題 回答 應(yīng)該怎樣做 的問題 how 衍生金融產(chǎn)品定價的基本假設(shè) 市場不存在摩擦市場參與者不承擔(dān)對手風(fēng)險市場是完全競爭的市場參與者厭惡風(fēng)險 且希望財富越多越好市場不存在套利機(jī)會 金融工程的5個步驟 診斷 識別金融問題的實(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題的最佳方案生產(chǎn) 生產(chǎn)一種新工具定價 確定生產(chǎn)成本和邊際收益修正 為滿足每個客戶的特殊需求 對工具進(jìn)行修正 第二章 金融工程的基本分析方法 無套利定價法 如果市場是有效率的話 市場價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) 這就是無套利的定價原則 根據(jù)這個原則 在有效的金融市場上 任何一項(xiàng)金融資產(chǎn)的定價 應(yīng)當(dāng)使得利用該項(xiàng)金融資產(chǎn)進(jìn)行套利的機(jī)會不復(fù)存在 無套利的價格是什么 無套利均衡的價格必須使得套利者處于這樣一種境地 他通過套利形成的財富的現(xiàn)金價值 與他沒有進(jìn)行套利活動時形成的財富的現(xiàn)金價值完全相等 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個月到1年期的遠(yuǎn)期利率定為11 試問這樣的市場行情能否產(chǎn)生套利活動 答案是肯定的 套利過程是 第一步 交易者按10 的利率借入一筆6個月資金 假設(shè)1000萬元 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 的價格6個月后從市場借入資金1051萬元 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1000萬元 第四步 1年后收回1年期貸款 得本息1127萬元 等于1000e0 12 1 并用1110萬元 等于1051e0 11 0 5 償還1年期的債務(wù)后 交易者凈賺17萬元 1127萬元 1110萬元 無套利定價方法的主要特征 無套利定價原則首先要求套利活動在無風(fēng)險的狀態(tài)下進(jìn)行 無套利定價的關(guān)鍵技術(shù)是所謂 復(fù)制 技術(shù) 即用一組證券來復(fù)制另外一組證券 無風(fēng)險的套利活動從即時現(xiàn)金流看是零投資組合 自融資組合 如何將無套利定價法運(yùn)用到期權(quán)定價中 Case 假設(shè)一種不支付紅利股票目前的市價為10元 我們知道在3個月后 該股票價格要么是11元 要么是9元 假設(shè)現(xiàn)在的無風(fēng)險年利率等于10 現(xiàn)在我們要找出一份3個月期協(xié)議價格為10 5元的該股票歐式看漲期權(quán)的價值 為了找出該期權(quán)的價值 可構(gòu)建一個由一單位看漲期權(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)到期時無風(fēng)險 必須滿足下式 11 0 5 9 0 25 該無風(fēng)險組合的現(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 而目前股票市場為10元 因此 無套利定價法的應(yīng)用 1 金融工具的模仿 即通過構(gòu)建一個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 我們可以通過買入一份看漲期權(quán)同時賣出一份看跌期權(quán)來模仿股票的盈虧 2 金融工具的合成 金融工具的合成是指通過構(gòu)建一個金融工具組合使之與被模仿的金融工具具有相同價值 例如 合成股票的構(gòu)成是 一個看漲期權(quán)的多頭 一個看跌期權(quán)的空頭和無風(fēng)險債券 SS max 0 ST X max 0 X ST X ST X X STS c p Xe r T t 風(fēng)險中性定價法 在對衍生證券定價時 我們可以假定所有投資者都是風(fēng)險中性的 此時所有證券的預(yù)期收益率都可以等于無風(fēng)險利率r 所有現(xiàn)金流量都可以通過無風(fēng)險利率進(jìn)行貼現(xiàn)求得現(xiàn)值 這就是風(fēng)險中性定價原理 風(fēng)險中性假定僅僅是為了定價方便而作出的人為假定 但通過這種假定所獲得的結(jié)論不僅適用于投資者風(fēng)險中性情況 也適用于投資者厭惡風(fēng)險的所有情況 例子 假設(shè)一種不支付紅利股票目前的市價為10元 我們知道在3個月后 該股票價格要么是11元 要么是9元 假設(shè)現(xiàn)在的無風(fēng)險年利率等于10 現(xiàn)在我們要找出一份3個月期協(xié)議價格為10 5元的該股票歐式看漲期權(quán)的價值 在風(fēng)險中性世界中 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)險中性定價原理 我們就可以就出該期權(quán)的價值 Generalcase 假設(shè)一個無紅利支付的股票 當(dāng)前時刻t股票價格為S 基于該股票的某個期權(quán)的價值是f 期權(quán)的有效期是T 在這個有效期內(nèi) 股票價格或者上升到Su 或者下降到Sd 當(dāng)股票價格上升到Su時 我們假設(shè)期權(quán)的收益為fu 如果股票的價格下降到Sd時 期權(quán)的收益為fd 無套利定價法的思路 首先 構(gòu)造一個由 股股票多頭和一個期權(quán)空頭組成的證券組合 并計(jì)算出該組合為無風(fēng)險時的 值 如果無風(fēng)險利率用r表示 則該無風(fēng)險組合的現(xiàn)值一定是 Su fu e r T t 而構(gòu)造該組合的成本是S f 在沒有套利機(jī)會的條件下 兩者必須相等 即S f Su fu e r T t 所以 風(fēng)險中性定價的思路 假定風(fēng)險中性世界中股票的上升概率為P 由于股票未來期望值按無風(fēng)險利率貼現(xiàn)的現(xiàn)值必須等于該股票目前的價格 因此該概率可通過下式求得 狀態(tài)價格定價技術(shù) 狀態(tài)價格指的是在特定的狀態(tài)發(fā)生時回報為1 否則回報為0的資產(chǎn)在當(dāng)前的價格 如果未來時刻有N種狀態(tài) 而這N種狀態(tài)的價格我們都知道 那么我們只要知道某種資產(chǎn)在未來各種狀態(tài)下的回報狀況以及市場無風(fēng)險利率水平 我們就可以對該資產(chǎn)進(jìn)行定價 這就是狀態(tài)價格定價技術(shù) 例子 A是有風(fēng)險證券 其目前的價格是PA 一年后其價格要么上升到uPA 要么下降到dPA 這就是市場的兩種狀態(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)在來構(gòu)造兩個基本證券 基本證券1在證券市場上升時價值為1 下跌時價值為0 基本證券2恰好相反 在市場上升時價值為0 在下跌時價值為1 基本證券1現(xiàn)在的市場價格是 u 基本證券2的價格是 d 購買uPA份基本證券1和dPA份基本證券2組成一個假想的證券組合 該組合在T時刻無論發(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時刻無論出現(xiàn)什么狀態(tài) 其回報都是1元 這是無風(fēng)險的投資組合 其收益率應(yīng)該是無風(fēng)險收益率r 所以只要有具備上述性質(zhì)的一對基本證券存在 我們就能夠通過復(fù)制技術(shù) 為金融市場上的任何有價證券定價 關(guān)于有價證券的價格上升的概率p 它依賴于人們作出的主觀判斷 但是人們對p認(rèn)識的分歧不影響為有價證券定價的結(jié)論 無套利分析 包括其應(yīng)用狀態(tài)價格定價技術(shù) 的過程與結(jié)果同市場參與者的風(fēng)險偏好無關(guān) 狀態(tài)價格定價法的應(yīng)用 假設(shè)某股票符合我們上面提到的兩種市場狀態(tài) 即期初價值是S0 期末價值是S1 這里S1只可能取兩個值 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)的價值是多少 我們構(gòu)造這樣一個投資組合 以便使它與看漲期權(quán)的價值特征完全相同 以無風(fēng)險利率r借入一部分資金B(yǎng) 相當(dāng)于做空無風(fēng)險債券 同時在股票市場上購入N股標(biāo)的股票 該組合的成本是NS0 B 到了期末 該組合的價值V是NS1 RB R是利率因子 對應(yīng)于S1的兩種可能 V有兩個取值 如果S1 Su 則V V