金融MATLAB實驗報告三

1、安徽財經(jīng)大學金融證券實驗室實驗報告實驗課程名稱 金融 MATLAB 開 課 系 部 金融學院 班級學號姓名指導教師2016年6月1日實驗名稱MATLAB 基礎知識學院金融學院學號姓名實驗準備實 驗 目 的學會使用 MATLAB金融工具箱進行金融數(shù)量分析，如：期權定價分析、投資組 合績效分析、收益和風險的計算、有效前沿的計算、固定收益證券的久期和 凸度計算、利率的期限結(jié)構(gòu)、技術指標計算等。實 驗 設 計 方 案請使用 MATLAB金融工具箱進行對以下 6 個主題進行數(shù)量分析，數(shù)據(jù)來源自行在 網(wǎng)上搜尋，要求是 2015 年之后的數(shù)據(jù)。1. 期權定價分析 （第 10 章）2. 收益、風險和有效前沿的

2、計算 （第 12章）3.投資組合績效分析 （第 13 章）4. 固定收益證券的久期和凸度計算 （第 17章）5. 利率的期限結(jié)構(gòu) （第 18章）6. 技術指標分析 （第 22 章）實驗分析過程1.期權定價分析 (第 10 章)1. Black-scholes 方程求解 例：假設歐式股票期權，六個月后到期，執(zhí)行價格 92 元，現(xiàn)價為 102 元，無股利支付，股 價年化波動率為 55% ，無風險利率為 10% ，計算期權價格。代碼： Price=102; Strike=92;Rate=0.1 Time=6/12;Volatility=0.55Call, Put = blsprice(Price,S

3、trike,Rate,Time,Volatility) 結(jié)果： Call =22.9551Put =8.46822. 期權價格與波動率關系分析 代碼： Price=102;Strike=92;Rate=0.1 Time=6/12;Volatility=0.1:0.01:0.55; N=length(Volatility)Call=zeros(1,N); Put=zeros(1,N); for i=1:N Call(i), Put(i)=blsprice(Price, Strike, Rate, Time, Volatility(i); end plot(Call,'b-');h

4、old on plot(Put,'b');xlabel('Volatility') ylabel('price') legend('Call','Put') 結(jié)果：25201430270 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Volatility2015 e irc p10503. 計算期權的 Dalta 代碼： Price=102;Strike=92;Rate=0.1 Time=6/12;Volatility=0.55;CallDelta, PutDelta = blsdelta(Price,

5、 Strike, Rate, Time, Volatility, Yield) 結(jié)果： CallDelta =0.7027PutDelta =-0.28524. 利用不同的 Price 與 Time 計算 Datla 三維關系 代碼： Price=60:1:102;Strike=92;Rate=0.1 ；Time=(1:1:12)/12; Volatility=0.55;Price,Time=meshgrid(Price,Time); CallDelta, PutDelta = blsdelta(Price, Strike, Rate, Time, Volatility); mesh(Pric

6、e,Time,PutDelta);xlabel('Stock Price'); ylabel('Time(year)');zlabel('Delta') 結(jié)果：atle5 B-S 公式隱含波動率計算 例：假設歐式股票期權，一年后，執(zhí)行價格 99 元，現(xiàn)價為 105 元，無股利支付，股價年化 波動率為 50% ，無風險利率為 10% ，則期權價格為？代碼： Price=105;Strike=99;Rate=0.1;Time=1;CallValue=15;CallVolatility = blsimpv(Price, Strike, Rate, Ti

7、me, CallValue, , , , 'Call' 結(jié)果： CallVolatility =NaN代碼： PutValue=7;PutVolatility = blsimpv(Price, Strike, Rate, Time, PutValue, , , , 'Put') 結(jié)果： PutVolatility =0.34556 期權二叉樹模型的計算例：假設歐式股票期權，三個月后到期，執(zhí)行價格 95 元，現(xiàn)價為 100 元，無股利支付，股 價年化波動率為 60% ，無風險利率為 10%代碼： Price=100; Strike=95;Rate=0.1; Tim

8、e=3/12;flag=1;Increment=1/12; Volatility=0.6;AssetPrice, OptionValue = binprice(Price, Strike, Rate, Time, Increment, Volatility, flag) 結(jié)果： AssetPrice =100.0000 118.9110 141.3982 168.13810 84.0965 100.0000 118.91100070.722284.096500059.4749OptionValue =16.328228.371447.186673.138105.437111.402023.91

9、10000000002.收益、風險和有效前沿的計算（第 12 章）數(shù)據(jù)來源于網(wǎng)易財經(jīng)，具體數(shù)據(jù)見附的 Excel 表 將所收集的股票價格指數(shù)鄭麗麗得到收益率均值，收益率標準差和協(xié)方差矩陣 程序： A=xlsread（'股票 .xlsx'） %導入數(shù)據(jù)，注意數(shù)據(jù)放在 MATLAB 的工作文件夾內(nèi)R1=price2ret(A(:,1);R2= price2ret (A(:,2);R3= price2ret (A(:,3)%R1 為華北制藥的日收益率%R2 為中國石化的日收益率%R3 為上海機場的日收益率ExpReturn,ExpCovariance=ewstats(R1 R2 R2

10、) std(R1),std(R2),std(R3)結(jié)果如下表：收益率均值收益率標準差協(xié)方差矩陣華北制藥0.29740.03250.00110.00000.0000中國石化-0.13550.02330.00000.00050.0005上海機場-0.13550.02700.00000.00050.00051. 收益率和風險計算函數(shù) 假設等權重配置華北制藥、中國石化、上海機場，計算資產(chǎn)組合的風險和收益 代碼： ExpReturn=0.2974 -0.1355 -0.1355;ExpCovariance=0.0011,0.0000,0.0000;0.0000,0.0005,0.0005;0.0000,

11、0.0005,0.0005; PortWts=1/3*ones(1,3);PortRisk,PortReturn=portstats(ExpReturn,ExpCovariance,PortWts) 結(jié)果：PortRisk =0.0186 PortReturn =0.00882 有效前沿計算函數(shù)(1) 怎樣配置華北制藥、中國石化、上海機場，則資產(chǎn)組合為最優(yōu)組合 代碼： ExpReturn=0.2974 -0.1355 -0.1355;ExpCovariance=0.0011,0.0000,0.0000;0.0000,0.0005,0.0005;0.0000,0.0005,0.0005; Num

12、Ports=10;PortRisk,PortReturn,PortWts=frontcon(ExpReturn,ExpCovariance,NumPorts) 結(jié)果：PortRisk =0.01850.01880.01950.02070.02220.02400.02610.02830.03070.0332 PortReturn = -0.00020.03280.06590.09900.13210.16510.19820.23130.26430.2974 PortWts =0.31250.687500.38890.611100.46530.534700.54170.458300.61810.38

13、1900.69440.305600.77080.229200.84720.152800.92360.076401.000000代碼： frontcon(ExpReturn,ExpCovariance, NumPorts)結(jié)果：nruteRdetcepx-0.050.018Mean-Variance-Efficient Frontier00.02 0.022 0.024 0.026 0.028 0.03 0.032 0.034 Risk (Standard Deviation)(2 )如果各個資產(chǎn)投資上限為 50% ，求解有效前沿？ 代碼： ExpReturn=0.2974 -0.1355 -0

14、.1355; ExpCovariance=0.0011,0.0000,0.0000;0.0000,0.0005,0.0005;0.0000,0.0005,0.0005; NumPorts=10;AssetBounds=0,0,0;0.5,0.5,0.5;PortRisk, PortReturn, PortWts=frontcon(ExpReturn, ExpCovariance,NumPorts,AssetBounds)結(jié)果： PortRisk =0.01850.01860.01860.01870.01880.01900.01920.01940.01970.0200PortReturn =-0

15、.00020.00880.01780.02680.03590.04490.05390.06290.07190.0809PortWts =0.3125 0.5000 0.18750.33330.35420.37500.39580.50000.50000.50000.50000.16670.14580.12500.10420.4167 0.5000 0.08330.4375 0.5000 0.06250.4583 0.5000 0.04170.4792 0.5000 0.02080.5000 0.2500 0.25000.0750.08 0.085 Risk (Standard Deviation

16、)0.09Mean-Variance-Efficient Frontier 20143027 0.35250.3520.3515nruteRdetcepx0.3510.35050.350.34950.3490.34850.34750.0950.3483 約束條件下有效前沿 例配置華北制藥、中國石化、上海機場三個資產(chǎn)，中央商場最大配置60%，國投安信最大配置 70%，東興證券最大配置 50%，中央商場為資產(chǎn)集合 A，國投安信、東興證券組成資產(chǎn)計劃 B，集合 A的最大配置為 700%，集合 B的最大配置為 50%，集合 A的配置不能超過集合 B的 3 倍，則如何配置？ 代碼： NumAssets=

17、3;ExpReturn=0.2974 -0.1355 -0.1355; ExpCovariance=0.0011,0.0000,0.0000;0.0000,0.0005,0.0005;0.0000,0.0005,0.0005;Num Ports=5;PVal = 1;AssetMin = 0;AssetMax = 0.6,0.7,0.5; GroupA = 1 0 0;GroupB = 0 1 1;GroupMax = 0.7,0.5; AtoBmax = 3;ConSet = portcons('PortValue', PVal, NumAssets, 'AssetL

18、ims', AssetMin, AssetMax, NumAssets, 'GroupComparison',GroupA, NaN,AtoBmax, GroupB,GroupMax ); PortRisk,PortReturn,PortWts=portopt(ExpReturn,ExpCovariance,NumPorts,ConSet) 結(jié)果：PortRisk =0.01850.01880.01940.02040.0218PortReturn =-0.00020.03090.06200.09310.1242PortWts =0.31250.687500.38440.

19、615600.45620.543800.52810.471900.60000.20000.2000代碼： portopt(ExpReturn,ExpCovariance,NumPorts,ConSet)Mean-Variance-Efficient Frontier4.固定收益證券的久期和凸度計算 （第 17 章）列數(shù)據(jù)來源于網(wǎng)易財經(jīng)：固定收益證券到期收益率（ % ）票面利率（ % ）結(jié)算日到期日計息方式16 附息國債 092.432.5528-Apr-1628-Apr-19每年付息一次16 附息國債 103.322.95-May-165-May-26每年付息一次16 附息國債 122.492

20、.5119-May-1619-May-18每年付息一次1. 債券的價格及計算日的利息計算（1）計算 16附息國債 09 的價格和日利息計算 代碼：Yield=0.0243;Couponrate=0.0255; Settle='28-Apr-16'Maturity='28-Apr-19'Period=1; basis=0; price,accruedlnt=bndprice（Yield, Couponrate,Settle,Maturity,Period,basis） 結(jié)果 ： price =100.3009 accruedlnt = 0（2 ）計算 16 附息國

21、債 10 的價格和日利息計算 代碼： Yield=0.0332;Couponrate=0.0290; Settle='5-May-16'Maturity='5-May-26'Period=1; basis=0; price,accruedlnt=bndprice（Yield, Couponrate,Settle,Maturity,Period,basis） 結(jié)果： price =96.2491 accruedlnt = 0（3 ）計算 16 附息國債 12 的價格和日利息計算 代碼： Yield=0.0249;Couponrate=0.0251; Settle=

22、'19-May-16'Maturity='19-May-18'Period=1; basis=0; price,accruedlnt=bndprice（Yield, Couponrate,Settle,Maturity,Period,basis） 結(jié)果： price =100.0087 accruedlnt =02. 根據(jù)債券的價格計算久期（1）計算 16附息債券 09 久期 代碼： Price= 100.3009; Couponrate=0.0255; Settle='28-Apr-16'Maturity='28-Apr-19'

23、Period=1;basis=0;ModDuration,YearDuration,PerDuration=bnddurp(Price,Couponrate,Settle,Maturity,Period ,basis)結(jié)果： ModDuration =2.8910YearDuration =2.9261PerDuration =5.8523(2 )計算 16 附息債券 10 久期代碼： Price=96.2491;Couponrate=0.0290;Settle='5-May-16'Maturity='5-May-26'Period=1;basis=0;ModD

24、uration,YearDuration,PerDuration=bnddurp(Price,Couponrate,Settle,Maturity,Period ,basis) 結(jié)果：ModDuration =8.6516YearDuration =8.7952PerDuration =17.5904(3 )計算 16 附息債券 12 久期代碼： Price=100.0087;Couponrate=0.0251;Settle='19-May-16'Maturity='19-May-18'Period=1;basis=0;ModDuration,YearDurat

25、ion,PerDuration=bnddurp(Price,Couponrate,Settle,Maturity,P eriod,basis) 結(jié)果：ModDuration =1.9512YearDuration =1.9755PerDuration =3.9510 33根據(jù)債券收益率計算久期(1)根據(jù) 16附息國債 09 的收益率計算久期代碼： Yield=0.0243;Couponrate=0.0255;Settle='28-Apr-16'Maturity='28-Apr-19'Period=1;basis=0; ModDuration,YearDurati

26、on,PerDuration=bnddurp(Yield,Couponrate,Settle,Maturity,Period ,basis)結(jié)果： ModDuration =0.0986YearDuration =1.0163PerDuration =2.0326(2) 根據(jù) 16附息國債 10 的收益率計算久期 代碼： Yield=0.0332;Couponrate=0.0290; Settle='5-May-16'Maturity='5-May-26'Period=1;basis=0; ModDuration,YearDuration,PerDuration

27、=bnddurp(Yield,Couponrate,Settle,Maturity,Period ,basis) 結(jié)果：ModDuration =0.1076YearDuration =1.0114PerDuration =2.0229(3) 根據(jù) 16附息國債 12 的收益率計算久期 代碼： Yield=0.0249;Couponrate=0.0251;Settle='19-May-16'Maturity='19-May-18'Period=1;basis=0;ModDuration,YearDuration,PerDuration=bnddurp(Yield

28、,Couponrate,Settle,Maturity,Period,b asis) 結(jié)果：ModDuration =0.1076YearDuration =1.2363 PerDuration =2.47264 根據(jù)價格計算凸度（1）根據(jù)價格計算 16附息國債 09 的凸度 代碼： Price=100.3009;Couponrate=0.0255; Settle='28-Apr-16'Maturity='28-Apr-19'Period=1;basis=0;YearConvexity,PerConvexity=bndconvp（Price,Couponrate

29、,Settle,Maturity,Period,basis） 結(jié)果 YearConvexity =9.9013PerConvexity =39.6054（2 ）根據(jù)價格計算 16 附息國債 10 的凸度代碼： Price=96.2491;Couponrate=0.0290; Settle='5-May-16'Maturity='5-May-26'Period=1;basis=0;YearConvexity,PerConvexity=bndconvp（Price,Couponrate,Settle,Maturity,Period,basis） 結(jié)果：YearConvexity =85.2674PerConvexity =341.0698（3 ）根據(jù)價格計算 16 附息國債 12 的凸度代碼： Price=100.0087; Couponrate=0.0251;Settle='19-May-