Black-Scholes期權(quán)定價(jià)模型.ppt

1、布萊克-舒爾斯期權(quán)定價(jià)模型,CopyrightZhenlong Zheng 2003, Department of Finance, Xiamen University,第一節(jié)證券價(jià)格的變化過(guò)程,一、弱式效率市場(chǎng)假說(shuō)與馬爾可夫過(guò)程 1965年，法瑪（Fama）提出了著名的效率市場(chǎng)假說(shuō)。該假說(shuō)認(rèn)為，投資者都力圖利用可獲得的信息獲得更高的報(bào)酬；證券價(jià)格對(duì)新的市場(chǎng)信息的反應(yīng)是迅速而準(zhǔn)確的，證券價(jià)格能完全反應(yīng)全部信息；市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)使證券價(jià)格從一個(gè)均衡水平過(guò)渡到另一個(gè)均衡水平，而與新信息相應(yīng)的價(jià)格變動(dòng)是相互獨(dú)立的。,CopyrightZhenlong Zheng 2003, Department of Fi

2、nance, Xiamen University,效率市場(chǎng)假說(shuō)可分為三類：弱式、半強(qiáng)式和強(qiáng)式。 弱式效率市場(chǎng)假說(shuō)可用馬爾可夫隨機(jī)過(guò)程（Markov Stochastic Process）來(lái)表述。 隨機(jī)過(guò)程是指某變量的值以某種不確定的方式隨時(shí)間變化的過(guò)程。可分為離散型的和連續(xù)型的。馬爾可夫過(guò)程是一種特殊類型的隨機(jī)過(guò)程。 如果證券價(jià)格遵循馬爾可夫過(guò)程，則其未來(lái)價(jià)格的概率分布只取決于該證券現(xiàn)在的價(jià)格。,CopyrightZhenlong Zheng 2003, Department of Finance, Xiamen University,二、布朗運(yùn)動(dòng),（一）標(biāo)準(zhǔn)布朗運(yùn)動(dòng) 設(shè) 代表一個(gè)小的時(shí)間間隔

3、長(zhǎng)度， 代表變量z在時(shí)間 內(nèi)的變化，遵循標(biāo)準(zhǔn)布朗運(yùn)動(dòng)的 具有兩種特征： 特征1： 和 的關(guān)系滿足（6.1）： （6.1） 其中， 代表從標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布（即均值為0、標(biāo)準(zhǔn)差為1.0的正態(tài)分布）中取的一個(gè)隨機(jī)值。,CopyrightZhenlong Zheng 2003, Department of Finance, Xiamen University,標(biāo)準(zhǔn)布朗運(yùn)動(dòng)(2),特征2：對(duì)于任何兩個(gè)不同時(shí)間間隔， 和 的值相互獨(dú)立。 考察變量z在一段較長(zhǎng)時(shí)間T中的變化情形，我們可得： （6.2） 當(dāng)0時(shí)，我們就可以得到極限的標(biāo)準(zhǔn)布朗運(yùn)動(dòng)： （6.3）,CopyrightZhenlong Zheng 200

4、3, Department of Finance, Xiamen University,（二）普通布朗運(yùn)動(dòng),我們先引入兩個(gè)概念：漂移率和方差率。 標(biāo)準(zhǔn)布朗運(yùn)動(dòng)的漂移率為0，方差率為1.0。 我們令漂移率的期望值為a,方差率的期望值為b2，就可得到變量x 的普通布朗運(yùn)動(dòng)： （6.4） 其中，a和b均為常數(shù)，dz遵循標(biāo)準(zhǔn)布朗運(yùn)動(dòng)。,CopyrightZhenlong Zheng 2003, Department of Finance, Xiamen University,三、伊藤過(guò)程,普通布朗運(yùn)動(dòng)假定漂移率和方差率為常數(shù)，若把變量x的漂移率和方差率當(dāng)作變量x和時(shí)間t的函數(shù)，我們可以從公式（6.4）

5、得到伊藤過(guò)程（Ito Process）： (6.5） 其中，dz是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)布朗運(yùn)動(dòng)，a、b是變量x和t的函數(shù)，變量x的漂移率為a，方差率為b2。,CopyrightZhenlong Zheng 2003, Department of Finance, Xiamen University,四、證券價(jià)格的變化過(guò)程,證券價(jià)格的變化過(guò)程可以用漂移率為S、方差率為 的伊藤過(guò)程來(lái)表示： 兩邊同除以S得： （6.6）,CopyrightZhenlong Zheng 2003, Department of Finance, Xiamen University,從（6.6）可知，在短時(shí)間后，證券價(jià)格比率的變化值

6、為： 可見， 也具有正態(tài)分布特征 (6.7),CopyrightZhenlong Zheng 2003, Department of Finance, Xiamen University,例6.1,設(shè)一種不付紅利股票遵循幾何布朗運(yùn)動(dòng)，其波動(dòng)率為每年18%，預(yù)期收益率以連續(xù)復(fù)利計(jì)為每年20%，其目前的市價(jià)為100元，求一周后該股票價(jià)格變化值的概率分布。,CopyrightZhenlong Zheng 2003, Department of Finance, Xiamen University,五、伊藤引理,若變量x遵循伊藤過(guò)程，則變量x和t的函數(shù)G將遵循如下過(guò)程： （6.8） 由于 （6.9）

7、根據(jù)伊藤引理，衍生證券的價(jià)格G應(yīng)遵循如下過(guò)程： (6.10),CopyrightZhenlong Zheng 2003, Department of Finance, Xiamen University,六、證券價(jià)格自然對(duì)數(shù)變化過(guò)程,令 ，由于 代入式（6.10）: （6.11） 證券價(jià)格對(duì)數(shù)G遵循普通布朗運(yùn)動(dòng),且：,CopyrightZhenlong Zheng 2003, Department of Finance, Xiamen University,例6.2 設(shè)A股票價(jià)格的當(dāng)前值為50元,預(yù)期收益率為每年18%,波動(dòng)率為每年20%,該股票價(jià)格遵循幾何布朗運(yùn)動(dòng),且該股票在6個(gè)月內(nèi)不付紅利

8、，請(qǐng)問(wèn)該股票6個(gè)月后的價(jià)格ST的概率分布。 例6.3 請(qǐng)問(wèn)在例6.2中，A股票在6個(gè)月后股票價(jià)格的期望值和標(biāo)準(zhǔn)差等多少？,CopyrightZhenlong Zheng 2003, Department of Finance, Xiamen University,第二節(jié) 布萊克舒爾斯期權(quán)定價(jià)模型,一、布萊克舒爾斯微分方程 （一）布萊克舒爾斯微分方程的推導(dǎo) 我們假設(shè)證券價(jià)格S遵循幾何布朗運(yùn)動(dòng)： 則： （6.12）,CopyrightZhenlong Zheng 2003, Department of Finance, Xiamen University,假設(shè)f是依賴于S的衍生證券的價(jià)格，則： （

9、6.13） （6.14） 為了消除 ，我們可以構(gòu)建一個(gè)包括一單位衍生證券空頭和 單位標(biāo)的證券多頭的組合。令 代表該投資組合的價(jià)值，則： (6.15),CopyrightZhenlong Zheng 2003, Department of Finance, Xiamen University,在 時(shí)間后： （6.16） 將式（6.12）和（6.14）代入式（6.16），可得： （6.17） 在沒(méi)有套利機(jī)會(huì)的條件下： 把式（6.15）和（6.17）代入上式得：,CopyrightZhenlong Zheng 2003, Department of Finance, Xiamen Universit

10、y,布萊克舒爾斯微分分程,化簡(jiǎn)為： (6.18) 這就是著名的布萊克舒爾斯微分分程，它適用于其價(jià)格取決于標(biāo)的證券價(jià)格S的所有衍生證券的定價(jià)。,CopyrightZhenlong Zheng 2003, Department of Finance, Xiamen University,（二）風(fēng)險(xiǎn)中性定價(jià)原理,假設(shè)所有投資者都是風(fēng)險(xiǎn)中性的，那么所有現(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。 盡管風(fēng)險(xiǎn)中性假定僅僅是為了求解布萊克舒爾斯微分方程而作出的人為假定，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。,CopyrightZhenlong Zheng

11、 2003, Department of Finance, Xiamen University,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。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。 該看漲期權(quán)的價(jià)值應(yīng)為0.31元,CopyrightZhenlong Zheng 2003, Department of Finance, Xiamen University,二、布萊克舒爾斯期權(quán)定價(jià)公式,在風(fēng)險(xiǎn)中性的條件下，歐式看漲期權(quán)到期時(shí)（T時(shí)刻）的期望值為： 其現(xiàn)值為 （6.19） 對(duì)數(shù)股票價(jià)格的分布為： （6.20

12、） 對(duì)式（6.19）求解： （6.21）,CopyrightZhenlong Zheng 2003, Department of Finance, Xiamen University,其中， 我們可以從三個(gè)角度來(lái)理解這個(gè)公式的金融含義： 首先，N(d2)是在風(fēng)險(xiǎn)中性世界中ST大于X的概率，或者說(shuō)式歐式看漲期權(quán)被執(zhí)行的概率， e-r(T-t)XN(d2)是X的風(fēng)險(xiǎn)中性期望值的現(xiàn)值。 SN(d1)= e-r(T-t)ST N(d1)是ST的風(fēng)險(xiǎn)中性期望值的現(xiàn)值。,CopyrightZhenlong Zheng 2003, Department of Finance, Xiamen Universi

13、ty,其次， 是復(fù)制交易策略中股票的數(shù)量，SN（d1)就是股票的市值, -e-r(T-t)XN(d2)則是復(fù)制交易策略中負(fù)債的價(jià)值。 最后，從金融工程的角度來(lái)看，歐式看漲期權(quán)可以分拆成資產(chǎn)或無(wú)價(jià)值看漲期權(quán)（Asset-or-noting call option）多頭和現(xiàn)金或無(wú)價(jià)值看漲期權(quán)（cash-or-nothing option）空頭，SN(d1)是資產(chǎn)或無(wú)價(jià)值看漲期權(quán)的價(jià)值，-e-r(T-t)XN(d2)是X份現(xiàn)金或無(wú)價(jià)值看漲期權(quán)空頭的價(jià)值。,CopyrightZhenlong Zheng 2003, Department of Finance, Xiamen University,在標(biāo)

14、的資產(chǎn)無(wú)收益情況下，由于C=c，因此式（6.23）也給出了無(wú)收益資產(chǎn)美式看漲期權(quán)的價(jià)值。 根據(jù)歐式看漲期權(quán)和看跌期權(quán)之間存在平價(jià)關(guān)系，可以得到無(wú)收益資產(chǎn)歐式看跌期權(quán)的定價(jià)公式 ： （6.22） 由于美式看跌期權(quán)與看漲期權(quán)之間不存在嚴(yán)密的平價(jià)關(guān)系，所以要用蒙特卡羅模擬、二叉樹和有限差分三種數(shù)值方法以及解析近似方法求出。,CopyrightZhenlong Zheng 2003, Department of Finance, Xiamen University,三、有收益資產(chǎn)的期權(quán)定價(jià)公式,（一）有收益資產(chǎn)歐式期權(quán)的定價(jià)公式 當(dāng)標(biāo)的證券已知收益的現(xiàn)值為I時(shí)，我們只要用（SI）代替式（6.21）和（

15、6.22）中的S即可求出固定收益證券歐式看漲和看跌期權(quán)的價(jià)格。 當(dāng)標(biāo)的證券的收益為按連續(xù)復(fù)利計(jì)算的固定收益率q（單位為年）時(shí)，我們只要將 代替式（6.21）和（6.22）中的S就可求出支付連續(xù)復(fù)利收益率證券的歐式看漲和看跌期權(quán)的價(jià)格。,CopyrightZhenlong Zheng 2003, Department of Finance, Xiamen University,對(duì)于歐式期貨期權(quán)，其定價(jià)公式為： （6.23） （6.24） 其中：,CopyrightZhenlong Zheng 2003, Department of Finance, Xiamen University,例6.4,

16、假設(shè)當(dāng)前英鎊的即期匯率為$1.5000，美國(guó)的無(wú)風(fēng)險(xiǎn)連續(xù)復(fù)利年利率為7%，英國(guó)的無(wú)風(fēng)險(xiǎn)連續(xù)復(fù)利年利率為10%，英鎊匯率遵循幾何布朗運(yùn)動(dòng)，其波動(dòng)率為10%，求6個(gè)月期協(xié)議價(jià)格為$1.5000的英鎊歐式看漲期權(quán)價(jià)格。 3.05美分 。,CopyrightZhenlong Zheng 2003, Department of Finance, Xiamen University,（二）有收益資產(chǎn)美式期權(quán)的定價(jià),1美式看漲期權(quán) 當(dāng)標(biāo)的資產(chǎn)有收益時(shí)，美式看漲期權(quán)就有提前執(zhí)行的可能，我們可用一種近似處理的方法。該方法是先確定提前執(zhí)行美式看漲期權(quán)是否合理。若不合理，則按歐式期權(quán)處理；若在tn提前執(zhí)行有可能是合

17、理的，則要分別計(jì)算在T時(shí)刻和tn時(shí)刻到期的歐式看漲期權(quán)的價(jià)格，然后將二者之中的較大者作為美式期權(quán)的價(jià)格。,CopyrightZhenlong Zheng 2003, Department of Finance, Xiamen University,例6.5,假設(shè)一種1年期的美式股票看漲期權(quán)，標(biāo)的股票在5個(gè)月和11個(gè)月后各有一個(gè)除權(quán)日，每個(gè)除權(quán)日的紅利期望值為1.0元，標(biāo)的股票當(dāng)前的市價(jià)為50元，期權(quán)協(xié)議價(jià)格為50元，標(biāo)的股票波動(dòng)率為每年30%，無(wú)風(fēng)險(xiǎn)連續(xù)復(fù)利年利率為10%，求該期權(quán)的價(jià)值。 近似為7.2824元,CopyrightZhenlong Zheng 2003, Department

18、of Finance, Xiamen University,2美式看跌期權(quán),由于收益雖然使美式看跌期權(quán)提前執(zhí)行的可能性減小，但仍不排除提前執(zhí)行的可能性，因此有收益美式看跌期權(quán)的價(jià)值仍不同于歐式看跌期權(quán)，它也只能通過(guò)較復(fù)雜的數(shù)值方法來(lái)求出。,CopyrightZhenlong Zheng 2003, Department of Finance, Xiamen University,第三節(jié) 布萊克舒爾斯期權(quán)定價(jià)公式的實(shí)證研究和應(yīng)用,一、布萊克舒爾斯期權(quán)定價(jià)公式實(shí)證研究 布萊克舒爾斯期權(quán)定價(jià)公式傾向于高估方差高的期權(quán)，低估方差低的期權(quán)；高估實(shí)值期權(quán)的價(jià)格，低估虛值期權(quán)的價(jià)格。,CopyrightZhenlong Zheng 2003, Department of Finance, Xiamen University,造成用布萊克舒爾斯期權(quán)定價(jià)