第4章衍生金融工具的定价(1)(金融工程与风险管理-南京bcmh.pptx
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1、金融工程与风险管理金融工程与风险管理第第4章章 衍生金融工具的定价(衍生金融工具的定价(1)1CopyrightLin Hui 2006,Department of Finance,Nanjing University4.1 远期与期货的定价远期与期货的定价一个农民想把他的牛卖掉,若一个农民想把他的牛卖掉,若t时刻牛价格时刻牛价格为为St,如果他签订一个在,如果他签订一个在T(Tt)时刻卖)时刻卖牛的期货合同,在牛的期货合同,在t时刻这个牛期货应该如时刻这个牛期货应该如何定价?若不计其他因素何定价?若不计其他因素若牛能够在今日卖掉,获得现金,以无风险若牛能够在今日卖掉,获得现金,以无风险利率投
2、资就获得利息。利率投资就获得利息。2CopyrightLin Hui 2006,Department of Finance,Nanjing University定理定理4.1(现货现货-期货平价定理):假设期货的到期货平价定理):假设期货的到期时间为期时间为T,现货价格为,现货价格为S0,则远期价格,则远期价格F0满足满足F0=S0erT。证明证明:(:(反证法)我们可以采用反证法)我们可以采用套利定价套利定价的方法的方法来证明上述结论。来证明上述结论。假设假设F0S0erT,考虑下述投资策略:,考虑下述投资策略:投资者在当前(投资者在当前(0时刻)借款时刻)借款S0用于买进一个单位的标用于买
3、进一个单位的标的资产(的资产(long position),),借款期限为借款期限为T,同时卖出,同时卖出一个单位的远期合约一个单位的远期合约(short position),价格为,价格为F0。在远期合约到期时(在远期合约到期时(T时刻),投资者用持有的标的资时刻),投资者用持有的标的资产进行远期交割结算,因此获得产进行远期交割结算,因此获得F0,偿还借款本息需,偿还借款本息需要支出要支出S0erT。3CopyrightLin Hui 2006,Department of Finance,Nanjing University因此,在远期合约到期时,他的投资组合的净收因此,在远期合约到期时,他
4、的投资组合的净收入为入为F0-S0erT,而他的初始投入为,而他的初始投入为0,这是一个,这是一个无风险的套利。无风险的套利。反之,若反之,若F0S0e rT,即,即远远期价格小于期价格小于现货现货价格的价格的终值终值,则则套利者就可套利者就可进进行反向操作,即行反向操作,即卖卖空空标标的的资产资产S0,将所得收入以无,将所得收入以无风险风险利率利率进进行投行投资资,期,期限限为为T,同,同时买进时买进一份一份该标该标的的资产资产的的远远期合期合约约,交割价交割价为为F0。在。在T时时刻,套利者收到投刻,套利者收到投资资本息本息S0erT,并以并以F0现现金金购买购买一一单单位位标标的的资产资
5、产,用于,用于归归还卖还卖空空时时借入的借入的标标的的资产资产,从而,从而实现实现S0erT-F0的的利利润润。上述两种情况与市场上不存在套利机会的假设矛上述两种情况与市场上不存在套利机会的假设矛盾,故假设不成立,则盾,故假设不成立,则F0=S0erT。证毕。证毕。4CopyrightLin Hui 2006,Department of Finance,Nanjing University如果这只牛在如果这只牛在10天后交割,而这只牛天后交割,而这只牛在此期间会产下一头小牛,假定这只在此期间会产下一头小牛,假定这只小牛的现值为小牛的现值为I,那牛的远期价格该是,那牛的远期价格该是多少?多少?如
6、果这只牛在交割后才会产下一头小如果这只牛在交割后才会产下一头小牛,那牛的远期价格该是多少?牛,那牛的远期价格该是多少?5CopyrightLin Hui 2006,Department of Finance,Nanjing University2.如果远期的标的资产提供确定的红利。假如果远期的标的资产提供确定的红利。假设红利是连续支付的,红利率为设红利是连续支付的,红利率为q。由于。由于具有红利率具有红利率q,该资产的价格才为,该资产的价格才为S0。若。若没有这个红利存在,则该资产的价格为没有这个红利存在,则该资产的价格为 故有红利率故有红利率q的资产,当前价格为的资产,当前价格为S0,等价,
7、等价于价格为于价格为 的无红利资产。由无红利的资的无红利资产。由无红利的资产的定价公式可得产的定价公式可得6CopyrightLin Hui 2006,Department of Finance,Nanjing University两个推论(可生息资产的远期价格)两个推论(可生息资产的远期价格)以上证明的是标的资产本身不带来利息的以上证明的是标的资产本身不带来利息的远期价格。如小麦远期。但是,对于持有远期价格。如小麦远期。但是,对于持有期间可以生息的资产,则需要对公式进行期间可以生息的资产,则需要对公式进行调整,如债券远期。调整,如债券远期。1.标的资产在远期合约到期前获得收益的现标的资产在远
8、期合约到期前获得收益的现值为值为I,则,则7CopyrightLin Hui 2006,Department of Finance,Nanjing University证明:从单利到复利证明:从单利到复利注意:债券的贴现率不等于无风险收益率注意:债券的贴现率不等于无风险收益率8CopyrightLin Hui 2006,Department of Finance,Nanjing University2.如果远期的标的资产提供确定的红利。假如果远期的标的资产提供确定的红利。假设红利是连续支付的,红利率为设红利是连续支付的,红利率为q。由于。由于具有红利率具有红利率q,该资产的价格才为,该资产的价
9、格才为St,它,它等价于价格为等价于价格为 的无红利资产。由无红利的资产的定价公的无红利资产。由无红利的资产的定价公式可得式可得9CopyrightLin Hui 2006,Department of Finance,Nanjing University敏感性分析敏感性分析注意:注意:(1)风险因素有两个,现货价格与无风险利率。)风险因素有两个,现货价格与无风险利率。(2)由于是指数函数,敏感性方程为非线性方程。)由于是指数函数,敏感性方程为非线性方程。10CopyrightLin Hui 2006,Department of Finance,Nanjing University例例4.1假设
10、假设2年期即期年利率(连续复利,下同)年期即期年利率(连续复利,下同)为为10.5%,3年期即期年利率为年期即期年利率为11,本金,本金为为100万美元的万美元的2年年3年远期利率协议的年远期利率协议的合合同利率同利率为为11,请问,请问1.理论上理论上,远期利率应为多少?该协议利率合理远期利率应为多少?该协议利率合理吗?吗?2.该远期利率协议的价值是多少?该远期利率协议的价值是多少?11CopyrightLin Hui 2006,Department of Finance,Nanjing Universitytstl0A12CopyrightLin Hui 2006,Department o
11、f Finance,Nanjing University由此可见,由于协议利率低于远期利率(理论利率)由此可见,由于协议利率低于远期利率(理论利率),这实际上给了多方(借款方)的优惠,故合约价,这实际上给了多方(借款方)的优惠,故合约价值为正。反之,当协议利率高于远期利率的时候,值为正。反之,当协议利率高于远期利率的时候,空方获利,这意味着远期合约的价值为负。空方获利,这意味着远期合约的价值为负。远期合约的价值总是从多方的视角来看的!远期合约的价值总是从多方的视角来看的!13CopyrightLin Hui 2006,Department of Finance,Nanjing Universi
12、ty4.2 期货合约期货合约远期的组合远期的组合三个制度性特征:逐日盯市、保证金要求、期货三个制度性特征:逐日盯市、保证金要求、期货清算所,逐日盯市将履约期限缩短为清算所,逐日盯市将履约期限缩短为1天。天。若若7月月1日购买了日购买了1份份83天的期货合约,当日期货天的期货合约,当日期货价格为价格为0.61美元,次日为美元,次日为0.615美元。这等价于美元。这等价于7月月1日购买了一份期限为日购买了一份期限为83天的远期合约,其交割价天的远期合约,其交割价格为格为0.61美元美元7月月2日远期合约以日远期合约以0.615美元被清算,并被一份期限为美元被清算,并被一份期限为82天,交割价格为天
13、,交割价格为0.615美元的新的远期合约所代替。美元的新的远期合约所代替。思考:思考:远期能否看成是期货的组合?远期能否看成是期货的组合?14CopyrightLin Hui 2006,Department of Finance,Nanjing University讨论:期货与远期的差异讨论:期货与远期的差异假定一个假定一个5000蒲式耳小麦期货和远期只有蒲式耳小麦期货和远期只有3日期限,多方损益日期限,多方损益日期日期期货价格期货价格(元)(元)远期现金流远期现金流期货现金流期货现金流7月月1日日4007月月2日日4.105007月月3日日40-50015CopyrightLin Hui 2
14、006,Department of Finance,Nanjing University讨论:期货与远期的差异讨论:期货与远期的差异1.如果利率固定,则期货合约和远期合约等如果利率固定,则期货合约和远期合约等价。(价。(CIR定理)定理)2.如果利率浮动,则期货与远期可能不等价。如果利率浮动,则期货与远期可能不等价。考虑例子中,考虑例子中,2日的利息远高于日的利息远高于3日,结果如日,结果如何?何?显然,多方偏好期货合约,则期货合约价显然,多方偏好期货合约,则期货合约价值上升,反之则反。值上升,反之则反。16CopyrightLin Hui 2006,Department of Finance
15、,Nanjing University一般来说,远期与期货存在一定的差异:一般来说,远期与期货存在一定的差异:如果期货和远期的到期时间只有几个月,那么,如果期货和远期的到期时间只有几个月,那么,在大多数情况下,二者价格的差异常常小到可在大多数情况下,二者价格的差异常常小到可以忽略不计。以忽略不计。随着到期时间的延长,二者价格的差异可能变随着到期时间的延长,二者价格的差异可能变得比较显著。得比较显著。若标的资产价格与利率正相关,则期货合约若标的资产价格与利率正相关,则期货合约价值高于远期,反之则反价值高于远期,反之则反利率上升利率上升标的资产价格上升标的资产价格上升多头获利实现多头获利实现(盯市
16、)(盯市)再投资收益增加再投资收益增加利率下降利率下降标的资产价格下降标的资产价格下降期货多头亏损期货多头亏损以低成本融资以低成本融资17CopyrightLin Hui 2006,Department of Finance,Nanjing UniversityCIR定理:期货与远期等价定理:期货与远期等价CIR定理定理:如果如果利率固定(利率固定(Constant),那么远期价格与期货价格相同。那么远期价格与期货价格相同。证明的思路:期货是一连串不断更新的远证明的思路:期货是一连串不断更新的远期。根据无套利定价的原理,可以让远期期。根据无套利定价的原理,可以让远期和期货相互复制。和期货相互复
17、制。CIR的思路:以期货组合复制远期,由远期的思路:以期货组合复制远期,由远期推断期货。推断期货。远期:到期日结算(中间没有现金流)远期:到期日结算(中间没有现金流)期货:每日结算(每日都有现金流)期货:每日结算(每日都有现金流)18CopyrightLin Hui 2006,Department of Finance,Nanjing University证明:(证明:(by Cox,Ingersoll,Ross)假设期货合约的有效期为假设期货合约的有效期为n天,用天,用Fi表示表示第第i天末(天末(0in-1)的期货价格,)的期货价格,表示每表示每天的无风险利率(常数)。不计交易费用,天的无
18、风险利率(常数)。不计交易费用,考虑下述投资策略考虑下述投资策略1.第第0天末(即合约开始的时候)持有天末(即合约开始的时候)持有e单位的单位的期货多头期货多头2.第第1天末把头寸增加到天末把头寸增加到e23.第第2天末把头寸增加到天末把头寸增加到e34.第第n-1天末把头寸增加到天末把头寸增加到en19CopyrightLin Hui 2006,Department of Finance,Nanjing University20CopyrightLin Hui 2006,Department of Finance,Nanjing University也可以作如下分析:也可以作如下分析:(1)
19、在第)在第0天末(第天末(第1天初)买进天初)买进e单位的期单位的期货货(2)在第)在第1天末(第天末(第2天初)把头寸增加到天初)把头寸增加到e2,结清上一日的,结清上一日的e单位单位(3)在第)在第2天末(第天末(第3天初)把头寸增加到天初)把头寸增加到e3,结清上一日的,结清上一日的e2 单位单位.(n)在第)在第n1天末(第天末(第n天初)把头寸增加天初)把头寸增加到到en单位,结清上一日的单位,结清上一日的e(n-1)单位单位。21CopyrightLin Hui 2006,Department of Finance,Nanjing University第第2天末天末盈亏盈亏的现值的
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