第3章 资产组合理论(2)

中兴 00063 0.13
假设 中兴 0.19
0.07348 0.07348 0.5652 0.3867
例：股票收益的方差
公司名称
联通 60050
中兴 000063
未来 状况 景气
不景 气 景气
不景 气
发生 概率
0.4 0.6
0.4 0.6
可能 期望 报酬 报酬 0.18 0.12 0.08
0.22 0.13 0.07
当两证券的收益率是完全正相关的时候投资组合的风险才 等于单个证券风险与其在组合中的比重的乘积，即投资组 合不具有分散风险的作用。
2、结论： 随着加入投资组合中的资产数量增 加，投资组合的方差不断下降，组合 中的资产相关性越小，则组合的风险 分散效果越好，相反资产收益相关性 越强，则组合的风险分散效果越差。
0.1
2
1/3
0.1
0.05
3
1/3
E rp
2 p
0.15 0.10 0.00167
0.30 0.15 0.01167
资产组合的收益与风险
年 概率
1 1/3
2 1/3
3 1/3
E rp
2 p
资产组合
1
1 A 1B 22
0.075
2
1 A 4B 55
0.09
0.075
0.06
0.225
0.27
0.125
➢ 历史数据是母集团从取出的样本，所以历史数 据的平均值和方差以及标准差的定义可以参照 前面的样本的情形下各自的定义。
➢二、资产组合的收益和风险的度量
➢对于资产组合，组合的收益率：
rp
n i 1
riWi
➢Wi是资产i的权重，即投资比例。

的风险，还要考虑资产收益率相互之间的关系。
例：某投资公司已将50%的资金投资于A公司的股票，剩下50%的投资，投资经理决定在A 公司、B公司股票和无风险资产（收益率为3%）之间选择其一，哪一种选择更有利？A、 B公司的收益分布如下表所示。
原料生产的正常年份 股市的牛市 概率 A公司 B公司 无风险资产 收益率（%） 收益率（%） 收益率（%） 0.5 20 2 3 股市的熊市 0.3 10 -10 3 0.2 -20 40 3 原料生产危机年份
资产1所占 资产2所占 比重（W1） 比重（W2） ρ=+1 ρ=0 ρ=-1
r
σ
r
σ
r
σ
1.00 0.65 0.50 0.25 0.00
0.00 0.35 0.50 0.75 1.00
5.00 5.75 6.50 7.25 8.00
4.00 5.50 7.00 8.50 10.0
5.00 5.75 6.50 7.25 8.00
在马克维茨的投资组合理论中，投资组合的风险用投资组合的方差来衡量。 由两种资产组成的投资组合的方差为:
2 2 2 2 2 Var A B A W W WAWBCOVAB B A A BB 2
式（3.8）
包含n种资产的投资组合的方差为：
2 Var RP P
14
3.3 资产组合的收益和风险
经计算，三种选择方案投资组合的预期收益率和风险如下表示：
资产组合 全部投资于A公司股票 A、B公司股票各投资50% 预期收益率（%） 9 7.5 方差 0.0229 0.002425
A公司股票与无风险资产各投资50%
6
0.005725
以上的例子说明，尽管B公司股票本身波动性很大，但根据均值—方差决 策准则，由A、B股票构成的资产组合显然比A与无风险资产构成的组合具有优 势，原因是显而易见的，A公司与B公司的收益率是呈反方向波动的。因此，度 量资产组合的风险必须要考虑到各资产收益间的关系。

者在单一期间内以均值和方差标准来评价资产 和资产组合。该前提隐含证券收益率的正态分布 假设，正态分布的特性在于随机变量的变化规律 通过两个参数就可以完全确定，即期望值和方差 。
✓无交易成本，而且证券可以无限细分（即 证券可以 按任一单位进行交易）
✓资金全部用于 ，但不允许卖空；
✓证券间的相关系数都不是-1，不存在无风 险证券，而且至少有两个证券的预期收益 是不同的。
4、 者更偏好位于左上方的无差异曲线。 无差异曲线族：如果将满意程度一样的点连接
成线，则会形成无穷多条无差异曲线。
者更偏好位于左上方的无差异曲线。
5、不同的 者有不同类型的无差异曲线。
– – 风险厌恶型无差异曲线： – 由于一般 者都属于尽量回避风险者，因此我们主
要讨论风险厌恶型无差异曲线。
风险厌恶型无差异曲线
产2的标准差；w1为资产1在组合中的比重，(为：
(wrp1)= w1 +r1(1-w1) r2 （5.2）
当w1＝1时，则有σp=σ1，rp=r1
当w1＝0时，即有σp=σ2，rp=r2
因此，该可行集为连接（ 点的直线。如图。
，r1σ1）和（
，rσ2 2）两
E(rp)
（r1-,σ1）
（r2-,σ2） σp
则2.有如：果两种资产完全负相关，即ρ12 =-1，
= p (w1)
w1212
(1
w1)2
2 2
2w1 (1
w1)1
2
w11 (1 w1) 2
和：(wr1p )=w1 +r1(1-w1) r2 当w1=σ2/(σ1+σ2)时，σp=0
当w1≥σ2/(σ1+σ2)时， σp(w1)=w1σ1-(1-w1)σ2,则可得到：W1=f(σp)

0
-20
-40
-60 1955 1959 1963 1967 1971 1975 1979 1983 1987 1991 1995
英国30天国库券
Return (%)
160
140
平均收益率 = 8.3%
120
标准差 = 3.6%
100
80
60
40
20
0
-20
-40
-60 1955 1959 1963 1967 1971 1975 1979 1983 1987 1991 1995
预期收益率
第i项资产的
投资组合权数
3、证券组合风险的计算
收益率的协方差(Covariance)： 衡量组合中一种资产相对于其它资产的风险，
记作Cov(RA, RB)或σAB
协方差>0，该资产与其它资产的收益率正相关 协方差<0，该资产与其它资产的收益率负相关
AB pi RAi ERA RBi ERB
将得到的收益
收益率标准差或波动率: 衡量在任何一期收益
率偏离期望水平的程度
计算平均收益率
算术平均收益率
RA

R1

R2
T
RT
几何平均收益率
RG 1 R1 1 RT 1 T 1
计算收益率的标准差
计算各期收益率对算术平均收益率的偏差,即:
你可能首先会猜测，收益率服从正态分布（钟 形）
正态分布的特征可以完全由均值和标准差来刻 划 68% (95%) 的概率在均值的1 (2)个标准差范 围之内
英国股票收益率的频数分布
Frequency
16
14

0 0 θ1 ( X 10 − P θ2 ( X 2 − P20 ) 1 ) + 0 0 0 0 P P 1 θ1 + P 2 θ2 1 θ1 + P 2 θ2 0 0 0 θ1 P θ 2 P20 X10 − P X2 − P20 1 1 + 0 0 0 0 0 P P P P20θ 1 θ1 + P 2 θ2 1 1 θ1 + P 2 θ2
金融数学教材——第三章 资产组合理论
目录
第三章 资产组合理论 .................................................................................................................... 2 3.1 问题引入 ........................................................................................................................... 2 3.1.1 单一资产的收益与风险......................................................................................... 2 3.1.2 资产组合的收益与风险......................................................................................... 3 3.2 不存在无风险资产条件下的资产组合理论.................................................................... 4 3.2.1 期望-方差准则 ....................................................................................................... 4 3.2.2 数学准备 ................................................................................................................ 6 3.2.3 资产组合理论的假设条件..................................................................................... 7 3.2.4 资产组合前沿边界的推导..................................................................................... 8 3.2.5 前沿边界性质 ...................................................................................................... 13 3.2.6 P- 零协方差组合 .................................................................................................... 15 3.2.7 前沿资产与可行资产关系................................................................................... 17 3.2.8 q-零协方差组合 .................................................................................................... 19 3.3 存在无风险资产条件下的资产组合理论...................................................................... 21 3.3.1 资产组合前沿边界的推导................................................................................... 21 3.3.2 前沿边界性质 ...................................................................................................... 24 3.3.3 前沿资产与可行资产关系................................................................................... 28 3.4 VaR 风险度量下的资产组合理论.................................................................................... 30 3.4.1 从期望-方差准则到 VaR 与 C-VaR 风险度量 ...................................................... 30 3.4.2 数学基础 .............................................................................................................. 31 3.4.3 VaR 与 C-VaR 的概念、性质 ................................................................................. 32 3.4.4 VaR 与 C-VaR 准则下的资产组合理论 ................................................................. 39

E(Ri ) Rj
E
(R
j
)
i1
i1 j1 i j
N
NN
Wi2 E Ri E(Ri )2
WiWj E Ri E(Ri ) R j E(R j )
i1
i1 j1
i j
N
NN
Wi
2
2 i
WiW j ij
i 1
i1 j1
NN
i j
上式也可化为
2 p
WiW j ij
i1 j 1
第3章 资产组合理论与因素模型
3.1 现代资产组合理论的基本思想 3.2 资产组合的收益与风险 3.3 最佳资产组合的确定 3.4 因素模型
1
证券投资理论与实务（第二版）
2020/9/2
3.1.1 马克维茨资产组合分析
资产组合分析的起点：单个证券的信息。 一方面是来自于单个证券过去的历史表现；一方面
4
证券投资理论与实务（第二版）
2020/9/2
3.1.2 投资者的期望效用
马克维茨在资产组合可行集的基础上，设立了区别
有效资产组合与无效资产组合的准则。有效集具备
的条件：第一，必须是可行的；第二，如果存在比
该组合更大期望收益的组合，那么更大期望收益的
组合的方差也应更高；第三，如果存在比该组合更
低方差的组合，那么更低方差组合的期望收益也应
2 p
Rp
R2
R2
1
R1
2
2 p
两证券完全负相关时
Rp
R2
R1
1
R2
2
2 p
Rp
R2
R1
1
R2
2
2 p
11

r2
2
p
故命题成立，证毕。
投资学 第6章
9
两种资产组合（完全正相关），当权重w1从1 减少到0时可以得到一条直线，该直线就构成 了两种资产完全正相关的可行集（假定不允许 买空卖空）。
收益 Erp
(r1,1)
(r2 , 2 )
投资学 第6章
风险σp
10
6.2.3 两种完全负相关资产的可行集
▪ 两种资产完全负相关，即ρ12 =-1，则有
❖ 由所有有效资产组合构成的集合，称之为有效集 或有效边界。投资者的最优资产组合将从有效集 中产生，而对所有不在有效集内的其它投资组合 则无须考虑。
投资学 第6章
22
❖ 整个可行集中，G点为最左边的点，具有最小标准差。从 G点沿可行集右上方的边界直到整个可行集的最高点S（具 有最大期望收益率），这一边界线GS即是有效集。例如： 自G点向右上方的边界线GS上的点所对应的投资组合如Ｐ，
收益rp
投资学 第6章
19
风险σp
总结：可行集的两个性质
1. 在n种资产中，如果至少存在三项资 产彼此不完全相关，则可行集合将是 一个二维的实体区域
2. 可行区域是向左侧凸出的
➢ 因为任意两项资产构成的投资组合都位 于两项资产连线的左侧。
➢ 为什么？
投资学 第6章
20
不可能的可行集
收益rp
A
B
风险σp
i1
▪ 上式左右两边对wi求导数，令其一阶条件 为0，得到方程组
投资学 第6章
27
和方程
L
w1
n
wj1 j r1 0
j 1
L
w2
n
wj 2 j r2 0

－1 表明两种证券的收益率变化方向完全相反，称为完全负相关； ＋1 表明收益率变化方向完全相同，称为完全正相关； 0 则表示两个收益率之间不存在任何关系。 如果相关系数位于（－1，0）区间，则两种证券的收益率存在普通的 负相关关系； 如果相关系数位于（0，＋1），则收益率存在普通的正相关关系。
4
(4)资产组合的方差
式：
(R2
− R1 )2
×
σ
2 p
=
R
2 p
×
(σ
2 1
+
σ
2 2
− 2ρ12 ) +
[ ( ) ] 2Rp × ρ12σ1σ 2
R1 + R2
−
R2σ
2 1
−
R1σ
2 2
+
R22σ
2 1
+
R12
×
σ
2 2
− 2ρ12 R1R2
（4.17）
( ) 根据二次曲线的判别式，有Δ =
4(R1
−
R2 )2
σ
则两资产组合的期望收益率为： R p = W1 × R1 + W2 × R2
= W1 × R1 + (1 − W1 ) × R2 组合的方差为：
σ
2 p
= W12
×
σ
2 1
+ W22
×
σ
2 2
+ 2W1 ×W2
× σ 12
（4.12）
=
W12
×
σ
2 1
+ W22
×σ
2 2
+
2ρ12
× W1
× W2
×σ1