基于蒙特卡洛算法的欧式期权定价问题研究
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基于蒙特卡洛方法的期权定价模型研究在金融市场中,期权的定价一直是一个广受关注的问题。
传统的期权定价方法,例如Black-Scholes模型,是基于对未来股票价格的预测以及等价套利原理的假设。
然而,在实际的市场中,股票价格的波动性往往是一个无法预测的随机过程。
为了更准确地预测期权的价格,基于蒙特卡洛方法的期权定价模型被提出。
蒙特卡洛方法是一种基于大量随机模拟的计算方法。
在期权定价问题中,蒙特卡洛方法可以通过大量模拟随机股票价格的变化来估计期权的价格。
其原理是,通过对未来股票价格的大量模拟,计算出每一种价格变化的可能性以及其对应的收益,再通过加权平均来估计期权的价格。
具体来说,基于蒙特卡洛方法的期权定价模型可以分为以下几个步骤:第一步,随机模拟股票价格的变化。
在这一步中,需要确定股票价格的随机变化过程,通常使用黑-斯科尔斯模型或几何布朗运动模型进行模拟。
第二步,计算期权的收益。
通过对股票价格变化的每个模拟结果进行计算,得出期权的每个模拟结果下的收益。
第三步,对所有模拟结果的收益进行加权平均,并折现到现在的价值。
这一步需要考虑到期权的时间价值和无风险利率等因素。
第四步,通过加权平均后的结果得出期权的估计价格。
基于蒙特卡洛方法的期权定价模型相比传统模型,具有更强的灵活性和准确性。
通过蒙特卡洛方法,可以模拟出股票价格任何可能的变化,并计算出每一种变化下的期权收益。
这一点在预测波动性较大的市场中尤为重要。
当然,基于蒙特卡洛方法的期权定价模型也存在一些局限性。
首先,随机模拟的数量越多,计算量就越大,所需的计算资源也越多。
其次,模型所依据的股票价格随机变化过程可能与实际情况存在一定的差异,这会对模型的准确性造成一定的影响。
最后,这种模型并不能完全避免市场风险的影响,因此投资者在决策时仍需谨慎。
总之,基于蒙特卡洛方法的期权定价模型是一个重要的工具,可以帮助投资者更准确地预测期权价格,并在期权投资中做出更明智的决策。
材料五:蒙特卡洛方法模拟期权定价1.蒙特卡洛方法模拟欧式期权定价利用风险中性的方法计算期权定价:ˆ()rt Tf e E f -= 其中,f 是期权价格,T f 是到期日T 的现金流,ˆE是风险中性测度 如果标的资产服从几何布朗运动:dS Sdt sdW μσ=+则在风险中性测度下,标的资产运动方程为:20exp[()]2T S S r T σ=-+对于欧式看涨期权,到期日欧式看涨期权现金流如下:2(/2)max{0,(0)}r T S e K σ-+-其中,K 是执行价,r 是无风险利率,σ是标准差, ε是正态分布的随机变量。
对到期日的现金流用无风险利率贴现,就可知道期权价格。
例1 假设股票价格服从几何布朗运动,股票现在价格为50,欧式期权执行价格为52,无风险利率为0.1,股票波动标准差为0.4,期权的到期日为5个月,试用蒙特卡洛模拟方法计算该期权价格。
下面用MATLAB 编写一个子程序进行计算:function eucall=blsmc(s0,K,r,T,sigma,Nu)%蒙特卡洛方法计算欧式看涨期权的价格%输入参数%s0 股票价格%K 执行价%r 无风险利率%T 期权的到期日%sigma 股票波动标准差%Nu 模拟的次数%输出参数%eucall 欧式看涨期权价格%varprice 模拟期权价格的方差%ci 95%概率保证的期权价格区间randn('seed',0); %定义随机数发生器种子是0,%这样保证每次模拟的结果相同nuT=(r-0.5*sigma^2)*Tsit=sigma*sqrt(T)discpayoff=exp(-r*T)*max(0,s0*exp(nuT+sit*randn(Nu,1))-K)%期权到期时的现金流[eucall,varprice,ci]=normfit(discpayoff)%在命令窗口输入:blsmc(50,52,0.1,12/5,0.4,1000)2. 蒙特卡洛方法模拟障碍期权定价障碍期权,就是确定一个障碍值b S ,在期权的存续期有可能超过该价格,也可能低于该价格,对于敲出期权而言,如果在期权的存续期标的资产价格触及障碍值时,期权合同可以提前终止执行;相反,对于敲入价格,如果标的资产价格触及障碍值时,期权合同开始生效。
拟蒙特卡洛模拟方法在期权定价中的应用研究杨首樟1,任燕燕2(1.伯明翰大学,英国;2.山东大学 经济学院,山东济南 250100)摘要:不断变化的市场利率、汇率,难以预测的突发事件,以及各种复杂情形都对金融衍生产品定价方法提出了更高的要求。
蒙特卡洛模拟是一种比较有效的衍生品定价方法,它通过伪随机序列模拟标的资产价格的路径,对相应的期权进行定价,但它存在着一定的弊端:收敛速度慢,不能通过增加模拟次数有效地逼近真值。
拟蒙特卡洛模拟对蒙特卡洛模拟进行了改进,用低差异序列代替伪随机序列,提高了模拟的准确性。
论文利用蒙特卡洛和拟蒙特卡洛模拟方法 对欧式期权进行定价,对两种方法进行比较分析,结果表明在低维情况下拟蒙特卡洛模拟方法可以得到更加精确地效果,收敛速度也比较快;在高维情况下通过修正也达到同样的效果。
关键词: 蒙特卡洛;拟蒙特卡洛; 欧式期权;Black-Scholes定价模型中图分类号:F830.91;F224 文献编码:A DOI:10.3969/j.issn.1003-8256.2017.01.0070 引言在过去的二十年中,期权作为管理风险和投机的工具得到了迅速的发展,同时也引发了对于期权定价的研究。
由于期权的价格受市场供求的影响,进而影响交易双方的收益,使得期权定价研究成为期权交易中的一个重要部分。
但由于市场的复杂性以及不可预见性,使得期权的定价非常复杂,当所求问题的维度不高于三维的时候,运用传统的数值方法,例如,二叉树方法、有限差分法等就可以得到比较理想的结果,但当问题的维度比较高的时候,这些传统数值方法表现就不太理想,这就是所谓的“维度灾难”。
为了解决更加复杂的问题,诸多学者提出了蒙特卡洛方法。
蒙特卡洛方法的基本思想是通过建立一个统计模型或者随机过程,使它的参数等同于所求问题的解,再通过反复的随机取样,计算参数的估计值和统计量,从而得到所求问题的近似解,当抽样次数越多的时候近似解就越接近于真实值,其基本原理就是大数定理和中心极限定理。
蒙特卡罗模拟与欧式期权定价蒙特卡罗模拟进行期权定价的核心在于生成股票价格的随机过程。
9.2节中,在期权到期的T 时刻,标的股票价格的随机方程为:)ex p()ex p(T T T T S Y S S εσμ+== 其中,随机变量ε服从标准正态分布,即服从N(0,1),随机变量T Y 服从正态分布,其均值为T T )5.0(2σμμ-=,方差为T T σσ=,μ为股票的收益率,σ为股票的波动率。
期权的收益依赖于T S 在风险中性世界里的期望值,因此对于风险中性定价,股票的收益率(μ)可以用无风险利率r 减去连续红利收益率q 代替,也就是(r-q )。
于是风险中性定价的T S 随机方程为:])5.0ex p[(2T T q r S S T εσσ+--=其中ε服从标准正态分布。
上式中的股价运动过程与前面二叉树定价中的一样。
蒙特卡罗模拟随机产生一组股价终值T S 的样本值,即模拟试验。
然后为每一个样本值计算期权收益并记录下来。
产生足够多的样本值后,就可以得到期权收益的分布,通常需要计算分布的均值和标准差。
模拟试验的代数平均值常用来估计期权收益分布的期望值,然后用无风险利率对其折现来得到看涨期权的价格。
图1中欧式期权的有效期是六个月,其标的资产是连续红利收益率为3%的股票。
表中有36个期权收益的模拟试验,用它们可以估计出期权收益期望值的折现。
Using Monte Carlo Simulation to Value BS Call Option :利用蒙特卡罗模拟来为布莱克-舒尔斯看涨期权定价图1 期权信息及5个(从36个模拟数据得到)期权收益模拟结果每个模拟试验产生一个终值股价(T S 的一个样本值)和一个期权收益值。
在B 列中用Excel 的RAND 函数来产生服从均匀分布的随机数,然后在C 列用标准正态分布函数NORMSINV 将其转换成随机样本。
RAND 函数产生[0,1]间服从均匀分布的随机数。
蒙特卡罗模拟在期权定价中的应用研究蒙特卡罗模拟是一种重要的金融工程方法,广泛应用于期权定价、风险管理、金融衍生品估值等领域。
蒙特卡罗模拟的核心思想是通过随机模拟,计算所需的数学期望值,从而得出目标结果。
在期权定价领域,蒙特卡罗模拟能够帮助投资者更好地理解市场风险与收益,减少不确定性,提高投资收益。
一、期权定义与定价模型期权是一种金融工具,它赋予购买者在未来某个时间内买入或卖出某种资产的权利,而不是义务。
期权的价格由多种因素决定,如股票价格、剩余到期时间、波动率等。
根据期权价格与未来股票价格的关系,期权被分为两类,即认购期权和认沽期权。
认购期权是指购买者有权在未来固定时间内以固定价格购买股票,认沽期权则是指购买者有权在未来固定时间内以固定价格出售股票。
根据期权定价的模型,我们可以将其分为两类:基于风险中性定价理论的模型和基于实证数据的模型。
前者通过假设市场上不存在套利空间,以确定的无风险利率对期权进行定价;后者则基于市场实际数据,逐步优化模型参数,通过历史数据预测未来。
二、蒙特卡罗模拟在期权定价中的应用蒙特卡罗模拟在期权定价中的应用较为广泛。
它通过生成大量随机序列,利用随机样本点的模拟结果,来计算期权的价值。
具体来说,这个过程可以分为以下几步:1. 生成随机序列随机序列是蒙特卡罗模拟的核心。
在期权定价中,我们常常采用随机变量模拟股票价格随时间变化的情况,从而得出期权价格。
以欧式期权为例,我们可以根据股票的风险中性测度构造几何布朗运动随机过程,通过此过程生成随机序列。
2. 计算随机路径下的收益/损失随机序列产生后,我们需要计算每个随机路径下对应的期权价格。
具体来说,也依靠几何布朗运动过程,计算在这一路径下期权实际收益/损失的数值。
3. 取期望值估算期权价格我们通过模拟得到多个随机序列的期权收益/损失,然后将所有结果求和取平均值,得出期望值。
而期望值即为期权在当前股票价格等因素下的市场价格,也是蒙特卡罗模拟得出的期权价格。
基于蒙特卡罗模拟在天气期权定价中的运用摘要:本文对蒙特卡罗模拟和广泛运用于传统金融衍生品定价中的布莱克-舒尔斯-莫顿期权定价模型进行比较,认为数值型期权定价方法蒙特卡罗模拟更适用天气期权定价。
关键词:天气期权;定价;蒙特卡罗模拟0 引言随着世界经济的一体化,世界金融市场上金融衍生产品的日益丰富,天气衍生产品也应运而生。
天气衍生产品自从诞生以来交易的金额、种类、参与者的数目等都有了巨大的上升,因此伴随着天气衍生产品的快速发展,对天气衍生产品定价的研究就变得越来越重要。
本文就基于蒙特卡罗模拟在天气期权定价中的应用问题进行了研究。
1 天气期权概述天气期权作为天气衍生品的一种,是指赋予购买者在规定期限内按照交易双方事先约定的价格购买或出售一定数量某种天气指数的权利。
它与传统期权产品的基本原理相同,区别在于天气期权标的物并不是可用于交换的商品,而是某种天气指数。
就目前天气衍生产品发展现状来看,这种天气指数可以为气温指数、降雨量指数、降雪量指数、风速指数、湿度指数等等。
天气期权的标的物并不是某种可用于交易的商品,而是某种天气指数,天气指数我们通常使用气温、降雨量、降雪量等来加以定量测量。
例如作为最常用的天气指数气温我们通常用的指标是温值(Degree Day,DD),用它来测量每日的平均气温与事先确定的基础气温(基线)的偏差。
其中两个最基本的气温指数是取暖指数(Heat Degree Day,HDD)和制冷指数(Cool Degree Day,CDD),在美国一般将华氏65 度作为一个基础气温(基线),将华氏65 度换算成摄氏度即为摄氏18.33 度。
当气日常温低于这个基础气温时,人们开始使用升温设备来提升温度,当气温低于这个基础气温时,人们开始使用制冷设备来降低温度。
通过日平均气温与气温基线可以计算出日温值,进而计算出HDD=Max(0,华氏65度-日平均气温)和CDD=Max(日平均气温-华氏65度),例如某日平均气温为45度,那么HDD就是20,CDD就是0。