二叉树模型ppt课件

二叉树模型1第十章第十章 二叉树模型二叉树模型 为期权和其它衍生证券进行估值的一个 有用和很常见的方法是构造二叉树图(binoinial tree)。 二叉树树图表示了衍生证券的标的资产 价格在有效期内可能遵循的路径。 二叉树模型21、单步二叉树定价 1）条件： 假设一种股票当前价格为$20，三个月后的价格将可能为$22或$18。 假设股票三个月内不付红利。 欧式看涨期权执行价格$21，有效期为三个月。一、单步二叉树模型一、单步二叉树模型 二叉树模型3二叉树模型4 2）定价思路： 构造一个股票和期权的组合，使得在三个月末该组合的价值是确定的。 它的收益率一定等于无风险收益率。 由此得出该期权的价格。 二叉树模型5 3 3）构造组合：）构造组合：该组合包含一个该组合包含一个 股股票多头头股股票多头头寸和一个看涨期权的空头头寸。寸和一个看涨期权的空头头寸。 二叉树模型6 上升时：股票价格从$20上升到$22，期权的价值为$l，该证券组合的总价值为22-1； 下降时：股票价格从$20下降到$18，期权的价值为零，该证券组合的总价值为18。二叉树模型7 如果选取某个值，以使得该组合的终值对两个股票价格都是相等的，则该组合就是无风险的。 221=18 =0.25 二叉树模型8一个无风险的组合是：一个无风险的组合是：多头：多头：0.250.25股股票股股票空头：一个期权空头：一个期权 二叉树模型9 4）定价： 如果股票价格上升到$22，该组合的价值为：220.254.5 如果股票价格下跌到$18，该组合的价值为：180.254.5 无论股票价格是上升还是下降，在期权有效期的末尾，该组合的价值总是$4.5。 二叉树模型10在无套利均衡的情况下，无风险证券组合的盈利必定为无风险利率。假设在这种情况下，无风险利率为年率12。该组合现在价值一定是$45的现值。即：4.5e-0.120.25=4.3674 二叉树模型11 股票现在的价格已知为$20。 假设期权的价格由f来表示。 现在该组合的价值：200.25f=5f 即f=0.633 二叉树模型12 5）偏离均衡价格时的套利： 如果期权的价值超过了$0.633，构造该组合的成本就有可能低于$4.367，并将获得超过无风险利率的额外收益； 如果期权的价值低于$0.633，那么卖空该证券组合将获得低于无风险利率的资金。 二叉树模型13 2、一般结论 1）条件： 考虑一个无红利支付的股票，股票价格为S。 基于该股票的某个衍生证券的当前价格为f。 假设当前时间为零时刻，衍生证券给出了在T时刻 的盈亏状况 。二叉树模型14二叉树模型15 2）构造组合： 一个证券组合由股的股票多头和一个衍生证券空头来组成。 如果股票价格上升,在有效期末该组合的价值为： Sufu 如果股票价格下降，在有效期末该组合的价值为： Sdfd 二叉树模型16当两个价值相等时：Sufu =SdfdSdSuffdu二叉树模型173）定价：该组合是无风险的，收益必得无风险利率。在T时刻的两个节点之间运动时，是衍生证券价格变化与股票价格变化之比。无风险利率用r来表示。二叉树模型183、股票预期收益的无关性 衍生证券定价公式没有用到股票上升和下降的概率。 人们感觉：假设如果股票价格上升的概率增加，基于该股票的看涨期权价值也增加，看跌期权的价值则减少。 二叉树模型19 原因： 根据标的股票的价格估计期权的价值。未来上升和下降的概率已经包含在股票的价格中。 它说明：当根据股票价格为期权估值时，我们不需要股票价格上涨下降的概率。 二叉树模型20二、风险中性估值二、风险中性估值 1、预期价格与无风险利率 变量p解释为股票价格上升的概率，于是变量1p，就是股票价格下降的概率。 在T时刻预期的股票价格ST： E（ST）=pSu+(1-p)Sd 即E（ST）=pS（u-d）+Sd 。 二叉树模型21 将P代入上式，化简得： E（ST）=SerT 即：平均来说，股票价格以无风险利率增长。 因此，设定上升运动的概率等于p就是等价于假设股票收益等于无风险利率二叉树模型22 则衍生证券的预期收益：pfu+(1-p)fd 衍生证券的价值是其未来预期值按无风险利率贴现的值 。二叉树模型23 2、风险中性世界(risk-neutral wrld)：我们将把每一个人是风险中性的世界称为风险中性世界。 在这样的世界中，投资者对风险不要求补偿，所有证券的预期收益率是无风险利率。 上升运动的概率为p时，我们就在假设一个风险中性世界 。二叉树模型24 3、风险中性估值(risk-neutralvaluation)：把金融资产放在风险中性的世界去估值 即为期权和其它衍生证券估值时，世界是风险中性的。 在风险中性世界中得到的价格，在现实世界中也是正确的。 二叉树模型254、风险中性定价举例：二叉树模型26 求风险中性概率p 在风险中性世界，股票的预期收益率一定等于无风险利率12。 则有：22p+18(1-p)=20e0.120.25 即 4p=20e0.120.25-18 p=O.6523。 二叉树模型27 期权定价: 在三个月末尾:看涨期权价值为$1的概率为0.6523，价值为零的概率为0.3477。 看涨期权的期望值为：0.65231+0.34770=$0.6523 期权现在的价值： f=0.6523e-0.120.25 =0.633二叉树模型28三、两步二叉树图三、两步二叉树图 1、两步二叉树图的例子 1）条件： 开始的股票价格为$20，并在两步二叉树图的每个单步二叉树图中，股票价格可以上升10或者下降10。 我们假设在每个单步二叉树的步长是三个月，无风险利率是年率12。 期权的执行价格为$21二叉树模型29二叉树模型30二叉树模型31二叉树模型32 2）定价： 计算在节点B的期权价格： u=1.1,d=0.9,r=0.12,T=0.25,p=0.6523. 节点B的期权价格为：e-0.120.25(0.65233.2十0.34770)=2.0257 同理求出节点C的期权价格为：0二叉树模型33 计算节点A的期权价格: 知道在节点B的期权价值为2.0257;以及在节点C的期权价值为零。 因此，节点A的期权价值： e-0.120.25(0.65232.0257十0.34770)=1.2823 于是期权的价格为:$1.2823 二叉树模型34 注意:在构造这个例子时 u和d(股票价格上升和下降的比率)在树图的每个节点上是相同的; 每个单步二叉树的时间长度是相等的; 在每个节点的风险中性的概率p都是相同的二叉树模型352.2.一般结论一般结论 初始股票价格为S。 在每个单步二叉树中，股票价格或者上升到初始值的u倍，或下降到初始值的d倍。 我们假设无风险利率是r。 每个单步二又树的时间长度是t年。 二叉树模型36二叉树模型37 p2,2p(1-p),(1-p)2是达到最后上、中、下三个节点的概率。 衍生证券的价格等于它在它在风险中性世界的预期收益按无风险利率贴现的值。二叉树模型38 如果在树图中加入更多的步(step)以推广应用二叉树图方法，风险中性估值的原理一直是成立的。 衍生证券的价格总是等于它在风险中性世界的预期收益按无风险利率贴现的值。 二叉树模型393 3、看跌期权的例子、看跌期权的例子 1）条件： 一个两年期欧式看跌期权，股票的执行价格为$52，当前价格为$50。 假设价格为两步二叉树，每个步长为一年。 在每个单步二叉树中股票价格或者按比率上升20，或者按比率下降20。 假设无风险利率是5。 二叉树模型40二叉树模型412）定价：风险中性概率P的值为： 最后股票的可能价格为$72、$48和$32。 在这种情况下，fuu=0,fud=4,fdd=20,t=1， 利用公式，我们有： 6282. 08 . 02 . 18 . 0105. 0ep二叉树模型42 f = e-20.051(0.628220十20.62820.37184十0.3718220) =4.1923 看跌期权的价值是$4.1923。 利用每个单步二步二叉树向回倒推算，也可以得到这个结果。二叉树模型43四、美式期权四、美式期权 1、方法： 从树图的最后末端向开始的起点倒推计算。 在每个节点检验提前执行是否最佳。 在最后节点的期权价值与欧式期权在最后节点的期权价值相同。 二叉树模型44 在较早的一些节点，期杈的价值是取如下两者之中较大者： 1）由公式f=e-rTpfu+(1-p)fd 求出的值。 2）提前执行所得的收益。 二叉树模型45 2、例： 1）条件： 考虑一个两年期美式看跌期权，股票的执行价格为$52，当前价格为$50。 假设价格为两步二叉树，每个步长为一年，在每个单步二叉树中股票价格或者按比率上升20，或者按比率下降20。 假设无风险利率是5。 二叉树模型462）、定价 在节点B，期权的价值为$1.4147，而提前执行期权的损益为负值(-$8)。在节点B提前执行不是明智的，此时期权价值为1.4147。 在节点C，期权的价值为$9.4636，而提前执行期权的损益为$12.0。在这种情况下，提前执行是最佳的，因此期权的价值为$12.0。二叉树模型47 在初始节点A，求出的期权价值为:f= e-0.051(0.62821.4147十0.371812.0)=5.0894 而提前执行的价值为$2.0。 在这种情况下，提前执行是不明智的。 因此期权的价值为$5.0894。 二叉树模型48二叉树模型49 五、五、DeltaDelta 股票期权的Delta：是股票期权价格的变化与标的股票价格的变化之比。 它与在较早时引入的是相同的。二叉树模型50 Delta是为了构造一个无风险对冲，对每一个卖空的期权头寸我们应该持有的股票数目。 构造无风险对冲有时就称之为Delta对冲(delta hedging)。 看涨期权的Delta是正值，而看跌期权的Delta是负值。 二叉树模型51二叉树模型52 计算该看涨期权的Delta如下： (1-0)/(22-18)=0.25 这是因为当股票价格从18变化到22时，期权价格从O变化到1。 二叉树模型53二叉树模型54 第一个时间步 Delta=(2.0257-0)/(22-18)=0.5064 第二个时间步价格向上变动 Delta=（3.2-0）/(24.2-19.8)=0.7273 第二个时间步价格向上变动 Delta= （0-0）/（19.8-16）=0 二叉树模型55 两个时间的步的例子说明，Delta值随时间而变化。 这意味着利用期权和标的股票来保持一个无风险对冲，我们需要定期调整我们所持有的股票数量。二叉树模型56六、二叉树图方法在实际中的应六、二叉树图方法在实际中的应用用 在实际中应用二叉树图方法时，通常将期权有效期分成30或更多的时间步。 在每一个时间步，就有一个二叉树股票价格运动。 30个日时间步意味着最后有31个终端股票价格(terminal stock prices)，并且230即大约10亿个可能的股票价格路径。 二叉树模型57 从股票价格波动率，可以确定u和d的值。 可以有许多种不同的方式做到这一点。 定义t为单步时间步长，种可能的设定： udeut1二叉树模型58定义一个树图的完整方程式为 ：dudepedeutrtt