Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Математические методы финансового анализа..pdf
Скачиваний:
9
Добавлен:
05.02.2023
Размер:
2.72 Mб
Скачать

84

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Так как Cov(

 

,

 

 

T

 

 

 

0

(где

 

 

 

 

 

 

( x

 

)

 

 

 

x

T

 

 

 

x

z

) z

Vx

min

x

min

min

i

i

min

 

 

 

min

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

zi i zT ), то в результате эффективное множество в системе

 

 

i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

координат ( x , x ) будет определяться следующими формулами:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x*

 

x

min

 

z

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x*

x

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

min

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

6.4. Модель Марковица с безрисковым активом

 

 

 

 

Пусть инвестор формирует портфель из N

рисковых активов Ai , i 1, N с

 

N

вектором ожидаемых доходностей μ ( i )i1 и матрицей ковариаций V (Vij

и безрискового актива A с детерминированной доходностью .

0

0

 

 

Предполагается, что i 1,...,N : и матрица ковариаций V

i

0

 

 

положительно определена, т.е. решение задачи оптимизации существует и единственно. Для любого портфеля x из достижимого множества

)N

i, j 1

 

 

 

 

 

 

X

 

 

, x ,...,

 

 

 

 

 

 

 

(x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

имеем:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x x0 0 xi i ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i 1

 

или в векторной форме

 

 

N

N

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xi x jVij

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i 1 j 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

N

, x (x

, ..., x

 

)

 

 

 

где

e

(1, ...,1) R

 

 

.

 

 

 

 

 

 

1

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

N

 

 

N

):

x 1

 

 

i

 

 

 

i0

 

 

x x0 0 μT x,x2 xTVx,

(6.8)

Определение эффективного портфеля может быть сведено к следующим задачам оптимизации.

1. Если критерием оптимальности является минимальный риск при заданном значении m ожидаемой доходности портфеля, то получаем задачу оптимизации:

xTVx min

0x0 μT x m,

x eT x 1.

0

 

Решение задачи находится из системы N 3

линейных уравнений с N 3

неизвестными:

где

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

85

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

0

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2Vx μ e 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

μ

 

x m,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

0

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

e

T

x

1,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

– множители Лагранжа. Получаем:

 

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

(m )

 

T

 

1

 

e),

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e V

(μ

 

 

 

 

 

 

 

0

d

2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(m )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x (x ,

 

 

 

T

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

..., x

N

)

 

 

 

 

 

 

V

(μ e).

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

d

2

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

2

 

 

T

V

1

(μ e)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(μ e)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решая задачу оптимизации для каждого m [ 0, max{ i, i 1, N}], получаем эффективное множество, которое в случае существования безрискового

актива будет иметь в системе координат (

x

,

x

) форму луча (рис. 6.4).

 

 

 

Для справки

 

 

 

 

2 x

x

T

Vx

(m

0

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(m

0

)

x

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

0

d

 

 

 

 

 

 

 

 

x

R

L

0 xmin

)

,

x

2

m 0

B

 

T

1

e)

0

e) V

 

 

 

0

 

d x ; так как x

(m

)

2

 

 

0

 

,

 

2

 

d

 

 

 

 

 

 

x

T x

0

0

 

x

m

, то

Рис. 6.4. Эффективное множество при наличии безрискового актива

2. Если эффективный портфель определяется с учетом отношения инвестора к риску, то задача оптимизации будет иметь следующий вид:

86

2

( x

 

T

T

 

μ x) x Vx max

 

0

0

 

 

x

e

T

x 1,

 

 

 

0

 

 

 

 

 

где 0

характеризует терпимость инвестора к риску. Решение задачи

находится из системы N 2

линейных уравнений с N 2

неизвестными:

 

2 0,

 

 

0

 

 

2 μ 2Vx e 0,

 

 

T

 

 

x e x 1,

 

 

0

 

где – множитель Лагранжа.

 

Решение имеет вид:

(6.9)

x V

1

(

 

T

 

1

(

 

 

e) , x

1 e

V

 

e) .

 

 

0

0

 

 

 

0

 

Таким образом, эффективный портфель можно представить в следующем виде:

 

 

 

 

 

(x , x ,..., x

N

)T x

(z z) ,

(6.10)

 

 

 

 

 

 

0 1

 

min

0

 

 

где x

 

 

 

 

T

R

N 1

– портфель с минимальной дисперсией, для

min

(1, 0,..., 0)

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

которого

;

( e);

 

 

 

 

 

z e V

1

 

 

 

 

 

0

 

T

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z (z ,...,z

 

T

 

 

 

 

 

 

N

 

 

– вектор, обладающий свойством: z

z

0 , причем:

N

)

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

0

i 1 i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z V 1 ( e)

 

 

Решая задачу оптимизации для каждого 0

0

 

 

, получаем эффективное множество

(рис. 6.4) в виде луча.

Докажем, что в случае наличия безрискового актива эффективное множество в

системе координат (

x

,

 

x

 

) является лучом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

xTVx 2

( e)T V 1VV 1( e)

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

T

V

1

( e)

2

d

2

,

где d

2

 

 

 

 

T

1

( e) .

 

( e)

 

 

 

 

 

( e) V

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

0

Таким образом,

x d

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

T

 

1

 

 

 

 

 

 

 

x

T

x

 

 

 

 

 

 

T

 

( e)

 

V

(

e)

 

x

 

0

0

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

0

 

( e)T V

1( e) d 2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Окончательно получим:

 

x

d 2

 

 

d

x

 

 

, т.е. получили уравнение луча

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

с началом в точке

(0, 0 ) , которая соответствует портфелю с минимальной

дисперсией xmin (1, 0,..., 0) . Луч будет касаться эффективного множества, не

имеющего безрискового актива (рис.6.4). Точка касания R соответствует портфелю, состоящему только из рисковых активов. Любая точка L слева от характеризует портфель, для которого x0 0 , т.е. когда инвестор делает

вложения в безрисковый актив. Для любой точки B справа от R x0 0 , т.е. инвестор заимствует безрисковый актив.

R

87

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.5. Модель Марковитца в случае наличия дополнительных линейных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ограничений

Предположим, что инвестор формирует портфель из N рисковых активов с

вектором весов x (x )N

, вектором ожидаемых доходностей

 

 

 

 

 

i

i 1

 

 

 

 

 

 

μ (

)

N

( i j :

 

 

 

, i, j 1,N)

и положительно определенной матрицей

i 1

i

j

i

 

 

 

 

 

 

 

ковариаций V (V )

N

 

1

. При этом существуют дополнительные линейные

 

 

 

 

 

ij

i, j

 

 

 

 

ограничения на эффективное или достижимое множество, например, запрет на

осуществление короткой продажи

x 0,

i 1,N

или требование покупки одних

 

i

 

K 1,...,N и т.д. Отметим, что

активов за счет продажи других:

xk 0 , где

k K

 

 

 

ограничение на достижимое множество (6.1) может принять следующую форму:

N x 1.i i1

Задачу оптимизации в случае наличия дополнительных линейных ограничений можно сформулировать в общем виде следующим образом:

 

 

 

 

 

 

 

 

T

T

 

 

 

 

 

 

 

2 μ x x Vx max

(6.11)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ax b

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где A

– матрица [M , N], b – вектор [M ,1], определяющие ограничения на

 

достижимое или эффективное множество.

 

 

 

Функция Лагранжа определяется следующим образом:

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

T

T

(Ax b),

 

 

 

 

 

L(x,λ) 2 μ x x Vx λ

 

 

где λ

T

( ,...,

M

) – вектор множителей Лагранжа. В соответствии с теоремой

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Куна-Таккера решение задачи (6.11) должно удовлетворять системе:

 

 

 

 

 

2 μ 2Vx A λ 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

λ

T

(Ax b) 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

i 1,M

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

Решением системы является кусочно-непрерывная функция x*( ) , имеющая

разрывы в некоторых точках

1,

2

,...

, в которых не выполняются ограничения

задачи оптимизации. Следовательно, эффективное множество в системе

координат

(

x

,

x

)

будет также кусочно-непрерывным (рис.6.5).