Математические модели оценки финансовых активов. Учебное пособие
.pdf
выпуклостью (convexity) облигации называется величина
C = |
1 d2P |
; |
(6.5.3) |
|||
|
|
|
||||
P dy2 |
||||||
|
|
|
||||
ценовой выпуклостью (dollar convexity) облигации называется величина
|
DC = |
d2P |
|
(6.5.4) |
||
|
dy2 |
|||||
|
|
|
||||
В этих обозначениях формула (6.4.5) принимает вид |
|
|||||
|
1 |
|
|
|
||
P |
D P y + |
|
C P ( y)2 |
(6.5.5) |
||
2 |
||||||
Замечание. Также на практике применяется величина DV BP (Dollar Value of a Basis Point) или DV 01, равная
DV BP = DD 4y = D P0 0:0001;
где число 0:0001 представляет собой изменение процентной ставки на 1 базисный пункт или 0.01%.
Пример 6.6. Для бескупонной облигации с номиналом F и сроком погашения T имеем
|
F |
dP |
|
|
d |
|
F |
|
|
(T ) F |
|
T |
|
||
P = |
|
|
|
= |
|
|
|
|
= |
|
= |
|
P |
||
(1 + y)T |
) dy |
dy (1 + y)T |
(1 + y)T +1 |
1 + y |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||
Таким образом, D = 1+T y – модифицированная дюрация бескупонной облигации, при этом срок до погашения T = D (1 + y):
Далее
d2P |
= (T )(T |
1) |
F |
= |
T (T + 1) |
P ) C = |
T (T + 1) |
dy2 |
(1 + y)T +2 |
(1 + y)2 |
(1 + y)2 |
В ряде случаев дюрация и выпуклость не могут быть посчитаны аналитически, так как в этих случаях не существует аналитической формулы для цены облигации. Вместо формул в этих случаях применяются численные модели, которые позволяют
61
проводить оценку облигации при различных предположениях относительно доходности.
Если проценты начисляются и выплачиваются один раз в период (в конце периода), то дюрацией (или дюрацией Маколея) облигации называется величина
D = D (1 + y) |
(6.5.6) |
Если проценты начисляются m раз в период, а выплачиваются в конце периода, то дюрацией облигации называется величина
D = D (1 + |
y |
) |
(6.5.7) |
|
|||
|
m |
|
|
Замечание. Если устремить m к бесконечности, то получим равенство D = D , таким образом, при непрерывном начислении процентов величины дюрации и модифицированной дюрации совпадают.
6.6 Интерпретация и свойства дюрации
ивыпуклости
Вобщем случае для облигации имеем
dy = |
T |
(1 + |
y)t+1 = |
T |
(1 + yt)t |
# P 1 + y = |
1 + y P; |
|
=1 |
"t=1 |
|||||||
dP |
Xt |
t |
Ct |
X |
t C |
|
1 P |
D |
|
|
|
|
|
|
|
||
следовательно
D = |
1 |
T |
t Ct |
|
|
Xt |
(1 + y)t |
||
P |
||||
=1 |
||||
|
|
|
||
Утверждение 6.7. (Экономическая интерпретация дюрации). Дюрация это среднее время ожидания платежей, взвешенное по приведенной стоимости соответствующего платежа.
62
Доказательство. Действительно
|
|
|
|
|
|
T |
|
|
|
|
|
|
|
T |
|
|
|
Ct |
T |
|
|
|||||
|
|
1 |
|
|
Xt |
|
t Ct |
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|||||||
D = |
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
(1+y)t |
|
|
= t |
|
w ; |
|||||||||||
|
|
(1+y) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
T |
|
|
|
(1 + y)t |
|
X |
|
|
T |
(1+y) |
X |
|
t |
||||||||||||
|
|
Ct |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cs |
|
|
|||||||||||
|
P |
|
|
t |
=1 |
|
|
|
Ct |
|
t=1 |
TP |
s=1 |
|
s |
t=1 |
|
|
||||||||
|
t=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Xt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
wt = |
|
|
|
(1+y)t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
(1+y) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
P |
T |
|
Cs |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s=1 |
|
|
|
s |
|
=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Утверждение 6.8. Справедливо следующее соотношение между сроком погашения, дюрацией и модифицированной дюрацией облигации:
D 6 D 6 T; |
(6.6.1) |
при этом
1.D = D только при непрерывном начислении процентов
2.D = T только для бескупонных облигаций
Сувеличением купонной ставки дюрация облигации уменьшается, что иллюстрируется рисунком:
Утверждение 6.9. Дюрация бесконечных облигаций равна
Dc = 1 + y < +1 y
63
Доказательство. Из формулы для цены бесконечной облигации получаем
|
cF |
|
dP |
|
cF (1) |
|
1 |
|
Dc |
1 + y |
|
||
P = |
|
) |
|
= |
|
|
= |
|
P = |
|
P ) Dc = |
|
< +1 |
y |
dy |
|
y2 |
y |
1 + y |
y |
|||||||
Замечание. При фиксированном размере купонной ставки справедлива оценка верхней границы дюрации облигации:
D 6 Dc = 1 + y y
Пример 6.10. y = 6% ) Dc = 10::0606 = 17:7 лет.
Дюрация 30-летней облигации, торгующейся по номиналу, будет равна 14:25 < 17:7
Утверждение 6.11. Выпуклость облигации является средней величиной квадратичной функции времени, взвешенной по приведенной стоимости соответствующего платежа.
Доказательство. Имеем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
d2P |
T t(t + 1)Ct |
1 T t(t + 1)Ct |
#P ) C = |
1 T t(t + 1)Ct |
|||||||||||||||||||
|
dy2 = |
=1 (1 + y)t+2 = "P t=1 |
(1 + y)t+2 |
P t=1 (1 + y)t+2 |
|||||||||||||||||||
|
|
|
Xt |
|
|
|
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
|
||
Далее |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
T |
|
|
|
|
|
|
Ct |
|
|
|
T |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Xt |
t(t + 1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
t(t + 1) |
wt |
||||||||
|
|
|
С= |
|
|
|
(1+y)t |
|
|
|
= |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(1+y) |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
(1 + y)2 |
P |
T |
|
|
X |
(1 + y)2 |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
Cs |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
=1 |
|
|
|
|
|
s=1 |
s |
|
t=1 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Замечание. Выпуклость увеличивается для облигаций с длинными сроками погашения.
64
Утверждение 6.12. При прочих равных условиях дюрация и выпуклость увеличиваются для более длинных сроков погашения, низких купонов и низких доходностей.
Пример 6.13. Вычислим дюрацию и выпуклость двухлетней облигации с купоном 6%, выплачиваемым 2 раза в год.
Решение:
Период |
Платеж |
|
|
|
|
t P Vt |
|
t (t+1) |
|
y |
P Vt = |
|
|
P Vt |
|||||
|
(1+y)2 |
||||||||
t |
Ct |
(в %) |
|
Ct |
|
|
|
|
|
|
(1+y)t |
|
|
|
|
|
|||
1 |
3 |
3 |
2.913 |
|
2.913 |
5.491 |
|||
2 |
3 |
3 |
2.828 |
|
5.656 |
15.993 |
|||
3 |
3 |
3 |
2.745 |
|
8.236 |
31.054 |
|||
4 |
103 |
3 |
91.514 |
366.057 |
1725.218 |
||||
Сумма: |
|
|
100.00 |
382.861 |
1777.755 |
||||
(полугодий) |
|
|
|
|
3.83 |
17.78 |
|||
(лет) |
|
|
|
|
|
1.91 |
|
|
|
D = |
|
|
|
|
|
1.86 |
|
|
|
C = |
|
|
|
|
|
|
4.44 |
||
65
Глава 7
Оценка форвардных контрактов
7.1Арбитраж
Арбитраж в финансах это несколько взаимосвязанных сделок, направленных на извлечение прибыли из разницы в ценах на одинаковые или связанные финансовые активы в одно и то же время на разных рынках либо на одном и том же рынке в разные моменты времени.
Считается, что арбитраж возможен в одной из трех ситуаций:
1.Один и тот же актив не торгуется по одной и той же цене на всех торговых площадках.
2.Два актива с идентичными денежными потоками не торгуются по одной и той же цене.
3.Актив с известной в будущем ценой не торгуется сегодня по будущей цене, дисконтированной по безрисковой ставке.
Арбитраж (арбитражная возможность, арбитражный портфель) на финансовом рынке [5] это существование такого са-
66
мофинансируемого портфеля активов h, что для некоторого момента времени T > 0
8 |
P0[VT (h) > 0] = 1; |
(7.1.1) |
< |
V (h) = 0; |
|
P [VT (h) > 0] > 0; |
|
|
: |
|
|
где Vt (h) – стоимость портфеля h в момент времени t, P [A] – вероятность события A.
Замечание. Под самофинансируемым понимается портфель активов, из которого на протяжении заданного интервала времени активы, в т.ч. денежные средства, не выводятся и не добавляются.
Будем говорить, что финансовый рынок безарбитражен, если на нем не существует арбитражных портфелей (возможностей).
Наличие арбитража эквивалентно существованию возможности с вероятностью 1 получить положительный доход, имея стартовый нулевой капитал.
7.2Форвардные и спотовые цены и сделки
Спотовая цена актива это цена, по которой в данное время и в данном месте этот актив торгуется, т.е. продается и покупается, на условиях немедленной поставки.
Форвардная цена актива это цена, по которой актив торгуется на условиях отложенной поставки и оплаты.
Спотовые сделки это сделки купли-продажи с немедленным исполнением.
Форвардные (срочные) сделки это сделки купли-продажи с исполнением в будущем.
Замечание. Форвардная сделка это двусторонняя внебиржевая сделка двух контрагентов. Про сторону, покупающую актив,
67
говорят, что она находится в длинной позиции (long). Про сторону, продающую актив, говорят, что она находится в короткой позиции (short). Для краткости будем называть форвардную сделку форвардом.
Будем использовать при оценке форвардов следующие обозначения:
t – текущий момент времени
T – момент исполнения сделки, T > t
= T t – срок форварда
St – текущая спотовая цена актива в момент t, ST – спотовая цена актива в момент исполнения сделки T
F = Ft = Ft(T ) – текущая форвардная цена актива для поставки в момент времени T
Vt – текущая стоимость (ценность) форвардного контракта (возможно, заключенного ранее)
r – текущая безрисковая ставка в базовой валюте
n – количество единиц актива в контракте.
Замечание. При оценке форвардов может применяться как схема дискретного начисления процентов, т.е.
P V (F ) = |
F |
; |
(7.2.1) |
(1 + r)Tt |
так и схема непрерывного начисления процентов (применяется чаще), т.е.
P V (F ) = F er c (Tt) |
(7.2.2) |
Форвард может быть расчетным или поставочным:
Расчетный (беспоставочный) форвард (NDF) не заканчивается поставкой базового актива, стороны производят зачет встречных требований
68
Поставочный форвард (DF) заканчивается поставкой базового актива и полной оплатой на условиях сделки (договора)
Пример 7.1. Инвестор соглашается купить n = 500 единиц актива по форвардной цене F = 100 в момент времени T; T > t:
Если форвардный контракт поставочный, то в момент времени T инвестор платит n F = 50 000 и получает 500 единиц актива. Пусть в момент времени T текущая спотовая цена актива ST = 120 > F; тогда инвестор продает 500 единиц актива по текущей спотовой цене и получает прибыль в размере n (ST F ) = 10 000.
В данном примере в момент времени T стоимость форварда
VT = n (ST F ):
Если форвард расчетный, то в момент исполнения в зависимости от рыночной стоимости актива ST либо покупатель платит продавцу сумму n (F ST ) при F > ST , либо покупатель получает от продавца сумму n (ST F ) при F < ST .
Важно отметить, что платежная функция форвардного контракта линейна относительно спотовой цены актива и для продавца, и для покупателя.
Поэтому форвардный контракт является примером линейного дериватива.
Прибыль для покупателя форвардного контракта является убытком для продавца, и наоборот.
Для оценки форвардных контрактов необходимо потребовать выполнения следующих дополнительных условий [4, 7]:
1.Финансовый рынок является безарбитражным.
2.Отсутствуют транзакционные издержки (нет комиссий за совершение сделок, нулевой спрэд между лучшими предложениями на покупку и продажу, можно свободно размещать и заимствовать денежные средства по безрисковой ставке).
69
7.3Форварды на актив без текущих доходов (расходов)
Как определить форвардную цену актива Ft (T ) в текущий момент времени t?
Утверждение 7.2. Если на рассматриваемом промежутке времени [t; T ] базовый актив не приносит текущего дохода (дивидендов, процентов и т.п.) и не имеет текущих издержек (плата за хранение и т.п.), то форвардная цена актива определяется из уравнения
St = P V (Ft (T )) |
(7.3.1) |
Доказательство. Рассмотрим следующие стратегии:
1.В момент t покупаем единицу актива по спотовой цене St и держим до момента времени T .
2.Заключаем форвардный контракт на покупку единицы того же актива по форвардной цене Ft, резервируем в момент t необходимый объем средств для совершения платежа Ft в момент времени T , а именно P V (Ft), и размещаем эти средства по безрисковой процентной ставке r.
Составим следующую таблицу с платежами по этим стратегиям:
№ |
Действие (сделка) |
|
t |
T |
1. |
Покупка единицы базового |
S |
t |
|
|
актива по спотовой цене |
|
|
|
2. |
Покупка единицы базового |
|
|
F t (T ) |
|
актива по форвардной цене |
|
|
|
|
Размещение средств по |
P V |
(Ft (T )) |
Ft (T ) |
|
безрисковой ставке |
|
|
|
70
