Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Полшков Ю.Н. Курс лекций по ОММ.doc
Скачиваний:
16
Добавлен:
29.04.2019
Размер:
4.79 Mб
Скачать

Лекция 14. Оптимальный портфель ценных бумаг

План

1. Модель Марковица формирования оптимального фондового портфеля.

2. Нахождение оптимальной структуры фондового портфеля методом множи-

телей Лагранжа.

1. Предположим, что в фондовый портфель отобраны n «перспективных» акти-

вов.

Согласно рассматриваемой модели главная информация заключена в век-

торе-столбце ожидаемых эффективностей m и в матрице ковариаций V :

m1

V11

V12

...

V1n

m = m2 , V

= V21

V22

...

V2 n .

...

... ... ... ...

mn

Vn1

Vn 2

...

Vnn

Обычно придерживаются определённой нумерации. Например, располагают mi

в порядке возрастания. Матрица ковариаций симметрична относительно глав-

ной диагонали.

Пусть

xi ( i = 1, n ) доля капитала инвестора, вложенная в i вид ценных

бумаг. Следовательно,

n

xi = 1 . (1)

i =1

Структуру портфеля ценных бумаг удобно записывать вектором-

столбцом:

x1

x = x2 .

...

xn

Введём вектор-столбец I , состоящий из единиц. Тогда условие (1) может быть

записано, как

I T x = 1.

Рассмотрим эффективность фондового портфеля

Rp , которая является

случайной величиной. Её числовой характеристикой является ожидаемая эф-

фективность

или в матричном виде

n

mp = xi mi

i =1

T

mp = x m .

Характеристикой риска является дисперсия эффективности фондового

портфеля

n n

Dp = xi x jVij

или

i =1

j =1

T

Dp = x Vx .

Задача формирования рисковой части оптимального портфеля ставится

следующим образом. При заданной эффективности mp

найти такую структуру

x , которая обеспечивала бы минимум функции

Dp , т.е. минимальный риск

портфеля. Такая модель была впервые предложена Марковицем в 1951 г. Мо-

дель Марковица записывается в следующем виде:

n n

Dp = xi x jVij min , (2)

i =1

n

j =1

xi mi = mp

i=1

(3)

n

xi = 1

i=1

Иногда налагают условие не отрицательности:

xi 0

( i = 1, n ). (4)

В матричном виде задача (2)-(4) выглядит следующим образом:

p

D = xT Vx min , (5)

p

xT m = m

(6)

I T x = 1

x 0 . (7)

2. Задача (5)-(7) является задачей квадратичного программирования. Задачу (5)-

(6) можно решить методом множителей Лагранжа, а затем учесть условие (7).

Составим функцию Лагранжа:

1 2 1 2 p

L( x, λ , λ ) = xT Vx + λ (I T x 1) + λ (mT x m ) .

Это задача на условный экстремум. Согласно необходимому условию экстре-

мума, получим:

=

L( x, λ1 , λ2 ) = 0 ,

2Vx + λ I + λ m = 0 , Vx

1 λ I 1 λ m ,

=

x 1 2 2 1 2 2

x 1 λ V 1 I 1 λ V 1m .

2 1 2 2

Ограничения задачи (6) примут линейный вид относительно

λ mT V 1 I + λ mT V 1m = 2m

λ1 ,

λ2 :

1 2 p

λ I T V 1 I + λ

I T V 1m = 2

1 2

Введя дополнительные обозначения

def

def

mT V 1 I = I T V 1m = A ,

def

mT V 1m = B ,

I T V 1 I

= C , получим систему:

λ1 A + λ2 B = 2mp

2

λ1C + λ2 A = 2

Решим её методом Крамера:

λ = 1 =

1

2mp A + 2B ,

A2 BC

λ2 =

= 2 A + 2mp C .

A2 BC

Найденные значения множителей Лагранжа подставим в выражение для оптимальной структуры:

x* 1

2mp A + 2B

V 1 I

1 2 A + 2mp C

V 1m

= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ =

2 A2 BC

2 A2 BC

p

= V 1 (IA mC )m

+ ( IB + mA)

1 .

A2 BC

Для решения задачи (5)-(7) составляют расширенную матрицу:

2V11

2V12

... 2V1n

m1 1

2V21

2V22

... 2V2 n m2 1

Z = .

2Vn1

2Vn 2

... 2Vnn mn 1

m1

m2 ... mn

0 0

1 1 ... 1 0 0

Её размерность (n + 2) × (n + 2) .

Оптимальная структура рисковой части фондового портфеля

x* линей-

но зависит от mp

и записывается в виде

x* (m

p ) = amp

+ b ,

где a и b матрицы размерности

n × 1 . Для нахождения их компонент находят

матрицу, обратную матрице Z , т.е.

… … … … a1

b1

… … … … a2

b2

… … … … …

Z 1 =

… … … … an

bn

… … … … …

… … … … …

Запишем функцию оптимального риска фондового портфеля

σ * (m ) =

cm 2 + dm

+ e ,

где

c = aT Va ,

d = 2aT Vb ,

p p p p

e = bT Vb .