金融中的鞅测度以及布朗运动假设
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金融经济学,最核心的东西是资产定价,什么是资产呢,说白了就是
能够在未来产生未定权益(contingent claim)的东西,不准确的说,就是在未来生成outcome 的东西,这样资产定价就是通过未来的收益来决定资产现在的市场价格。
再直白一些,就是寻找到这样的一个函数,它的定义域是未来未定权益空间的一个子空间,值域是实数集。
如果找到这个函数的显示形式,那么我们就做到资产定价了。
可是,我们发现,我们的信息太少了,根本无法建立出这样的函数出来,所以,我们期待加进最少的假设,然后找到这样的函数,注意,这里加入假设很关键,一方面尽量最少,一方面尽量符合现实,很庆幸,我们找到了这样的假设,这个假设就是布朗运动(Bro wnian motion)。
其实,我们真正加入的假设,是独立增量的假设,就是任何两个不同时间断下,资产价格的差是相互独立的,白话一些就是说,昨天股票价格的涨跌和今天股价的涨跌是独立的,我想,任何一个玩过股票的人都会有这样的感觉吧,有这个假设,和中心极限定理,就得出,独立增量符合正态分布,再加入技术性的限制,初值为零,就得到了标准布朗运动的假设,为了不出现负的价格,我们常常使用几何布朗运动,也就是说把这个随机过程弄到e的指数上去。
讲完了假设,继续我们的工作,加入这个假设为什么可以解决问题呢,因为,标准布朗运动有一个极好的性质,就是鞅性(Martingale),什么是鞅性的,简单的说就是在任何一个时期对未来资产价格做一个
期望,(就是条件期望,条件是所处的哪个时间点处所知的全部信息),这个期望恰好等于所处时点的资产价格。
说白了,就是期望等于自身,好了,这下回忆我们要做的工作。
我们需要寻找一个函数,把未来的收益映射为现在的价格,现在鞅性给我们提供了一个思路,鞅不就是把未来的期望收益映射成为一个现在的价格了吗,(这里,我们完全可以用期望收益代表未来的收益,因为,期望收益可以退化为收益),到这里,我们很欣喜了,只要一个资产价格符合标准布朗运动,我们就找到了这个函数,这个函数就是这个鞅。
是不是问题解决了呢,很不幸,不是,因为我们证明了,只有标准布朗运动才有鞅性,更不幸的是,我们还可以证明,一个带着漂移的布朗运动是没有鞅性的,什么是漂移呢,就是,我们用实际的数据分析,发现,资产价格的真实运动,是有趋势的,不是期望为零的(标准布朗期望为零),这个趋势就是漂移,所以,我们现在知道了,我们的真实股价,是有漂移项的,那样,它就没有鞅性,我们的工作又遇到瓶颈了。
怎样处理呢,这时候的想法,真的比较天才了,鞅性的本质,是条件期望,条件期望里有两个因素,状态概率和状态值,状态值是不能改变的,这时候,天才们说,既然,带了漂移,条件期望不能等于条件时点的价格,那么,我可不可以通过调整期望的计算中的不同因素的值的大小,然后让其相等呢,而,状态值不可以改变,所以只能
改变状态概率了,答案是,这样的做法,在某些情况下是可行的,有些则不能,这个相应的改变后的概率就称为等价鞅测度,也就是说,在这个测度下,把原来不是鞅,所以找不到定价函数的资产转化成为了鞅。
这就是天才的测度转化定理!!!当然,不是所有的情况,都可以找到这样的等价测度的,对于这类,不能找到等价测度的资产,我们就不能对它们定价了。
这时,有出现两个问题了,第一,什么时候存在这样的测度转换,什么时候不存在,第二,对于转化测度后的期望,怎样计算。
先来说第二个问题,数学家们证明了,转化测度后,有些分布的期望是不会改变的,其中就有,布朗运动符合的正态分布,这个问题解决了。
第一个问题很有趣,显然,不存在这样的测度转换,是由于资产市场特定的支付结构,,就是那个支付矩阵,这个矩阵反应了
不同状态下的不同支付情况。
如果这个矩阵给出,我们是可以判断的。
这里,有两个定义,一个叫做完全市场,一个叫做无套利市场,它们的定义大家都知道的,我们证明了,无套利和存在这样的测度转化是等价的,也就是说,如果市场可以套利,就不存在测度转化,就不是鞅,就不可以对它定价,反之,则可以。
而完全市场,是说,在这样的市场中,任何一个未定权益都是可以到达,获得的,所以说,如果,一个市场如果完全且无套利,则,其中的任何资产我们都可以给出等价鞅测度,从而写出定价函数。