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期权系列:二叉树定价模型

期权系列:二叉树定价模型

作者: lwhile | 来源:发表于2019-11-21 23:44 被阅读0次

    最近为了更加深入得学习期权,我把忘了个底朝天的数学重新拿了起来。从高中数学开始,我会一直复习到微积分,一直到我搞懂 BSM 公式中的每一个步骤,以及他们衍生出来的数学知识。套用马克思的话,有百分之五十的利润,人类就会铤而走险;为了百分之一百的利润,人类就敢践踏一切人间法律。而对于 20 多岁的我来说,期权里面包含的无限可能,就能让我无视掉智商被碾压的羞辱感。

    废话不多说,下面是推导的步骤(没接触过期权的同学基本可以不用看)

    假设某股票 XYZ,其价格目前为 20 元,并且通过一些条件知道,这个股票在三个月将会变为 22 元,或者 18 元。接下来要做的,就是为三个月后,行权价为 21 的 Call Option 定价。由于 Call Option 的性质,当 XYZ 在三个月达到 22 元时,期权的价格为 1 元;若三个月后降为 18,则该 Call Option 作废,价值为 0。

    二叉树模型比较简单的地方在于,不像 BSM 模型,我们只需要引入一个假设条件就可以继续往下推算,即「市场没有套利的机会」,因此如果使用股票和 Call Option 的空头来构造一个无风险头寸,则可以得到:

    22∂ - 1 = 18∂
    

    解得 ∂=0.25,即在这个头寸中,我们需要买入 0.25 股 XYZ(什么,股票还可以买小数股?没错,还真可以!我们公司就提供了美股碎股交易的 API,需要请联系我),不管三个月后 XYZ 价格是 22 还是 18,只要在这个区间内,这个头寸(0.25 股 XYZ 以及一份看涨期权的空头)的收益都会是 22 * 0.25 - 1 = 4.5

    由于该头寸是风险的,所以三个月后 4.5 的收益,就是无风险收益。假设市场的无风险收益是年化 12%,根据复合增长率的公式,假设该头寸当前价值为 µ,则

    µ * ℮^(0.12*3/12) = 4.5
    

    解得 µ ~= 4.3670,把它代入下面这个方程:

    20 * ∂ - c = µ
    

    ∂, µ 这两个变量现在是已知的,因此我们可以知道期权的价格 c 为

    20 * ∂ - µ = 20 * 0.25 - 4.3670 = 0.633
    

    没了,整个推导过程就是这样,在该模型下,这个三个月后到期,XYZ 执行价格为 21 的购期权价格就是 0.633,是不是很简单?

    后面还有这个过程的通用化公式以及其他扩展,下次继续,最近几天肯定更。

    推广

    基于上面的推导过程,可以将整个过程通用化。

    假设当前 XYZ 的价格为 Sn,其某个期限为 T 的期权的价格为 Fn。在该时间内,XYZ 的价格可能会涨到 Su,期权的价格为 Fu,或者跌倒 Sd,期权的价格为 Fd。

    接下来开始构造我们的无风险收益仓位:

    同样是 ∂ 单位的股票多头,以及一份 Call Option 的空头,若接下来股票上涨,则整个头寸的价值为:

    Su∂ - Fu
    

    若 XZY 下跌,则头寸的价值为:

    Sd∂ - Fd
    

    由于该头寸无风险,故:

    Su∂ - Fu = Snd∂ - Fd
    

    解得:

    ∂ = (Fu - Fd)/(Su - Sd)
    

    ∂ 在这里即是 XYZ 多头的单位,也可以表示期权的价格变化与股票价格变化的比率。

    由于无风险,我们可以求得若 T 时间后股票价格为 Su,则整个头寸的当前价值为:

    V = (Su∂ - Fu)/e^(rT)
    

    因此可以得到:

    V = Sn∂ - F = (Su∂ - Fu)/e^(rT)
    

    解得:

    F = ∂(1 - Su℮^-rT) + Fu℮^-rT
    

    把 ∂ 代入得:

    F = Sn∂ - (Su∂ - Fu)/e^(rT)
      = ∂[Sn - Su/e^(rT)] + Fu/e^(rT)
    
    ∂ = (Fu - Fd)/(Su - Sd)
    

    👆 这公式即为二叉树模型下期权价格的计算公式,我们把最上面的数字代进去:

    Sn = 20
    Su = 22
    Sd = 18
    Fu = 1
    Fd = 0
    r = 0.12
    T = 0.25
    ∂ = 0.25
    

    得到 F = 0.633,和最开始的例子一样

    F = 0.25(20-22/e^(0.12*0.25)) + 1/e^(0.12*0.25) = 0.633
    

    https://mp.weixin.qq.com/s/ROAs29mWG8-6SSy_0WvzjQ
    https://mp.weixin.qq.com/s/nTfdb1loEyP0--nMU3n2Qw

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