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连续时间套利理论 cover

经济学

经济学

连续时间套利理论

Tomas Björk

英文原名: Arbitrage Theory in Continuous Time

连续时间套利理论的严谨研究生级指南,涵盖离散和连续时间模型、完全和不完全市场,以及衍生品定价、投资组合优化和风险管理的实际应用。

难度等级
高级
学术层次
研究生
金融数学衍生品定价随机微积分套利理论

01 / 导读

导读

引用

Björk, T. (2019). Arbitrage Theory in Continuous Time (4th ed.). Oxford University Press. Oxford Finance Series.

章节概要

全书38章分为六部分,后面是测度与积分、概率论、鞅与停时、凸对偶四个附录。出版社的介绍说,本书对套利理论作了两种完整的处理,即经典的 delta 对冲方法和现代的鞅方法,二者可以彼此独立地学习。第四版新增了关于不完全市场的各章(第五部分)和动态均衡理论部分(第六部分)。

第1章:引言

阐述套利理论的目标和金融衍生品定价问题,并以欧式看涨期权和一个货币风险的例子引出对冲。

第一部分,第2–3章:离散时间模型(二项式模型;更一般的单期模型)

二项式模型在单期和多期情形下引入复制组合和无套利定价。第3章推广单期模型,引入鞅测度和完备性。

第二部分,第4–5章:随机分析(随机积分;随机微分方程)

维纳过程、随机积分、伊藤公式和随机微分方程,以及随机微分方程与偏微分方程的联系。这是后面所有内容的数学工具。

第三部分,第6–10章:从组合动态到 delta 对冲

第6至8章(组合动态;套利定价;完备性与对冲)讲解自融资组合、Black–Scholes 定价方程和完备性的条件。第9章“不完全市场入门”预告第五部分将处理的问题,第10章“平价关系与 delta 对冲”讲平价关系和 delta 对冲。

第三部分,第11–15章:鞅方法

第11、12章(套利理论的鞅方法;鞅方法的数学)把定价改写为鞅测度下的期望,并提供所需的数学,包括 Girsanov 定理。第13章从这一观点推导 Black–Scholes 公式,第14章扩展到多维情形,第15章引入计价单位的变换。

第三部分,第16–18章:红利;远期与期货合约;货币衍生品

将鞅方法应用于支付红利的股票、远期与期货,以及外汇期权。

第三部分,第19–24章:利率

债券与利率(19)、短期利率模型(20)、短期利率的鞅模型(21)、远期利率模型(22)、LIBOR 市场模型(23)和势与正利率(24)。期限结构建模从短期利率发展到远期利率模型和市场模型,该部分以研究正利率的势理论方法结束。

第四部分,第25–28章:最优控制与投资理论

随机最优控制(25)、最优消费与投资(26)、最优投资的鞅方法(27)以及最优停止理论与美式期权(28)。动态规划和鞅方法用于投资组合选择,最优停止则给出美式期权的定价。

第五部分,第29–34章:不完全市场

不完全市场(29)、Esscher 变换与最小鞅测度(30)、f-散度最小化(31)、不完全市场中的投资组合优化(32)、效用无差异定价及其他主题(33)以及好交易界(34)。当完美对冲不可能时,就必须选定某个特定的鞅测度或价格区间。

第六部分,第35–38章:动态均衡理论

均衡理论:一个简单的生产模型(35)、Cox–Ingersoll–Ross 因子模型(36)、Cox–Ingersoll–Ross 利率模型(37)以及禀赋均衡:单位净供给(38)。价格和利率由主体的最优化而不仅仅由套利推出。

核心概念

第一、二部分:离散模型与随机分析

  • 复制组合:重现衍生品支付的交易策略,由此确定其无套利价格。
  • 伊藤公式:随机过程函数的链式法则,用于推导定价方程。

第三部分:套利理论

  • 自融资组合与完备性:不需要外部现金流的策略,以及每个未定权益都可复制的市场。
  • 鞅测度:在该概率测度下贴现价格是鞅,衍生品价格等于期望。
  • 计价单位的变换:选取另一种价格作为计价单位以简化估值。
  • 期限结构模型:短期利率模型、远期利率模型和 LIBOR 市场模型。

第四至六部分:控制、不完全性与均衡

  • 随机最优控制与最优停止:用于消费-投资问题和美式期权的工具。
  • 最小鞅测度与好交易界:在市场不完全时选择价格的方法。
  • 均衡模型:价格由供求以及主体的最优化决定。

评析

优点

  • 通向理论的两条平行路径。 据出版社介绍,delta 对冲和鞅方法都得到完整处理,且可独立学习,数学基础较弱的读者可以读前者,较高级的读者则可读后者。
  • 数学与经济解释并重。 介绍强调对所有概念都给出直观的经济论证,每种新技术都配有一个已解的例子,并有大量习题和每章的延伸阅读。
  • 一册之内范围广泛。 本书涵盖期权定价、利率模型、美式期权、最优投资、不完全市场和均衡,附录汇集了所需的测度论、概率、鞅和凸对偶背景。
  • 第四版大幅扩充。 新章节涵盖 Esscher 变换、f-散度和好交易界等不完全市场主题,新增一部分讲授动态均衡。

局限

  • 篇幅与难度。 全书592页,面向研究生,是一部篇幅很长的读物;关于测度论、概率和凸对偶的附录表明后面几部分依赖多少数学。
  • 没有数值实现的章节。 从章节标题看,本书侧重理论;校准、模拟和数值方法不是独立主题,因此需要用数值方法的教材来补充。
  • 不含信用风险。 目录中没有违约或信用衍生品的章节,需要另一本信用风险教材来补足。
  • 第三部分过长。 第三部分从第6章到第24章,占全部章节的一半,并且混合了 delta 对冲路径、鞅路径和利率各章,读者需要一个选读计划。

在课程中的定位

在资产定价与衍生品课程书单中,Björk 是一部研究生层次的理论教材,介于面向市场的入门读物和技术性专著之间。Hull 的两本书偏重机构和应用:Fundamentals of Futures and Options Markets 不用微积分就介绍各种工具,Options, Futures and Other Derivatives 以较易懂的数学给出标准的市场与估值叙述。想要定价结果的推导,则可在这之后读 Björk。

在数学方面,Lamberton 和 Lapeyre 的随机分析金融应用导论是一条面向金融、独立的路线,通向同样的工具。Musiela 和 Rutkowski 的 Martingale Methods in Financial Modelling 以及 Bingham 和 Kiesel 的 Risk-Neutral Valuation 是可比的研究生层次论述。专门著作则深化个别主题:Rebonato 论 LIBOR 市场模型,Glasserman 论蒙特卡洛方法,Platen 和 Bruti-Liberati 论带跳的随机微分方程的数值解。Tuckman、Veronesi 和 Sundaresan 的固定收益教材是第19至23章在市场侧的配套读物,Duffie 和 Singleton 的书则补上 Björk 没有涵盖的信用风险。

如何使用本书

据出版社介绍,本书面向经济学和数学专业的研究生,以及学习数理金融的高年级本科生和专业人士。实际最低要求是高年级本科水平的微积分和概率;附录提供测度论方面的背景。

第一遍可以这样读:第1至3章获取离散时间的直观,第4、5章学随机分析,再读第6至10章,经 delta 对冲路径得到 Black–Scholes。想了解现代方法的读者可继续读第11至15章,然后选择主题:第16至18章讲红利、期货与货币,第19至24章讲利率。第25至28章适合投资理论和美式期权的课程,第五、六部分则面向高级读者。

要做习题,因为每种技术都配有已解例子,习题在此基础上延伸;遇到测度论问题时请查阅附录。