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連續時間套利理論 cover

經濟學

經濟學

連續時間套利理論

Tomas Björk

英文原名: Arbitrage Theory in Continuous Time

連續時間套利理論的嚴謹研究生級指南,涵蓋離散和連續時間模型、完全和不完全市場,以及衍生性金融商品定價、投資組合最適化和風險管理的實際應用。

難度等級
高級
學術層次
研究所
金融數學衍生品定價隨機微積分套利理論

01 / 導讀

導讀

引用

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

章節概要

全書38章分為六部分,後面是測度與積分、機率論、鞅與停時、凸對偶四個附錄。出版社的介紹說,本書對套利理論作了兩種完整的處理,即經典的 delta 對沖方法和現代的鞅方法,二者可以彼此獨立地學習。第四版新增了關於不完全市場的各章(第五部分)和動態均衡理論部分(第六部分)。

第1章:引言

闡述套利理論的目標和金融衍生品定價問題,並以歐式看漲期權和一個貨幣風險的例子引出對沖。

第一部分,第2–3章:離散時間模型(二項式模型;更一般的單期模型)

二項式模型在單期和多期情形下引入複製組合和無套利定價。第3章推廣單期模型,引入鞅測度和完備性。

第二部分,第4–5章:隨機分析(隨機積分;隨機微分方程)

維納過程、隨機積分、伊藤公式和隨機微分方程,以及隨機微分方程與偏微分方程的聯絡。這是後面所有內容的數學工具。

第三部分,第6–10章:從組合動態到 delta 對沖

第6至8章(組合動態;套利定價;完備性與對沖)講解自融資組合、Black–Scholes 定價方程和完備性的條件。第9章「不完全市場入門」預告第五部分將處理的問題,第10章「平價關係與 delta 對沖」講平價關係和 delta 對沖。

第三部分,第11–15章:鞅方法

第11、12章(套利理論的鞅方法;鞅方法的數學)把定價改寫為鞅測度下的期望,並提供所需的數學,包括 Girsanov 定理。第13章從這一觀點推導 Black–Scholes 公式,第14章擴充套件到多維情形,第15章引入計價單位的變換。

第三部分,第16–18章:紅利;遠期與期貨合約;貨幣衍生品

將鞅方法應用於支付紅利的股票、遠期與期貨,以及外匯期權。

第三部分,第19–24章:利率

債券與利率(19)、短期利率模型(20)、短期利率的鞅模型(21)、遠期利率模型(22)、LIBOR 市場模型(23)和勢與正利率(24)。期限結構建模從短期利率發展到遠期利率模型和市場模型,該部分以研究正利率的勢理論方法結束。

第四部分,第25–28章:最優控制與投資理論

隨機最優控制(25)、最優消費與投資(26)、最優投資的鞅方法(27)以及最優停止理論與美式期權(28)。動態規劃和鞅方法用於投資組合選擇,最優停止則給出美式期權的定價。

第五部分,第29–34章:不完全市場

不完全市場(29)、Esscher 變換與最小鞅測度(30)、f-散度最小化(31)、不完全市場中的投資組合最佳化(32)、效用無差異定價及其他主題(33)以及好交易界(34)。當完美對沖不可能時,就必須選定某個特定的鞅測度或價格區間。

第六部分,第35–38章:動態均衡理論

均衡理論:一個簡單的生產模型(35)、Cox–Ingersoll–Ross 因子模型(36)、Cox–Ingersoll–Ross 利率模型(37)以及稟賦均衡:單位淨供給(38)。價格和利率由主體的最最佳化而不僅僅由套利推出。

核心概念

第一、二部分:離散模型與隨機分析

  • 複製組合:重現衍生品支付的交易策略,由此確定其無套利價格。
  • 伊藤公式:隨機過程函式的鏈式法則,用於推導定價方程。

第三部分:套利理論

  • 自融資組合與完備性:不需要外部現金流的策略,以及每個未定權益都可複製的市場。
  • 鞅測度:在該機率測度下貼現價格是鞅,衍生品價格等於期望。
  • 計價單位的變換:選取另一種價格作為計價單位以簡化估值。
  • 期限結構模型:短期利率模型、遠期利率模型和 LIBOR 市場模型。

第四至六部分:控制、不完全性與均衡

  • 隨機最優控制與最優停止:用於消費-投資問題和美式期權的工具。
  • 最小鞅測度與好交易界:在市場不完全時選擇價格的方法。
  • 均衡模型:價格由供求以及主體的最最佳化決定。

評析

優點

  • 通向理論的兩條平行路徑。 據出版社介紹,delta 對沖和鞅方法都得到完整處理,且可獨立學習,數學基礎較弱的讀者可以讀前者,較高階的讀者則可讀後者。
  • 數學與經濟解釋並重。 介紹強調對所有概念都給出直觀的經濟論證,每種新技術都配有一個已解的例子,並有大量習題和每章的延伸閱讀。
  • 一冊之內範圍廣泛。 本書涵蓋期權定價、利率模型、美式期權、最優投資、不完全市場和均衡,附錄彙集了所需的測度論、機率、鞅和凸對偶背景。
  • 第四版大幅擴充。 新章節涵蓋 Esscher 變換、f-散度和好交易界等不完全市場主題,新增一部分講授動態均衡。

侷限

  • 篇幅與難度。 全書592頁,面向研究生,是一部篇幅很長的讀物;關於測度論、機率和凸對偶的附錄表明後面幾部分依賴多少數學。
  • 沒有數值實現的章節。 從章節標題看,本書側重理論;校準、模擬和數值方法不是獨立主題,因此需要用數值方法的教材來補充。
  • 不含信用風險。 目錄中沒有違約或信用衍生品的章節,需要另一本信用風險教材來補足。
  • 第三部分過長。 第三部分從第6章到第24章,佔全部章節的一半,並且混合了 delta 對沖路徑、鞅路徑和利率各章,讀者需要一個選讀計畫。

在課程中的定位

在資產定價與衍生品課程書單中,Björk 是一部研究生層次的理論教材,介於面向市場的入門讀物和技術性專著之間。Hull 的兩本書偏重機構和應用:Fundamentals of Futures and Options Markets 不用微積分就介紹各種工具,Options, Futures and Other Derivatives 以較易懂的數學給出標準的市場與估值敘述。想要定價結果的推導,則可在這之後讀 Björk。

在數學方面,Lamberton 和 Lapeyre 的隨機分析金融應用導論是一條面向金融、獨立的路線,通向同樣的工具。Musiela 和 Rutkowski 的 Martingale Methods in Financial Modelling 以及 Bingham 和 Kiesel 的 Risk-Neutral Valuation 是可比的研究生層次論述。專門著作則深化個別主題:Rebonato 論 LIBOR 市場模型,Glasserman 論蒙地卡羅方法,Platen 和 Bruti-Liberati 論帶跳的隨機微分方程的數值解。Tuckman、Veronesi 和 Sundaresan 的固定收益教材是第19至23章在市場側的配套讀物,Duffie 和 Singleton 的書則補上 Björk 沒有涵蓋的信用風險。

如何使用本書

據出版社介紹,本書面向經濟學和數學專業的研究生,以及學習數理金融的高年級本科生和專業人士。實際最低要求是高年級本科水平的微積分和機率;附錄提供測度論方面的背景。

第一遍可以這樣讀:第1至3章獲取離散時間的直觀,第4、5章學隨機分析,再讀第6至10章,經 delta 對沖路徑得到 Black–Scholes。想了解現代方法的讀者可繼續讀第11至15章,然後選擇主題:第16至18章講紅利、期貨與貨幣,第19至24章講利率。第25至28章適合投資理論和美式期權的課程,第五、六部分則面向高階讀者。

要做習題,因為每種技術都配有已解例子,習題在此基礎上延伸;遇到測度論問題時請查閱附錄。