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隨機微積分在金融中的應用導論 cover

經濟學

經濟學

隨機微積分在金融中的應用導論

Damien Lamberton; Bernard Lapeyre

英文原名: Introduction to Stochastic Calculus Applied to Finance

研究生水平的金融隨機微積分導論,結合嚴格理論與選擇權定價、風險管理和金融建模應用。

難度等級
高級
學術層次
研究所
隨機微積分金融數學選擇權定價風險管理金融建模量化金融

01 / 導讀

導讀

引用

Lamberton, D., & Lapeyre, B. (2007). Introduction to Stochastic Calculus Applied to Finance (2nd ed.). Chapman & Hall/CRC.

章節概要

第1章:Discrete-Time Models

全書從離散時間開始,在這裡無需隨機積分就能看清核心思想。本章建立資產、交易策略和自融資組合的形式化框架,把鞅與無套利聯絡起來,並討論完備市場和期權定價。第二版增加了關於資產定價基本定理的Rogers方法以及不完備市場中超複製的補充內容。本章以關於Cox、Ross和Rubinstein模型(Black-Scholes模型的離散時間對應)的一道綜合題結束。

第2章:Optimal Stopping Problem and American Options

定義停時,引入Snell包絡、上鞅分解,並把它們應用於離散時間美式期權的定價與對沖。

第3章:Brownian Motion and Stochastic Differential Equations

連續時間的工具:布朗運動及其性質、隨機積分與伊藤微積分(包括伊藤公式),以及隨機微分方程。

第4章:The Black-Scholes Model

介紹模型,用機率測度變換為期權定價和對沖,並處理美式期權。第二版增加了隱含波動率和區域性波動率模型,包括Dupire公式。

第5章:Option Pricing and Partial Differential Equations

把歐式期權價格與擴散過程及其滿足的偏微分方程聯絡起來,講述拋物型方程的數值解法,並討論美式期權的偏微分方程方法。

第6章:Interest Rate Models

利率建模的原則,隨後是經典模型(Vasicek、Cox-Ingersoll-Ross和Heath-Jarrow-Morton)。第二版新增的計價單位變換、遠期測度和遠期Libor模型屬於利率部分。

第7章:Asset Models with Jumps

介紹泊松過程、資產價格的跳躍擴散模型,以及價格出現跳躍時的期權定價。

第8章:Credit Risk Models

第二版新增的一章,涵蓋基於企業資產價值的結構模型、基於強度的模型,以及用於違約時間聯合分佈的Copula。

第9章:Simulation and Algorithms for Financial Models

金融模型的模擬、方差縮減方法和計算機實驗。第二版擴充了本章,增加了說明方差縮減與對沖策略的數值實驗。

附錄

複習正態隨機變數、條件期望和凸集分離,之後是參考文獻和索引。

核心概念

第1–2章:離散時間與最優停止

  • 自融資策略與套利:不需要外部資金的交易策略,以及無需淨投資即可獲得無風險利潤的可能。
  • 鞅與完備市場:無套利價格的刻畫,以及每個未定權益都能複製的市場。
  • Snell包絡與停時:把美式期權定價作為最優停止問題的工具。

第3–5章:連續時間與Black-Scholes

  • 布朗運動與伊藤微積分:隨機積分與伊藤公式。
  • 機率測度變換:把定價轉到風險中性測度的技術。
  • 隱含波動率與區域性波動率:讓波動率隨執行價和期限變化的擴充套件。
  • 定價與偏微分方程的聯絡:期權價格是拋物型方程的解,可以數值求解。

第6–9章:擴充套件

  • 短期利率與遠期利率模型:Vasicek、Cox-Ingersoll-Ross和Heath-Jarrow-Morton。
  • 跳躍擴散模型:由泊松過程驅動、含不連續性的資產價格。
  • 結構化與強度型信用模型、Copula:刻畫違約及違約間相關性的方法。
  • 蒙特卡羅模擬與方差縮減:數值估值及使其高效的技術。

評析

優點

  • 簡明緊湊。 全書約250頁,提供所需的隨機分析並將其應用於衍生品定價的主要議題,而不是為隨機分析而講隨機分析。出版社稱其為對金融中所用隨機方法的紮實入門。
  • 從離散時間起步。 鞅、套利、完備性和美式期權先在離散時間中出現,使經濟思想與連續時間的技術細節分開。
  • 篇幅雖小,覆蓋面廣。 除Black-Scholes模型外,書中還涉及利率模型、跳躍模型、信用風險和模擬。
  • 習題與綜合題。 出版社指出第二版增加了習題和綜合題,第1章以一道完整的建模題結束。
  • 第二版有實質更新。 新增內容包括區域性波動率與Dupire公式、計價單位變換、遠期測度、遠期Libor模型和信用風險一章。

侷限

  • 預設讀者具備機率基礎。 本書講授隨機分析,但要求讀者熟悉測度論機率、條件期望和鞅;只有一個簡短的附錄複習部分結果。
  • 後面幾章篇幅短。 利率、跳躍和信用模型在這樣篇幅的書裡各佔一章,因此是入門而非完整論述。
  • 計算方面的指導有限。 模擬一章是唯一涉及計算的章節,書中沒有提供大量實現材料。

在課程中的定位

在資產定價與衍生品書單中,這是篇幅較短、以數學為先的入門書之一。Björk的Arbitrage Theory in Continuous Time、Bingham與Kiesel的Risk-Neutral Valuation以及Musiela與Rutkowski的Martingale Methods in Financial Modelling覆蓋同一條主線但篇幅更長,其中最後一本體量大得多,對利率部分尤其深入。Hunt與Kennedy的Financial Derivatives in Theory and Practice是進入定價理論的另一條路徑。

Hull的Options, Futures, and Other Derivatives提供了Lamberton與Lapeyre沒有的市場和產品背景,而Hull較短的Fundamentals of Futures and Options Markets更為平易。Glasserman的Monte Carlo Methods in Financial Engineering以及Platen與Bruti-Liberati關於帶跳隨機微分方程數值解的書,在模擬方面遠遠超過本書最後一章。

如何使用本書

本書適合已有紮實機率與微積分基礎、希望從離散時間模型走向Black-Scholes及其擴充套件的讀者,想要一條簡潔而嚴格的路徑。它適合數學金融課程,或與偏市場的教材搭配自學。

先讀第1、2章,再讀構成核心的第3、4章。打算用偏微分方程做數值定價的讀者需要第5章。第6至8章彼此基本獨立,可按興趣選讀。第9章適合與任何程式設計練習配合。用附錄複習條件期望,並在進入連續時間之前做完習題,特別是第1章末的綜合題。