第二章 远期合约和期货合约价格的性质(金融衍生品定价.ppt

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1、第二章 远期合约和期货合约价格的性质n套利机会的定义n利用套利确定：n远期价格与标的物现货价格之间的关系n远期价格与标的物现货价格之间的关系依赖于：n标的物是投资型资产还是消费型资产n标的物的储藏成本n期货价格与标的物现货价格之间的关系n远期价格和期货价格之间的关系n对标的资产未来价格的分布不作任何假设。1.套利机会n套利机会：不花钱就能挣到钱。具体地说，有两种类型的套利机会。n如果一种投资能够立即产生正的收益而在将来不需要有任何支付（不管是正的还是负的），我们称这种投资为第一类的套利机会第一类的套利机会。n如果一种投资有非正的成本，但在将来，获得正的收益的概率为正，而获得负的收益（或者说正的

2、支出）的概率为零，我们称这种投资为第二类的套利机会第二类的套利机会。n任何一个均衡的市场，都不会存在这两种套利机会。如果存在这样的套利机会，人人都会利用，从而与市场均衡矛盾。所以我们假假设设市市场场上上不不存存在在任任何何套套利利机机会会。n无套利证券市场的性质无套利证券市场的性质n首先，证券的定价满足线性性质。n其次，有零的终端支付的证券组合，其价格一定为零。n 最后，证券的定价满足占优性质。n例子：例子：n假设经济环境由四个状态和两种证券构成，证券组合甲由11份证券1构成。相关的信息特征如下表所示。n状态 证券组合甲n 1 5 3 55n 2 5 6 55n 3 10 3 110n 4 1

3、0 3 110n假设事件的概率为P(1)=0.2，P(2)=0.3，P(34)=0.5。两种证券的价格为 P1=4，P2=2，证券组合甲的价格为 P甲=40。n在这个经济中是否存在套利机会。n第一，P甲=4011 P1=44，这属于第一类套利机会。n第二，我们把证券组合甲当作第三种证券。构造新的证券组合乙：卖空11份证券1，买入1份证券3。则证券组合乙的价格为n11（4）+1（40）0n证券组合乙在期末的支付为n 状态 证券组合乙 概率n 1 0 0.2n 2 0 0.3n 3、4 0 0.5nn因此，P(证券组合乙的支付=0)=1，这是第一类的套利机会。n第三，定义证券组合丙：卖空10份证券

4、1，买入一份 证 券 3。则 证 券 组 合 丙 的 价 格 为10（4）+1（40）=0。证券组合丙在期末的支付为n 状态 证券组合 概率n 1 5 0.2n 2 5 0.3n 3、4 10 0.5n n因此，P(证券组合丙的支付0)=1且P(证券组合丙的支付0)=10。这是第二类套利机会。n套利机会导致交易发生和价格的调整，直到经济达到均衡，经济中不再存在套利机会。n经济中无套利机会是衍生证券定价的基础。证券的无套利价格与经济均衡和金融市场的有效性一致。nEconomic disequilibrium is a situation in which traders are unsatisf

5、ied with their current portfolio positions,and they trade.衍生证券定价理论假设n假设1：市场无摩擦（无交易成本，无买卖差价bid-ask spread，无抵押需求，无卖空限制，无税收）n假设2：无违约风险n假设3：市场是完全竞争的。市场参与者是价格接受者。n假设4：价格一直调整到市场无套利n任何理论的质量依赖于假设的质量。假设决定理论适应于实际的程度。n假设1-4的合理性n假设1：n对于大的市场参与者，例如金融机构，这是合理的一阶近似。n研究无摩擦市场是研究摩擦市场的基础。n本课程不放宽该条件n假设2：n一阶近似n在假设1下，假设2意味

6、着借贷利率应该相等n对于在交易所交易的期权和期货，由于有结算室，这是一个合理假设，但对于柜下交易的衍生产品，这个假设不一定成立，所以必须有抵押品n本课程不放宽该条件n假设3：n放宽该假设是现在研究的主要领域，包括策略交易和市场操纵的研究n不放宽n假设4：n标准假设n假设4称为可变假设，而其余的称为固定假设：我们将在假设1-4下研究远期合约、期货和期权的公平或者理论价格，再与实际市场价格作比较。如果有区别，则把该差别归因于可变假设而不是固定假设。因此我们把这作为套利机会存在的证据，发展理论来利用这种价格差别获利。如果确实发现不是假设4的原因，我们再加入更现实的固定假设来修改理论。2.期货价格和现

7、货价格n决定远期合约和期货合约价格的一个关键变量是标的资产的市场价格2.1 期货价格和现货价格的趋同性n当期货合约的交割日临近时，期货价格逼近标的资产的现货价格。n 时间期货价格现货价格现货价格期货价格n如果在交割期期货价格高于现货价格，则存在如下套利机会n卖空期货合约n买入资产n交割n如果在交割期期货价格低于现货价格，则存在如下套利机会n买入期货合约n卖出资产n交割2.2 期货价格和期望现货价格futures prices and the expected future spot pricen当期货价格小于期望现货价格时，称为现货溢价(normal backwardation)n当期货价格大

8、于期望现货价格时，称为期货溢价（contango)n期货头寸中的风险n一个投机者持有期货合约多头头寸，希望在到期日资产价格将高于期货价格。假设他在时间 把期货价格的现值投资在无风险债券同时持有期货合约多头头寸。如果把期货合约当作交割日为 的远期合约，则投机者的现金流为n ：n ：（资产在时间 的价格）n该投资的目前值n这里 是与投资风险相关的折现率，依赖于投资的系统风险n如果证券市场上所有的投资机会的净现值为0，则n或者n如果 与市场证券组合不相关，则n如果 与市场证券组合正相关，则n如果 与市场证券组合负相关，则3.远期合约的定价n注意投资型标的物与消费型标的物的区分，投资型标的物的远期价格

9、和期货价格能够确定，而消费型标的物的不能确定。n投资型资产n消费型资产n远期合约的定价相对容易，没有每天结算n对许多标的物相同的远期合约和期货合约而言，如果到期日相同，则它们的价格非常接近。n先给出远期合约一般定价公式，再给出期货的一般价格公式n首先研究投资型标的物的远期合约，再研究消费型标的物的远期合约n投资型标的物远期合约的一般定价公式分为三步n标的证券不提供红利n标的证券提供确定的现金红利n标的证券提供确定的红利收益率n符号n ：远期合约到期日（年）n ：现在的时间（年）n ：标的物在时间 的价格 n ：标的物在时间 的价格（在时间 未知）n ：交割价格n ：远期合约在时间 的价值n ：

10、时间 的远期价格n ：时间 和 之间的利率3.1投资型标的物远期合约定价：标的证券不提供红利n例子：假设一种不支付红利股票今天的价格是25元，假设利率是7%（以复利计算）。确定以该股票为标的物，还有6个月到期的远期合约的远期价格。n构造策略：以利率7%借入25元买一份股票，以 为交割价格写一份6个月到期的远期合约n成本为0n6个月后n股票 S(0.5)n远期合约 -S(0.5)-n还贷 -25n在得到远期价格的同时，合成构造了远期合约。(The cash-and carry strategy)n(1)buy the stock through borrowing(cash)n(2)hold i

11、t until the delivery date of the forward contract(carry)n This strategy replicates the forward contracts cash flows at the deliver date.nIt generates total ownership of the stock at the delivery date when the borrowing is paid off.The“purchase price”at maturity is determined at the strategy is initi

12、ated.n一般公式n远期价格 和现货价格 之间的关系为nThis is called the cash-and-carry relationship between the spot and forward price,an implication of which is that when there are no cash flows on the underlying asset,the forward price is never less than the spot price.n证明：n例子：考虑以不支付红利股票为标的物的远期合约，3个月到期。假设股票价格为40元，3个月的利率为

13、5%（以年为单位表示，连续复利），远期价格为n如果远期价格的报价是41.50元，如何构造套利机会远期合约的价值为n原始合约在签定以后和到期日之前的价值依赖于和它有相同到期日的新的合约的新远期价格n远期合约的价值可正可负n证明：n证券组合A:买入远期合约，投资 在无风险证券n证券组合B:买入标的物n例子：以1年到期纯折现债券为标的物的6个月到期的远期合约的交割价格为950元，假设6个月利率为6%（以年为单位表示，连续复利），现在债券价格为930元，远期合约的价值为3.2投资型标的物远期合约定价：标的证券提供确定的现金红利nIf the underlying asset has known cas

14、h flows over the life of the forward contract such as a dividend or interest payment,it will affect the forward price because ownership of a forward contract does not entitle the holder to the assets cash flows.However,ownership of the underlying asset does.nThe current value of the asset reflects t

15、he present values of all future cash flows.投资型标的物远期合约定价：标的证券提供确定的现金红利n例子：12个月到期的国库券，价格为1021.39，年息率为10%，每半年支付一次。假设6个月的简单利率为7.18%，9个月的简单利率为7.66%，12个月的简单利率为7.90%，求以此国库券为标的物、9个月到期的远期合约的远期价格。时间0n策略1：n以价格1021.39购买国库券n借入利息的现值，借期6个月n总成本=1021.39-50/(1+0.0718*0.5)n策略2：n买入远期价格为F的9个月远期合约n把远期价格的现值投资在无风险债券n总成本=F/

16、(1+0.0766*0.75)到期日 n策略1：国库券的市值n策略2：国库券的市值n一般结论n假设现金红利的现值为n远期价格 和现货价格 之间的关系为n证明：n例子：10个月到期的远期合约，标的股票的价格为50元，利率为8%。3个月、6个月、9个月各分红0.75元。红利的现值为n证明：n证券组合A:买入远期合约，投资 在 无风险证券n证券组合B:买入标的物，以无风险利率借入n例子：5年到期债券的价格为900元。假设以它为标的物的远期合约的交割价格为910元，1年到期。6个月、12个月各支付利息为60元，6个月、12个月的利率各为9%、10%。3.3投资型标的物远期合约定价：标的证券提供确定的红

17、利收益率n假设标的资产支付已知红利收益率（dividend yield)，即，当把红利表示成资产价格的百分比时，这个比例是已知的。首先假设红利收益率以年率 连续支付n例如：假设 为5%，即红利收益率为每年5%，当资产价格为10元时，在下一个小时间区间以每年50分的比例支付。n例子：6个月远期合约，标的证券的连续红利率为4%。无风险利率为10%。股票价格为25元。n考虑如下的策略：n（1）买入 份资产，把在到期日前任何时间获得的红利重投资在标的资产上n（2）卖空一份以一份标的资产为标的物的远期合约n时间0的成本n到期日的收入n一般情形n假设红利以年率 连续支付n远期价格 和现货价格 之间的关系为

18、nWhen the dividend yield is continuous,but varies throughout the life of the forward contract,should be set to the average dividend yield during the life of the contract.nThe equation can also be used in situation where there is a known dividend yield,but it is paid at discrete points in time.It is

19、necessary to find the continuous dividend yield that is equivalent to the discrete dividend yield.股票指标期货的价格 n大多数指标可以看成支付红利的证券，证券是组成指标的所有证券形成的证券组合，红利为持有该证券组合所获得的红利。假设 是红利收益率，期货价格为n例子：以S&P500为标的物的三个月到期的远期合约。假设指标每年的红利收益率为3%，指标现在的值为900，连续复利的无风险年利率为8%外汇远期合约nA foreign currency has the property that the ho

20、lder of the currency can earn interest at the risk free interest rate prevailing in the foreign country.nA foreign currency can be regarded as an investment asset paying a known dividend yield.The dividend yield is the risk free rate of interest in the foreign currency.n例子：假设美元和日元的国内六个月利率各为5%和1%（以年利

21、率表示）。现在日元/美元的汇率为100。求美国国内投资者持有的远期合约的价格n策略：n以利率5%借入 美元n利用该笔现金购买 日元，以日元利率投资n卖空以1日元为标的物的远期合约n成本为0n到期日收入 为0 n假设 是现在1美元的人民币价格，是远期合约的交割价格，是国内利率，是美国利率，远期合约的价值为n远期价格为ninterest rate parity relationshipn近似的期货合约价格n证明：n证券组合A:买入远期合约，投资 在 无风险证券n证券组合B:买入数量为 的美元 其次，假设红利收益率是已知的，但不是常数，n这时，等于远期合约有效期内平均红利收益率。最后，公式适用于任何

22、红利收益率已知的环境，不管是连续还是离散。n如果 是时间0和T之间的离散红利，定义n等价的连续红利为 n例子：考虑以某股票为标的物的6个月到期的远期合约，股票在第1、4个月的红利收益率为4%，无风险利率为6%，股票现在的价格为80元3.4投资型标的物远期合约定价：一般结果n远期合约价值和交割价格以及现在的远期价格之间的关系为nWe can value a long forward contract on an asset by assuming that the price of the asset at the maturity of a forward contract is the fo

23、rward price,F.n证明：3.5 商品远期合约的远期价格n投资型商品：黄金、白银n消费型商品：石油nArbitrage arguments can be used to obtain exact futures prices in the case of investment commodities,but can only give an upper bound to futures prices in the case of consumption.投资型商品n黄金和白银：假设 为储藏成本的现值，储藏成本可以视为负的收入，远期价格为n策略：n例子：考虑1年的黄金远期合约。假设每年

24、的储藏成本为2美元/盎司，在每年的年末支付。黄金的现货价格为450美元/盎司，利率为7%。n如果远期价格为480美元，如何构造套利机会n借钱450元买1盎司黄金，卖一份远期合约。在到期日n黄金价值 S(T)n远期合约 -(S(T)-480)n支付储藏成本 -2n还债 -450n净利润消费型商品n一般商品的远期合约n证明：n便利收益(convenience yields)nUsers of the commodity must feel that there are benefits from ownership of the physical commodity that are not ob

25、tained by the holder of a forward contract.nThese benefits may include the ability to keep a production process running.nA consumption asset behaves like an investment asset that provides a return equal to the convenience yield.nThe convenience yield reflects the markets expectations concerning the

26、future availability of the commodity.The greater the possibility that shortages will occur during the life of the futures contract,the higher the convenience yield.n持有成本(the cost of carry)n远期价格和现货价格之间的关系可以用持有成本来总结。n持有成本等于储藏成本加上利率（用来为标的资产提供融资）再减去持有标的资产带来 的收入。n对于无红利股票，持有成本为n对于股票指标，持有成本为n对于外汇，持有成本为n对于商品，持有成本为n定义持有成本为n对于投资型资产，远期价格为n对于消费型资产，远期价格为4 远期价格和期货价格n如果利率是时间的已知函数，当标的物相同，交割日相同时，远期合约的远期价格和期货合约的价格相同n当利率随机变动时，两者不再相同