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1952 25
2022-05-07
英文标题:
《Arbitrage, hedging and utility maximization using semi-static trading
  strategies with American options》
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作者:
Erhan Bayraktar and Zhou Zhou
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最新提交年份:
2016
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英文摘要:
  We consider a financial market where stocks are available for dynamic trading, and European and American options are available for static trading (semi-static trading strategies). We assume that the American options are infinitely divisible, and can only be bought but not sold. In the first part of the paper, we work within the framework without model ambiguity. We first get the fundamental theorem of asset pricing (FTAP). Using the FTAP, we get the dualities for the hedging prices of European and American options. Based on the hedging dualities, we also get the duality for the utility maximization. In the second part of the paper, we consider the market which admits non-dominated model uncertainty. We first establish the hedging result, and then using the hedging duality we further get the FTAP. Due to the technical difficulty stemming from the non-dominancy of the probability measure set, we use a discretization technique and apply the minimax theorem.
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中文摘要:
我们考虑一个金融市场,股票可用于动态交易,欧洲和美国期权可用于静态交易(半静态交易策略)。我们假设美式期权是无限可分的,只能买不能卖。在本文的第一部分,我们在没有模型歧义的框架内工作。我们首先得到了资产定价的基本定理(FTAP)。利用FTAP,我们得到了欧洲和美国期权套期保值价格的二重性。基于套期保值的对偶性,我们也得到了效用最大化的对偶性。在本文的第二部分,我们考虑了允许非支配模型不确定性的市场。我们首先建立套期保值结果,然后利用套期保值对偶进一步得到FTAP。由于概率测度集的非支配性导致了技术上的困难,我们使用了离散化技术并应用了极大极小定理。
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分类信息:

一级分类:Quantitative Finance        数量金融学
二级分类:Mathematical Finance        数学金融学
分类描述:Mathematical and analytical methods of finance, including stochastic, probabilistic and functional analysis, algebraic, geometric and other methods
金融的数学和分析方法,包括随机、概率和泛函分析、代数、几何和其他方法
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一级分类:Mathematics        数学
二级分类:Optimization and Control        优化与控制
分类描述:Operations research, linear programming, control theory, systems theory, optimal control, game theory
运筹学,线性规划,控制论,系统论,最优控制,博弈论
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一级分类:Mathematics        数学
二级分类:Probability        概率
分类描述:Theory and applications of probability and stochastic processes: e.g. central limit theorems, large deviations, stochastic differential equations, models from statistical mechanics, queuing theory
概率论与随机过程的理论与应用:例如中心极限定理,大偏差,随机微分方程,统计力学模型,排队论
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2022-5-7 16:06:30
套利、套期保值和效用最大化,使用美国期权公司Erhan BAYRAKTAR和ZHOU Abstract的半静态交易策略。我们考虑一个金融市场,股票可用于动态交易,欧洲和美国期权可用于静态交易(半静态交易策略)。我们假设美式期权是完全可分割的,只能买不能卖。在本文的第一部分,我们在没有模型模糊的框架内工作。我们建立了资产定价(FTAP)的基本定理。利用FTAP,我们得到了欧式和美式期权套期保值价格的二重性。基于套期保值的对偶性,我们也得到了效用最大化的对偶性。在本文的第二部分,我们考虑了允许非支配模型不确定性的市场。我们首先建立套期保值结果,然后利用套期保值二元性进一步得到FTAP。由于概率测度集的非支配性导致了技术上的困难,我们使用了离散化技术并应用了极小极大定理。1.引言套利、套期保值和效用最大化问题在金融数学领域得到了广泛研究。我们参考[9,13]及其参考文献。最近,人们在这三个主题上做了大量工作,其中股票是动态交易的,(欧式)期权是静态交易的(半静态策略,参见[12])。例如,[1,6,7,12]分析了无模型或模型不确定性设置中的套利和/或超级对冲,[19]研究了给定模型下障碍期权的最优对冲,[22]研究了给定模型中的效用最大化。
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2022-5-7 16:06:33
值得注意的是,大多数与半静态策略相关的文献仅将欧式期权视为流动期权,只有少数文献将美式期权纳入静态交易。特别是,[8]研究了市场的完整性(在某些Lsense中),其中所有执行价格的美式看跌期权都可用于半静态交易,[11]研究了欧洲和美国看跌期权价格函数的无套利条件。在本文中,我们考虑一个离散时间的金融市场,包括股票,(路径依赖)欧洲期权和(路径依赖)美国期权(我们也将其称为对冲期权),其中股票是动态交易的,欧洲和美国期权是按时交易的。我们假设美式期权是完全可分的(也就是说,我们可以把每个日期都分解为:2018年8月15日。关键词和短语。资产定价的基本定理,对冲对偶性,效用最大化,半静态交易策略,美式期权。这项研究部分得到了国家科学基金会的支持,授权DMS-0955463。将美式期权分成若干部分,并分别行使每一部分),我们只能购买但不能出售美式期权。在本文的第一部分,我们考虑了没有模型模糊性的市场。在严格无套利的概念下,我们得到了资产定价的基本定理(FTAP),它比通常意义上的无套利略强。然后通过FTAP结果,我们进一步得到了欧式和美式期权的次级套期保值价格的二重性。利用对偶结果,我们研究了效用最大化问题,得到了价值函数的对偶性。在论文的第二部分中,我们在模型不确定性的框架下工作。
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2022-5-7 16:06:37
我们利用极大极小定理证明了欧式和美式期权的次套期保值结果。从次级套期保值的二重性,我们进一步得到了FTAP的结果。由于鞅测度集的非支配性,或美式期权支付的不连续性,我们不能在证明的某些步骤中直接应用极大极小定理。为了克服这些技术难题,我们首先对路径空间进行离散化,然后在离散化空间中应用极大极小定理,最后取一个极限。这部分的一个关键假设是具有分布约束的鞅测度集的弱紧性。如果我们考虑紧空间上的所有物理测度,或者如果流动的欧式期权可以压缩鞅测度集(参见[1,6]),那么这个假设就满足了。与股票和欧洲期权一样,假设美式期权具有无限可分性是至关重要的。从财务角度来看,通常情况下,如果我们将一个单位的美式期权分成几部分,并分别行使每一部分,我们可以做得更好。在第2节中,我们提供了一个激励性的例子,在没有美式期权的可分性假设的情况下,无套利条件成立,但没有等价鞅测度(EMM)来正确定价对冲期权。此外,我们在这个例子中看到,欧式期权的超边际价格不等于所有正确定价对冲期权的EMM预期的上限。
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2022-5-7 16:06:40
在数学上,有限可分性导致一些相关随机变量集的凸性和封闭性,这使我们能够应用分离超平面参数,在没有模型模糊的情况下,获得正确定价期权的EMM的存在性,或者在模型不确定的情况下,应用极小极大定理,获得次套期保值对偶性。论文的其余部分组织如下。在下一节中,我们将提供一个激励示例。在第3节中,我们将介绍在没有模型模糊性的情况下,FTAP、次级套期保值和效用最大化对偶的设置和主要结果。我们在第4节给出了这些结果的证明。在第5节中,我们陈述了当市场允许非支配模型不确定性时的FTAP和次级套期保值结果。最后,在第6节中,我们展示了FTAP和次级套期保值结果的模型不确定性版本的证明。2.一个激励性的例子在本节中,我们将看一个使用股票期权和美式期权的欧式期权超级套期保值的例子。这个例子将促使我们考虑美国选项的可分割性。图1图2考虑上图1给出的一个简单模型。股票价格S=(St)t=0,1,2,美国期权h=(ht)t=0,1,2的支付,以及欧洲期权ψ的支付分别由圆圈中的数字、带直角的正方形和带圆角的正方形表示。让(Ohm, B(Ohm)) 是图1所示的路径空间,让(Ft)t=0,1,2是由s生成的过滤。设P是一个概率测度,在Ohm. 因此,任何EMM都可以用图1所示的0<p,q<1/2的配对(p,q)来表征。我们假设美式期权h只能在t=0时购买,价格为“h=0”。
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2022-5-7 16:06:44
为了避免涉及股票S和美国期权h的套利,我们预计setQ:=Q是EMM:supτ∈TEQhτ≤ 0不为空,其中T表示停止时间集。同样地,为了避免套利,setA:=(p,q)∈0,×0,:[(3p)∨ 1] +[(10q)- 3) ∨ (-2)]∨ (-1) ≤ 0应该是非空的。在上面的图2中,A由阴影区域表示,这表明A 6=.现在考虑使用半静态交易策略的欧式期权ψ的超级套期保值价格π(ψ)。也就是说,π(ψ):=inf{x:(H,c,τ)∈ H×R+×T,s.T.x+H·s+chτ≥ ψ、 P- a、 其中H是适应过程的集合,H·s=Pt=0Ht(St+1)- 圣彼得堡)。我们可以预期,超级对冲对偶性将由‘(ψ)=supQ给出∈QEQψ。通过计算,supQ∈QEQψ=sup(p,q)∈A.p+5q-=p+5q-(,)= 0.另一方面,可以证明¨π(ψ)=infτ∈Tinfc∈R+inf{x:H∈ H、 s.t.x+H·s≥ ψ - chτ}=infτ∈Tinfc∈R+supQ∈MEQ[ψ- chτ]=,其中M是EMM的集合。在这里,我们对第二行使用超级套期保值的经典结果,第三行的值可以用蛮力计算,因为我们只有五个停止时间。因此,超级套期保值价格严格大于超级套期保值价格∈ Q、 也就是说,π(ψ)>supQ∈QEQψ。因此,如果我们将ψ加入市场,并假设我们只能以t=0的价格出售ψ,价格ψ=1/16(>0=supQ)∈QEQψ),那么市场将不允许套利,但不存在Q∈ Q、 使得EQ[ψ]≥ ψ.然而,观察ψ=(hτ+h),其中τ=(1,S=6,2,S=2。这表明,如果我们假设h是可整除的,也就是说,我们可以将一个单位的h分成几部分,并分别行使每一部分,那么我们可以证明ψ的超级套期保值价格为pq∈QEQψ=0。现在,如果我们在市场中加入ψ,销售价格ψ<0,那么我们可以找到q∈ Q、 使得等式ψ>ψ3。
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