Statistics and Data Analysis for Financial Engineering with R Examples（第二版） 高清电子书，非常好的一本学习R编程语言在Financial Engineering的应用的书，是本人在美国上学下载到的，目前网上还没有第二版的电子书，书中的code在 http://people.orie.cornell.edu/davidr/SDAFE2/index.html。
David Ruppert
David S. Matteson
Statistics and Data Analysis for Financial Engineering with R examples
Second Edition（2015年新版）

1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 Bibliographic Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2 Returns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.1.1 Net Returns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.1.2 Gross Returns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.1.3 Log Returns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.1.4 Adjustment for Dividends . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.2 The Random Walk Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.2.1 Random Walks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.2.2 Geometric Random Walks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.2.3 Are Log Prices a Lognormal Geometric Random
Walk? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.3 Bibliographic Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.4 R Lab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.4.1 Data Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.4.2 Simulations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.4.3 Simulating a Geometric Random Walk . . . . . . . . . . . . . . 14
2.4.4 Let’s Look at McDonald’s Stock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.5 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3 Fixed Income Securities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.2 Zero-Coupon Bonds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.2.1 Price and Returns Fluctuate with the Interest Rate . . . 20

3.3 Coupon Bonds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.3.1 A General Formula . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.4 Yield to Maturity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.4.1 General Method for Yield to Maturity . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.4.2 Spot Rates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.5 Term Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.5.1 Introduction: Interest Rates Depend Upon Maturity . . 26
3.5.2 Describing the Term Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.6 Continuous Compounding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.7 Continuous Forward Rates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.8 Sensitivity of Price to Yield . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.8.1 Duration of a Coupon Bond . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.9 Bibliographic Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.10 R Lab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.10.1 Computing Yield to Maturity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.10.2 Graphing Yield Curves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.11 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4 Exploratory Data Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
4.2 Histograms and Kernel Density Estimation . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4.3 Order Statistics, the Sample CDF, and Sample Quantiles . . . . . 52
4.3.1 The Central Limit Theorem for Sample Quantiles . . . . . 54
4.3.2 Normal Probability Plots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
4.3.3 Half-Normal Plots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
4.3.4 Quantile–Quantile Plots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
4.4 Tests of Normality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
4.5 Boxplots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
4.6 Data Transformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
4.7 The Geometry of Transformations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
4.8 Transformation Kernel Density Estimation . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.9 Bibliographic Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
4.10 R Lab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
4.10.1 European Stock Indices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
4.10.2 McDonald’s Prices and Returns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
4.11 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
5 Modeling Univariate Distributions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
5.2 Parametric Models and Parsimony . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
5.3 Location, Scale, and Shape Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

5.4 Skewness, Kurtosis, and Moments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
5.4.1 The Jarque–Bera Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
5.4.2 Moments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
5.5 Heavy-Tailed Distributions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
5.5.1 Exponential and Polynomial Tails . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
5.5.2 t-Distributions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
5.5.3 Mixture Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
5.6 Generalized Error Distributions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
5.7 Creating Skewed from Symmetric Distributions . . . . . . . . . . . . . 101
5.8 Quantile-Based Location, Scale, and Shape Parameters . . . . . . . 103
5.9 Maximum Likelihood Estimation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
5.10 Fisher Information and the Central Limit Theorem
for the MLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
5.11 Likelihood Ratio Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
5.12 AIC and BIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
5.13 Validation Data and Cross-Validation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
5.14 Fitting Distributions by Maximum Likelihood . . . . . . . . . . . . . . . 113
5.15 Profile Likelihood . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
5.16 Robust Estimation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
5.17 Transformation Kernel Density Estimation with a Parametric
Transformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
5.18 Bibliographic Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
5.19 R Lab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
5.19.1 Earnings Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
5.19.2 DAX Returns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
5.19.3 McDonald’s Returns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
5.20 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
6 Resampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
6.2 Bootstrap Estimates of Bias, Standard Deviation, and MSE . . 139
6.2.1 Bootstrapping the MLE of the t-Distribution . . . . . . . . . 139
6.3 Bootstrap Confidence Intervals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
6.3.1 Normal Approximation Interval . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
6.3.2 Bootstrap-t Intervals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
6.3.3 Basic Bootstrap Interval . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
6.3.4 Percentile Confidence Intervals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
6.4 Bibliographic Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
6.5 R Lab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
6.5.1 BMW Returns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
6.5.2 Simulation Study: Bootstrapping the Kurtosis . . . . . . . . 152
6.6 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156

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