第九章-奇异期权.ppt

期权市场是世界上最具有活力和变化的市场之一 盈利和避险的需要不断推动新工具的产生 通过在常规期权的基础上加入了条件约束或者增加新的变量等方式 形成比先前所学习的常规期权更复杂的衍生证券 统称为奇异期权 奇异期权是世界上最具生命力的金融工具之一 其内涵和外延无时不处在变化和拓展中 由于奇异期权的多样性 要对它们进行完全的描述是不可能的 本章我们将介绍其中一些常见的新型期权 分析其定价和保值机制 这些思路和方法将有助于我们理解市场中不断创新的期权工具 1 知识点 标题 认知度 2 知识点 标题 认知度 3 知识点 标题 认知度 4 奇异期权 比常规期权 标准的欧式或美式期权 更复杂的衍生证券 比如执行价格不是一个确定的数 而是一段时间内的平均资产价格的期权 或是在期权有效期内如果资产价格超过一定界限 期权就作废 WhyamIcalledExotic 5 分拆和组合是金融工程的核心之一 最基本的奇异期权是对常规期权和其他一些金融资产的分拆和组合 从而得到我们所需要的回报 通过对奇异期权到期时回报的数学整理 常常可以把期权分成常规期权 简单期权和其他金融资产的组合 从而大大简化期权定价过程 6 导致弱式路径依赖的第二个最常见的原因是 当标的资产价格在事先确定的时间内触及某个预先确定的障碍水平时 障碍期权 敲入或敲出期权 就可能被敲出 作废 或是敲入 开始生效 这种期权显然是路径依赖的 但是因为我们仍然只需要解一个以资产价格和时间为变量的偏微分方程 它仍然只是弱式路径依赖的 如果期权价值会受到路径变量的影响 但是在期权定价的偏微分方程中并不需要比与之类似的常规欧式期权增加新的独立路径依赖变量 就属于弱式路径依赖性质的期权 7 强路径依赖性质表明 期权的损益除了取决于标的资产的目前价格和时间之外 还取决于资产价格路径的一些特征 期权价值是原先的期权价格 时间和至少再多一个独立变量的函数 相应的在期权价值偏微分方程中也将增加期权价值对这些独立变量的导数 8 奇异期权的一种变化形式是在以上所述的所有特征中加入时间依赖 TimeDependence 的特性 比如说美式期权只能在特定的一段时间之内提前执行 如百慕大期权 敲出期权的障碍位置也可以随着时间而不同 每个月都可以设定一个比上个月更高的水平 这些合约都可以称作是时间上非均匀的 Time inhomogeneous 这些变化使得期权合约更加丰富 也更符合客户和市场的特殊需求 9 2 弱式路径依赖期权合约和那些除了不是路径依赖之外其他条件都与之完全相同的期权合约的维数相同 维数 Dimensions 指的是基本的独立变量的个数 二维的形式 1 常规期权有两个独立变量S和t 因此是二维的 对于这些合约来说 资产价格这个变量的作用和时间变量的作用是彼此不同的 因为在布莱克 舒尔斯方程中 包含了对资产价格的二阶偏导而只有对时间的一阶偏导 10 1 有其他随机源的时候 比如期权中有多个标的资产 假设有一个期权 要取两种股票价格的最大值 这两种标的资产都是随机的 每种都有自己的波动率 它们之间还有相关关系 在布莱克 舒尔斯方程中 我们将会出现对每种资产价格的二阶偏导 我们把这叫做存在和的扩散过程 这就出现了三维问题 多维的形式 2 强式路径依赖的合约 比如一种新的独立变量是路径依赖量 比如亚式期权中的价格平均数 的一个衡量 期权价值是依赖于这个量的 这样 期权价格方程中需要再增加新的变量 但这时期权价格对这个新变量的导数只是一阶的 这样这个新的变量看起来更像是一个象时间一样的变量 这与多标的资产的情况显然是不同的 11 奇异期权最后的一个分类特征是期权的阶数 但这不仅是一种分类特征 还引入了建模的问题 常规期权是一阶的 其损益仅直接取决于标的资产价格其他的如路径依赖期权 如果路径变量直接影响期权价格的话 它也是一阶的 高阶指的是那些期权损益和价值取决于另一个 些 期权的价值 最典型的二阶期权的例子是复合期权 比如一个看涨期权给予持有者购买一个看跌期权的权利 复合期权在时刻到期 而作为其自变量的那个标的期权则在更迟的一个时刻到期 从实际的角度来看 高阶期权的存在提出了一些重要的建模问题 复合期权的损益取决于标的期权的市场价值而非理论价值 我们对两阶期权都要使用理论模型 这时高阶期权对模型正确与否就非常敏感 需要很小心地处理 12 障碍期权 BarrierOptions 是指期权的回报 Payoff 依赖于标的资产的价格在一段特定时间内是否达到了某个特定的水平 临界值 这个临界值就叫做 障碍 水平 通常有许多种不同的障碍期权在场外市场进行交易 13 1 敲出障碍期权 Knock outOptions 当标的资产价格达到一个特定的障碍水平时 该期权作废 即被 敲出 如果在规定时间内资产价格并未触及障碍水平 则仍然是一个常规期权 14 2 敲入障碍期权 Knock inOptions 正好与敲出期权相反 只有资产价格在规定时间内达到障碍水平 该期权才得以存在 即 敲入 其回报与相应的常规期权相同 反之该期权作废 在此基础之上 我们可以通过考察障碍水平与标的资产初始价格的相对位置 进一步为障碍期权分类 1 如果障碍水平高于初始价格 则我们把它叫做向上期权 2 如果障碍水平低于初始价格 则我们把它叫做向下期权 将以上分类进行组合 我们可以得到诸如向下敲出看涨期权 Down and outCall 向下敲入看跌期权 Down and inPut 等组合形式 15 根据市场需求而变形的特殊交易条款 16 障碍期权是路径依赖期权 它们的回报 以及它们的价值要受到资产到期前遵循的路径的影响 障碍期权是属于弱式路径依赖 我们只需要知道这个障碍是否被触发 而并不需要关于路径的其他任何信息 关于路径的信息不会成为我们定价模型中的一个新增独立变量 如果障碍水平没有被触发 障碍期权到期时的回报仍然和常规期权是相同的 障碍期权通常比常规期权便宜 障碍距离资产价格现价越近 期权被敲出的可能性越大 合约就越便宜 相反 一个敲入期权将会被某个相信障碍水平将会实现的人购买 这时期权同样也会比相应的普通期权便宜 购买者可以使用它们来为某些非常特定的具有类似性质的现金流保值 17 定价基本原理障碍期权是弱式路径依赖的 这使得我们仍然可以直接应用布莱克 舒尔斯期权定价偏微分方程来为其定价 在障碍条件被触发之前 期权价值仍然满足 18 障碍条件则反映在相应的边界条件上 1 敲出障碍当标的资产价格达到敲出障碍水平时 期权合约作废 因此边界条件为当t T时 f H t 0其中H可以是向上或向下的障碍水平 对于一个向上敲出障碍期权来说 我们要在的条件下解出布莱克 舒尔斯偏微分方程 同时考虑资产价格达到H时的边界条件 9 1 最后如果障碍水平没有达到 还需要考虑回报 如一个看涨期权 我们有 这一边界条件 如果是一个向下敲出障碍期权 则将范围改为 考虑相应的两个边界条件 解出偏微分方程 注意如果合约中有部分折扣规定的话 边界条件当t T时 f H t 0可以修改为 f H t R其中R为折扣数 19 2 敲入障碍敲入期权只有在障碍水平被触及的时候才有价值 因此 如果没有到达障碍水平 则对于敲入期权来说 其价值在于到达障碍的可能性 如果是一个向上敲入期权 那么在资产价格到达上限的时候 合约的价值就等于一个相应的常规期权价值 当时 对于敲入期权来说 当障碍被触及时 我们得到的是衍生工具本身 因此一个敲入期权实际上是一个二阶合约 在解敲入期权价值的时候 我们必须先得到常规期权的价值 因此要花解敲出期权两倍的时间 才能得到敲入期权的价值 20 3 敲入和敲出障碍期权的关系在不考虑折扣R的情况下 具有相同的执行价格 到期时间和障碍水平的敲入期权和敲出期权具有如下的关系 这是因为无论资产价格是否触及障碍水平 敲入期权和敲出期权的组合总能得到与常规期权相同的回报 这个关系在障碍期权定价中很有意义 只需要求出其中一个障碍期权 即可得到另一个的价值 21 障碍期权的具体定价公式向下敲出看涨期权向下敲入看涨期权 22 23 24 图9 4 2 1三叉树图 25 图9 4 2 2二叉树图 26 尽可能地用交易活跃的常规看涨和看跌期权来复制障碍期权价值 障碍期权的静态套期保值 比如为向上敲出看涨期权空头保值的一个常用方法是买进同样价格和到期日的看涨期权多头 若期权敲出 则还有一个看涨期权多头可以弥补 27 但是只有在障碍水平和执行价格以正确的顺序排列的时候才有效 假设我们目前拥有一个向下敲入看涨期权 并假设障碍水平H和执行价格X相等 现在用一个具有同样执行价格的常规看跌期权空头来为其保值 如果触及障碍水平 则我们的组合头寸价值为 其中第一项来自障碍期权 第二项来自常规期权 根据平价关系和 组合价值正好等于 这是一个接近0的数 此时我们将两个期权平仓 就可实现保值 反射保值 很简单但效果相当不错 这个方法建立在反射原理和看涨看跌对称的基础上 28 亚式期权 AsianOptions 是当今金融衍生品市场上交易最为活跃的奇异期权之一 它最重要的特点在于 其到期回报依赖于标的资产在一段特定时间 整个期权有效期或其中部分时段 内的平均价格 它属于强式路径依赖期权 因为这一平均价格将成为定价公式中的一个独立状态变量 29 30 31 32 33 34 35 36 2020 2 9 37 二阶矩近似法 控制方差法 相似变量代换法 38 能在价格最高点卖出 或在最低点买进 是市场交易者梦寐以求的情形 回溯期权 LookbackOptions 就提供了这样一种可能 回溯期权的收益依附于标的资产在某个确定的时段 称为回溯时段 中达到的最大或最小价格 又称为回溯价 根据是资产价还是执行价采用这个回溯价格 回溯期权可以分为 固定执行价期权浮动执行价期权 39 回溯期权定价模型中包含路径依赖变量 属于强式路径依赖期权 可依前述的强式路径依赖定价的思路 根据连续观测和离散观测的不同 将回溯期权定价纳入到布莱克 舒尔斯模型框架中 但回溯期权的定价和亚式期权有所不同 亚式期权中平均价必然会随着观测值的增加而改变 取最值的回溯价则不一定会改变 40 Goldman Sosin和Gatto 1979 推导出这个方程的边界条件是当时 最后由回报推出的边界条件是 固定执行价看涨期权 浮动执行价看跌期权 连续观测条件下的回溯期权的定价模型当时 最大值不会改变 这时我们使用以作为参数的方程 B Goldman H Sosin H M A Gatto PathDependentOption BuyattheLow SellattheHigh JournalofFinance34 December1979 1111 1128 41 离散观测条件下 回溯价是通过离散时间取得的观测值比较形成的 其更新规则为这样资产价格可能会在M之上 而且离散观测下的回溯价M更新的次数要少于连续观测的状态 这使得离散观测的回溯期权价格偏低 根据上述更新规则 我们可以得到离散观测的回溯期权的跳跃条件 之后我们可以应用亚式期权一节中所介绍的离散取样的定价方法 为回溯期权定价 离散观测条件下回溯期权的定价 42 43 44 45 46 回溯期权的定价就经常使用到二叉树模型 但是 在使用二叉树模型的时候 在每个结点需要考虑到当前为止不同路径所导致的不同的最大值或最小值 路径越多 这些值的个数越多 降低了二叉树模型的实用意义解决方法1 在每个结点 仅对路径函数中具有代表性意义的值进行计算 其他值则用内插法从已知的值中计算得到解决方法2 最高价格M和现价S之比来建立标的资产价格树图并进一步为期权定价 47 48 两值期权 BinaryOptions 也是一种基本期权 其到期回报是不连续的 其中一种是现金或无价值看涨期权 Cash or nothingCall 到期日时 如果标的资产价格低于执行价格 该期权没有价值 如果高于执行价格 则该期权支付一个固定的数额Q 期权到期时价格超过执行价格的概率为因此现金或无价值看涨期权的价值就是相应地现金或无价值看跌期权的价值是 49 两值期权 续 资产或无价值看涨期权 Asset or nothingCall 如果标的资产价格在到期日时低于执行价格 该期权没有价值 如果高于执行价格 则该期权支付一个等于资产价格本身的款额 这种资产或无价值看涨期权的价值就是 类似地 资产或无价值看跌期权的价值就是 常规期权可以分解为两值期权的组合 比如一个常规欧式看涨期权就等于一个资产或无价值看涨期权多头和一个现金或无价值看涨期权空头之和 一个常规欧式看跌期权等于一个资产或无价值看跌期权多头和一个现金或无价值看跌期权空头之和 其中的现金支付金额等于执行价格 50 打包期权通常是由常规的欧式期权 远期合约 现金和标的资产等构成的证券组合 经济意义 可以利用这些金融工具之间的关系 组合成符合需要的投资工具最常见的打包期权 具有零初始成本的期权组合另一种可以实现零初始成本的期权是延迟支付期权 DeferredPaymentOptions 原理 目前不支付期权价格 到期时支付期权价格的终值 执行价格等于相应资产的远期价格时 这类延迟支付期权又叫做不完全远期 波士顿期权 可选退出的远期和可撤销远期 51 标准美式期权在有效期内任何时间都可执行且执行价格总是相同的 非标准美式期权则对其做了一些改动 百慕大期权 BermudanOptions 只能在事先确定的时间内提前执行公司发行的认股权证 Warrants 往往规定提前执行的时间段 而且执行价格也会有所不同 52 远期开始期权 ForwardStartOptions 是现在支付期权费而在未来某时刻才开始的期权零时刻的期权为远期开始期权的价值与具有相同有效期的处于平价状态的常规期权价值完全相同 53 呐喊期权 ShoutOptions 是一个常规欧式期权加上一个额外的特征 在整个期权有效期内 持有者可以向空头方 呐喊 一次在期权到期时 期权持有者可以选择以下两种损益中的一种 一个常规欧式期权的回报根据呐喊时刻的内在价值得到的回报呐喊期权的回报写为其中T是到期时刻 是指呐喊时刻的资产价格我们也可以用二叉树或三叉树模型为呐喊期权定价 在每个结点我们都要分别计算持有者呐喊和持有者没有呐喊的期权价值 取其大者 整个过程很类似美式期权的定价过程 54 复合期权 在时刻给予持有者一个在特定时间以特定价格买卖另一个期权的权利 后面这个标的期权将在时刻到期 复合期权是二阶期权 因为复合期权给了我们对另一个衍生工具的权利 首先 为标的期权定价假设我们的复合期权是看涨期权的看涨期权 则标的期权价值满足条件为其中为时刻标的期权中的标的资产理论价格 为标的期权执行价格 通过以上公式计算出时刻的标的期权理论价值 55 复合期权 续 然后为复合期权定价 得到时刻的复合期权价值满足 条件为其中为时刻标的期权中的标的资产价格 为复合期权执行价格 56 选择者期权持有者可以在特定时间以特定价格选择一个进一步的期权 持有者可以选择购买一个看涨期权或是购买一个看跌期权 在时刻的回报为 其中的和分别代表时刻备选看涨期权和看跌期权的价值 和则表示事先确定的这两种期权的购买价格 为时刻的标的资产价格 57 复合期权和选择者期权的定价模型在实际应用方面存在着同样的问题 期权价值对资产价格服从的概率分布性质非常敏感 这些公式在实际当中都很少直接使用 交易者常常用我们在第七章中所介绍的随机波动率模型或是隐含波动率矩阵来定价 58 多资产期权 Multi assetOptions 中往往包含两个或两个以上标的资产 需要引进多维的概念 在三维或多维概念下 我们必须考虑标的资产之间的相关关系 相应地产生了Ito引理和布莱克 舒尔斯模型在多维世界中的扩展 在多资产期权中 每个标的资产仍然假设服从几何布朗运动 其中是在第个几何布朗运动和第个几何布朗运动之间的相关关系 59 一 彩虹期权彩虹期权 RainbowOptions 是指标的资产有两种以上的期权 比如篮子期权 BasketOptions 篮子期权的回报取决于一篮子资产的价值 这些资产包括单个股票 股票指数或是外汇等 篮子期权的价值可以在高维的布莱克 舒尔斯框架中得到解释 建立一个包括一篮子期权和份各项标的资产的组合 令 我们就可以得到无风险组合 这样根据布莱克 舒尔斯的建模思想 我们得到篮子期权的价值方程为 60 二 资产交换期权资产交换期权 ExchangeOptions 是另一种常见的多资产期权 它可以有多种形式 比如对于一个美国投资者而言 用澳元购买日元的期权就是用一种外币资产交换另一种外币资产的期权 股权收购 StockTenderOffer 则可以看成是用一个公司的股份换取另一个公司股份的期权 一个在时刻用价值为的资产来换取价值为的资产的欧式期权 其回报为 61 资产交换期权 续 Margrabe首先提出了这个期权的定价公式 假设资产价格U和V都遵循几何布朗运动 波动率分别为和 收益率分别为和 零时刻的资产价值分别为和 进一步假设U和V之间的瞬时相关关系为 则零时刻期权的价值为其中 62 1 奇异期权的基本类型包括分拆与组合 弱式路径依赖 强式路径依赖 时间依赖 维数和阶数 2 奇异期权的变化很多 并且处在不断的衍生和变化当中 3 障碍期权的回报依赖于标的资产的价格在特定时间内是否达到了一个特定的水平 一般可以分为敲出期权 敲入期权 向上期权和向下期权等 障碍期权属于弱式路径依赖期权 4 亚式期权的回报依赖于标的资产在一段时间内的平均价格 回溯期权的损益则依赖于标的资产在某个确定的时段中达到的最大或最小价格 它们都属于强式路径依赖期权 5 其他的奇异期权还包括两值期权 现金或无价值期权 资产或无价值期权 打包期权 由期权和其他金融资产组成的证券组合 远期开始期权 现在支付期权费而在未来某时刻才开始的期权 二阶期权 复合期权和选择者期权 多资产期权 多个标的资产的期权 以及呐喊期权等等 63 6 大多数奇异期权和路径依赖期权的定价仍然可以在布莱克 舒尔斯模型框架中进行 例如障碍期权中的障碍条件主要反映在相应的边界条件上 连续平均的亚式期权在原来的偏微分方程中加进了对新的平均值变量的一阶偏导 我们也可以得到其中一些奇异期权的定价公式 但是大部分情况下 我们无法得到精确的解析解 或者是这些公式难以在实际中运用 大多时候人们是用数值方法或是近似方法来为奇异期权和路径依赖期权定价 7 蒙特卡罗模拟常用于处理路径依赖期权 但缺点是收敛缓慢 为此 人们对树图方法进行了多种改进 使之可以用于估计许多路径依赖型的期权价格 8 有些奇异期权比常规期权更容易保值 如亚式期权 另一些奇异期权则更难保值 如障碍期权 现实中人们使用静态期权复制的方法来为之保值 64 奇异期权确实是无法尽述的 它的丰富多变就是金融工程的核心和魅力的体现 奇异期权 魅力无限 65 1 二阶矩近似法这是在现实中应用得最广泛的方法之一 它适合于为离散算术平均亚式期权定价 其主要思想是 尽管分布是未知的 但算术平均价格的前两阶矩 即均值和方差 是可以精确计算出来的 用一个适合前两阶矩的对数正态分