金融工程》之远期与期货定价江南大学商学院考研专业课资料参考.ppt

第三章远期与期货定价 第一节远期价格与期货价格 远期价值是指远期合约本身的价值 关于远期价值的讨论要分远期合约签订时和签订后两种情形 在签订远期合约时 如果信息是对称的 而且合约双方对未来的预期相同 对于一份公平的合约 多空双方所选择的交割价格应使远期价值在签署合约时等于零 在远期合约签订以后 由于交割价格不再变化 多空双方的远期价值将随着标的资产价格的变化而变化 远期价格是指使远期合约签订时价值为零的交割价格 远期价格是理论上的交割价格 关于远期价格的讨论也要分远期合约签订时和签订后两种情形 一份公平合理的远期合约在签订的当天应使交割价格等于远期价格 如果实际交割价格不等于这个理论上的远期价格 该远期合约价值对于多空双方来说就都不为零 实际上隐含了套利空间 在远期合约签订以后 交割价格已经确定 远期合约价值不一定为零 远期价格也就不一定等于交割价格 类似地 在期货合约中 我们定义期货价格 FuturesPrices 为使得期货合约价值为零的理论交割价格 但值得注意的是 对于期货合约来说 一般较少谈及 期货合约价值 这个概念 基于期货的交易机制 投资者持有期货合约 其价值的变动来源于实际期货报价的变化 由于期货每日盯市结算 每日结清浮动盈亏 因此期货合约价值在每日收盘后都归零 当无风险利率恒定且对所有到期日都相同时 交割日相同的远期价格和期货价格应相等 当标的资产价格与利率呈正相关时 期货价格高于远期价格 这是因为当标的资产价格上升时 期货价格通常也会随之升高 期货合约的多头将因每日结算制而立即获利 并可按高于平均利率的利率将所获利润进行再投资 而当标的资产价格下跌时 期货合约的多头将因每日结算制而立即亏损 但是可按低于平均利率的利率从市场上融资以补充保证金 相比之下 远期合约的多头将不会因利率的变动而受到上述影响 在此情况下 期货多头比远期多头更具吸引力 期货价格自然就大于远期价格 当标的资产价格与利率呈负相关时 远期价格就会高于期货价格 远期价格和期货价格的差异幅度还取决于合约有效期的长短 当有效期只有几个月时 两者的差距通常很小 此外 税收 交易费用 保证金的处理方式 违约风险 流动性等方面的因素或差异都会导致远期价格和期货价格的差异 远期价格与期货价格的定价思想在本质上是相同的 其差别主要体现在交易机制和交易费用的差异上 在很多情况下常常可以忽略 或进行调整 因此在大多情况下 我们可以合理地假定远期价格与期货价格相等 并都用F来表示 一 基本的假设 为分析简便起见 本章的分析是建立在如下假设前提下的 1 没有交易费用和税收 2 市场参与者能以相同的无风险利率借入和贷出资金 3 远期合约没有违约风险 4 允许现货卖空 5 当套利机会出现时 市场参与者将参与套利活动 从而使套利机会消失 我们得到的理论价格就是在没有套利机会下的均衡价格 6 期货合约的保证金账户支付同样的无风险利率 这意味着任何人均可不花成本地取得远期和期货的多头和空头地位 二 符号 续 F t时刻的远期合约和期货合约中的理论远期价格和理论期货价格 在本书中如无特别注明 我们分别简称为远期价格和期货价格 r T时刻到期的以连续复利计算的t时刻的无风险利率 年利率 在本书中 如无特别说明 利率均为连续复利的年利率 第二节无收益资产远期合约的定价 本章所用的定价方法为无套利定价法 基本思路为 构建两种投资组合 令其终值相等 则其现值一定相等 否则就可进行套利 即卖出现值较高的投资组合 买入现值较低的投资组合 并持有到期末 套利者就可赚取无风险收益 众多套利者这样做的结果 将使较高现值的投资组合价格下降 而较低现值的投资组合价格上升 直至套利机会消失 此时两种组合的现值相等 这样 我们就可根据两种组合现值相等的关系求出远期价格 例如 为了给无收益资产的远期合约定价 我们构建如下两个组合 组合A 一份远期合约多头加上一笔数额为Ke r T t 的现金 组合B 一单位标的资产 在组合A中 Ke r T t 的现金以无风险利率投资 投资期为 T t 到T时刻 其金额将达到K 这是因为 Ke r T t er T t K在远期合约到期时 这笔现金刚好可用来交割换来一单位标的资产 这样 在T时刻 两种组合都等于一单位标的资产 根据无套利原则 终值相等 则其现值一定相等 这两种组合在t时刻的价值必须相等 即 f Ke r T t Sf S Ke r T t 3 1 该公式表明 无收益资产远期合约多头的价值等于标的资产现货价格与交割价格现值的差额 或者说 一单位无收益资产远期合约多头等价于一单位标的资产多头和Ke r T t 单位无风险负债的资产组合 练习一 设一份标的证券为一年期贴现债券 剩余期限为6个月的远期合约多头 其交割价格为 950 6个月期的无风险年利率 连续复利 为6 该债券的现价为 930 求该远期合约多头的价值 f S Ke r T t f 930 960e 0 5 0 06 8 08 练习二 假设一年期的贴现债券价格为 960 3个月期无风险年利率为5 则3个月期的该债券远期合约的交割价格F 960e0 05 0 25 972 为了证明无收益资产的现货 远期平价定理 我们用反证法证明等式不成立时的情形是不均衡的 若K Ser T t 即交割价格大于现货价格的终值 在这种情况下 套利者可以按无风险利率r借入S现金 期限为T t 然后用S购买一单位标的资产 同时卖出一份该资产的远期合约 交割价格为K 在T时刻 该套利者就可将一单位标的资产用于交割换来K现金 并归还借款本息Ser T t 这就实现了K Ser T t 的无风险利润 若K Ser T t 即交割价值小于现货价格的终值 套利者就可进行反向操作 即卖空标的资产 将所得收入以无风险利率进行投资 期限为T t 同时买进一份该标的资产的远期合约 交割价格为K 在T时刻 套利者收到投资本息Ser T t 并以K现金购买一单位标的资产 用于归还卖空时借入的标的资产 从而实现Ser T t K的利润 练习3 3一个股票远期合约 标的股票不支付红利 合约的期限是3个月 假设标的股票现在的价格是40元 连续复利的无风险年利率为5 该合约的交割价格为40 20元 问是否存在套利 若存在如何套利 K Ser T t 远期价格的期限结构描述的是不同期限远期价格之间的关系 设F为在T时刻交割的远期价格 F 为在T 时刻交割的远期价格 r为T时刻到期的无风险利率 r 为T 时刻到期的无风险利率 对于无收益资产而言 从无收益资产的现货 远期平价公式可知 两式消除掉S后 3 3 练习3 4假设某种不付红利股票6个月远期的价格为20元 目前市场上6个月至1年的远期利率为8 求该股票1年期的远期价格 解 第三节支付已知现金收益资产远期合约的定价 支付已知现金收益的资产在到期前会产生完全可预测的现金流的资产例子 附息债券和支付已知现金红利的股票 负现金收益的资产 黄金 白银等贵金属本身不产生收益 但需要花费一定的存储成本 存储成本可看成是负收益 我们令已知现金收益的现值为I 对黄 白银来说 I为负值 仍然采用无套利定价法给支付已知现金收益资产的远期合约定价 构建如下两个组合 组合A 一份远期合约多头加上一笔数额为Ke r T t 的现金 组合B 一单位标的证券加上利率为无风险利率 期限为从当前时刻到现金收益派发日 本金为I的负债 组合A在T时刻的价值等于一单位标的证券 在组合B中 由于标的证券的现金收益刚好可以用来偿还负债的本息 因此在T时刻 该组合的价值也等于一单位标的证券 因此 在t时刻 这两个组合的价值应相等 即 3 4 从组合的角度考虑 式 3 4 说明一单位支付已知现金收益资产的远期合约多头可由一单位标的资产和 I Ke r T t 单位无风险负债构成 根据远期价格的定义 我们可从式中求得 3 5 这就是支付已知现金收益资产的现货 远期平价公式 式 3 5 表明 支付已知现金收益资产的远期价格等于标的证券现货价格与已知现金收益现值差额的终值 反证法来证明 假设 即交割价格高于远期理论价格 则套利者可以进行如下操作 以无风险利率借入现金S买入标的资产 并卖出一份交割价为K的远期合约 将在T t期间从标的资产获得的现金收益以无风险利率贷出至T时刻 这样 到T时刻 套利者将标的资产用于交割得到现金收入K 还本付息 同时得到的本利收入 最终套利者在T时刻可实现无风险利润 如果 即交割价格低于远期理论价格 则套利者可以进行反向操作 借入标的资产卖掉 得到现金收入S以无风险利率贷出 同时买入一份交割价为K的远期合约 在T时刻 套利者可得到贷款本息收入 同时付出现金F换得一单位标的证券 用于归还标的证券的原所有者 并把该标的证券在T t期间的现金收益的终值同时归还原所有者 这样 该套利者在T时刻可实现无风险利润 假设黄金现价为每盎司733美元 其存储成本为每年每盎司2美元 一年后支付 美元一年期无风险利率为4 求一年期黄金期货的理论价格 练习3 5假设6个月期和12个月期的无风险年利率分别为9 和10 而一种十年期债券现货价格为990元 该证券一年期远期合约的交割价格为1001元 该债券在6个月和12个月后都将收到 60的利息 且第二次付息日在远期合约交割日之前 求该合约的价值 先算出该债券已知现金收益的现值 I 60e 0 09 0 5 60e 0 10 1 111 65元算出该远期合约多头的价值为 f 990 111 65 1001e 0 1 1 27 39元相应地 该合约空头的价值为27 39元 第四节支付已知收益率资产远期合约的定价 支付已知收益率的资产在到期前将产生与该资产现货价格成一定比率的收益的资产支付已知收益率资产的远期合约外汇远期和期货 外汇发行国的无风险利率股指期货 市场整体水平的红利率基本可预测远期利率协议 本国的无风险利率远期外汇综合协议 外汇发行国的无风险利率 为了给支付已知收益率资产的远期定价 我们可以构建如下两个组合 组合A 一份远期合约多头加上一笔数额为的现金 组合B 单位证券并且所有收入都再投资于该证券 其中q为该资产按连续复利计算的已知收益率 组合A在T时刻的价值等于一单位标的证券 组合B由于获得的红利收入全部都再投资于该证券 拥有的证券数量随着获得红利的不断发放而增加 所以在时刻T 正好拥有一单位标的证券 因此在t时刻两个组合的价值也应相等 即 3 6 根据远期价格的定义 我们可根据式 3 6 算出支付已知收益率资产的远期价格 3 7 这就是支付已知红利率资产的现货 远期平价公式 式 3 7 表明 支付已知收益率资产的远期价格等于按无风险利率与已知收益率之差计算的现货价格在T时刻的终值 2007年9月20日 美元3个月期无风险年利率为3 77 S P500指数预期红利收益率为1 66 当S P500指数为1518 75点时 2007年12月到期的S P500指数期货SPZ7相应的理论价格应为多少 由于S P500指数期货总在到期月的第三个星期五到期 故此2007年9月20日距SPZ07期货到期时间为3个月 根据式 3 7 SPZ07理论价格应为 第五节远期与期货价格的一般结论 通俗地说 由于远期价格是A未来可获得的现金收入 一个合理的远期价格应使得A现在出售现货和未来出售远期所获得的确定性收入相等 无风险利率r实际上反映了A现在不出售而在未来出售标的资产所承担的确定性成本 推而广之 I和q则反映了A现在不出售而在未来出售标的资产所能获得的确定性收益 因此应该从其收到的远期价格中扣减 我们可以用持有成本 Cost of Carry 的概念来概括远期价格与现货价格的关系 持有成本的基本构成如下 持有成本 保存成本 无风险利息成本 标的资产在合约期限内提供的收益 举例来说 不支付红利的股票没有保存成本和收益 所以持有成本就是利息成本r 股票指数的资产红利率为q 其持有成本就为r q 货币的收益率为rf 所以其持有成本是r rf 对黄金和白银等投资性商品而言 若其存储成本与现货价格的比例为u 则其持有成本就为r u 依此类推 所以 如果我们用c表示持有成本 远期价格就为 3 8 相应地 3 9 1 存在交易成本的时候 假定每一笔交易的费率为Y 那么不存在套利机会的远期价格就不再是确定的值 而是一个区间 2 借贷存在利差的时候 如果用rb表示借入利率 用rl表示借出利率 对非银行的机构和个人 一般是rb rl 这时远期和期货的价格区间为 3 存在卖空限制的时候 因为卖空会给经纪人带来很大风险 所以几乎所有的经纪人都扣留卖空客户的部分所得作为保证金 假设这一比例为X 那么均衡的远期和期货价格区间应该是 如果上述三种情况同时存在 远期和期货价格区间应该是 完全市场可以看成是的特殊情况 本书的讨论焦点是金融标的资产的衍生产品 金融标的资产属于投资性资产 所谓投资性资产是指投资者主要出于投资目的而持有的资产 如股票 债券等金融资产和黄金 白银等资产 由于投资性资产的投资决策不受消费等其他目的的影响 投资者所关注的是金融资产中所蕴涵的风险收益特征而非金融产品本身 因此标的资产及其期货之间存在高度的可替代性 只要相对价格水平不合理 投资者随时可在这两者之间进行转换 所以 在这样的市场上 只要没有其他的制度制约套利行为 期货的定价就成为一个纯粹的风险收益问题 相应地无套利原则和持有成本模型就成为远期定价的基本原理 消费性资产则是指那些投资者主要出于消费目的而持有的资产 如石油 铜 农产品等 对于消费性资产来说 远期定价公式不再适用 而是转化为 原因在于消费性的标的资产具有消费价值 而远期却无法即时消费 消费性的标的资产与其远期之间并不具有完全的可替代性 因此即使在远期相对价值偏低的时候投资者也不会轻易出售现货 购买远期 从而使得单纯基于风险收益考虑的金融无套利原则不再完全有效 第六节远期 期货 价格与标的资产现货价格的关系 无套利条件下 可以从三个角度分析F和S之间的关系 第一 当标的资产在远期 期货 存续期内没有收益 已知现金收益较小 或已知收益率小于无风险利率时 当前远期 期货 价格应高于标的资产的当前现货价格 当标的资产在远期 期货 存续期内的已知现金收益较大