2018spring15级金融工程学pfech

金融工程学（中美）Financial

Engineering

(Sino-US)1丁宁副教授浙江大学宁波理工学院商学院财务与金融研究所About

this

Course2Course

Title:

Financial

Engineering

(Sino-US)Prerequisite

courses:Probability

Theory

and

MathematicalStatisticsFinancial

Markets

and

InstitutionsInvestmentsSubsequent

course:Financial

Derivative

InstrumentsCourse

Objectives3Introduce

the

basic

knowledge

andprinciples

of

financial

engineering.Develop

financial

engineering

techniquesand

apply

them

to

analyze

real-worldderivative

securities

including

pricing.Course

MaterialsTextbook:金融工程学原理,2e,中国人民大学出版社4Course

Evaluation510%

Individual

Assignments

(due

4/16

and6/13)20%

Midterm

Exam

(5/2

in

class,

25MCquestions)60%

Written

Final

Exam

(to

be

announced)10%

ParticipationTopics

Overview6IntroductionCash

Flow

EngineeringInterest

Rate

DerivativesSwap

EngineeringRepoDynamic

Replication

and

SyntheticsOptionsConvexityPricingFundamental

TheoremeCourse

CalendarClassDateContents13-7课程介绍，第1章导论23-12第2章概念和定义33-19第3章现金流工程与远期合约43-21第4章简单利率衍生工具工程54-2第5章互换工程引论64-9第6章金融工程中的回购市场策略74-16第7章动态复制方法及合成*

(Homework

1

due)84-25期中复习，习题讲解95-2期中考试105-9第8章期权交易机制115-16第9章凸性头寸工程125-23第10章期权工程及其应用135-30第11章金融工程定价工具146-6第12章

基本定理的某些应用

7156-13第13章固定收益工程*

(Homework

2

due)第一章金融工程导论8哈尔滨工业大学经济与管理学院主要内容1.1

金融工程概述1.2

金融工程的基本框架1.3

金融工程的应用91.1

金融工程概述101、金融工程的定义一般认为金融学发展经历了描述性金融、分析性金融和金融工程三个阶段。诞生于20世纪80年代末的金融工程作为一门学科的时间还不是很长，因此理论界和实务界对于金融工程的定义和内容等问题的认识也不尽相同。（1）英国学者洛伦兹·格立茨(LawrenceGalitz,1995)的观点：“金融工程(Financial

Engineering)是指运用金融工具重新构造现有的金融状况，使之具有所期望的特性(即收益/风险组合特性)”。1.1

金融工程概述11（2）最早提出金融工程学科概念的学者之一John

Finnerty（1988）的观点：金融工程将工程思维引入金融领域，综合地采用各种

工程技术方法（主要有数学模型、数值计算、网络图

解、仿真模型等）设计、开发和实施新型的金融产品，创造性地解决各种金融问题。1.1

金融工程概述12（3）国际金融工程师学会常务理事Marshall等（1992）的观点：认为Finnerty的上述定义对金融工程的研究范围作出了准确的概括。认为Finnerty的定义中提到的金融产品是广义的：它包括所有在金融市场交易的金融工具，比如股票、债券、期货、期权、互换等金融产品；也包括金融服务，如结算、清算、发行、承销等；而设计、开发和实施新型的金融产品的目的也是为了创造性地解决金融问题，因此金融问题的解也可看作是创新一个金融产品。1.1

金融工程概述132、金融工程的内容金融工程是一门面向应用的学科，其内容非常宽广，主要包括三个方面(Finnerty,

1988)：新型金融产品和工具的开发：包括面向大众的金融产品和面向企业的金融工具。新型金融手段的开发：主要目的是降低交易成本，典型实例是电子化证券交易等。创造性地解决金融问题：例如现金管理策略的创新、公司融资结构的创造等。141.1

金融工程概述Marshall等（1992）从实务角度概括了金融工程的应用内容：公司理财方面。传统金融工具难满足公司特定的融资需要时，金融工程师可为其设计出适当的融资方案。金融工具及其交易策略。金融工程的一个重要内容是开发出具有套利性质的交易工具和交易策略。如不同市场、不同时间、不同金融工具间的套利。投资与货币管理方面。如开发出象高收益共同基金、货币市场基金、回购/反向回购协议等投资方式，通过再包装和再抵押的手段将高风险的投资工具变成低风险的投资工具等。风险管理技术与手段。151.1

金融工程概述3、金融工程的产生与发展从学科发展的整体来看，促进金融工程学产生及发展的因素一般不外乎内外两个方面。一个是内部因素，主要包括金融学的研究方法的数量化思维（如投资组合理论、CAPM，Black-Scholes期权定价公式,APT-套利定价理论）、理论体系更为精细化等；另一是外部因素，主要包括金融市场的客观需要、风险管理的需求，科学技术的日新月异等—计算机运算能力提升。161.1

金融工程概述1、现代金融学的基本框架现代金融学包括宏观金融学与微观金融学171.2

金融工程的基本框架宏观金融学主要涉及货币理论、利率理论、汇率理论、内外均衡理论、金融监管理论、中央银行理论、商业银行理论、货币政策理论等方面的内容。主要是从宏观的角度，着重探讨金融运行机制和原理、金融变量变动对经济的影响等问题。181.2

金融工程的基本框架微观金融学以企业、个人的金融决策和金融市场作为研究对象，研究的是金融资产定价、资产组合、融资策略、资金成本等具体的金融问题。主要涉及货币时间价值理论、贴现现金流模型、有效市场假说、资本资产定价理论、资金机会成本理论、期权定价理论、融资次序理论等方面的内容。191.2

金融工程的基本框架2、金融工程的基本框架概述金融工程作为一门学科，它具有较为系统和完整的框架，主要包括金融工程的理论基础、金融工具和金融工程技术。201.2

金融工程的基本框架金融工程的理论基础是支撑金融工程的知识体系，主要涉及金融理论、经济学理论、数学和统计学知识、会计及法律知识等方面的理论和知识。核心的基础理论是估值理论（或定价理论）、资产组合理论、有效市场理论、套期保值理论、期权定价理论、汇率及利率理论等。211.2

金融工程的基本框架金融工具是指用于投资、融资、结算等金融交易过程中的各种工具，包括基础金融工具和衍生金融工具。基础金融工具指能够产生衍生金融产品的传统金融产品，主要有股票、债券、现金、商业票据等；衍生金融工具是以某种基础金融工具的存在为前提，其价格亦由基础金融工具决定的金融工具，主要包括远期、期货、期权、互换4种基本衍生金融工具以及由它们通过变化、组合、合成等方式再衍生出来的一些变形。这方面的一个典型产品是结构化产品，还有信用衍生品等。221.2

金融工程的基本框架金融工程技术是指运用金融理论和金融工具解决具体金融问题的技术和方法。不仅包括设计解决问题的思路、方案、流程的技术，还包括对金融工具进行构造的技术。在金融工程的整体框架里，最为核心的部分就是金融工程技术及其应用。231.2

金融工程的基本框架金融工程技术主要有3类：①金融领域中新思想的形成和新观念的出现，如第一份期权合约的产生；②对已有观念的拓展和重新理解与运用，如在商品交易所推出金融期货作为新品种；③对已有的金融工具进行分解或重新组合，形成新的金融工具或新的解决金融问题的方案，这也就是通常所说的金融工程技术。241.2

金融工程的基本框架1.3

金融工程的应用25金融工程的应用是指运用金融工程技术解决现实金融问题的过程。从应用的目的看，金融工程常用于套期保值（hedge）、投机(speculation)、套利(arbitrage)以及通过构造（或构建,create）的方式获利和降低风险等方面。1、套期保值（hedge）套期保值通常指的是利用远期交易、期货交易、期权交易等手段对冲现存交易的风险，从而较好地锁定收益的行为。261.3

金融工程的应用从保值策略的具体操作看，存在多头套期保值和空头套期保值两种方式。如果交易者现存交易形成的是多头头寸，那么他需要采取空头套期保值的交易策略；反之，则需要采取多头套期保值的交易策略。271.3

金融工程的应用某出口企业半年后将收到一笔美元外汇，该企业现在打算通过远期外汇市场按照固定汇率(如1美元＝7.8元人民币)把美元卖出。这样，无论半年后美元实际汇率如何变化，该企业的财务状况都不会受到影响，达到了风险转移的目标，以确定性代替了不确定性。风险由该企业转移到了交易对手身上。282、投机(speculation)“投机”在中文中具有浓厚的贬义，被理解为通过不务正业、玩弄手段获取有违正道的利益；“投机”的英文是speculation，其义指“预测

”，是一个中性词。从市场经济的发展实践看，“投机”被认为是活跃市场的正常力量，并不被人们所指责。在金融市场中，投机与投资并无严格的界限。291.3

金融工程的应用投机交易是指交易者基于自己的价格走势判断所进行的以获取价差为目的的先卖后买或先买后卖的交易。投机者如果对市场看涨时价格上升了或对市场看跌时价格下跌了，他就可以因为正确的预测而获得利润；当他对市场看涨时价格下跌了或对市场看跌时价格上升了，则会由于预测失误而遭受损失。投机的实质是投机者以承担风险为代价来获取投机回报。301.3

金融工程的应用交易者既可通过现货市场进行投机交易，也可通过期货、远期和期权交易进行投机。以期货市场为例，期货投机指投机者通过对价格的预期，首先在判断价格上升(下跌)时买进(卖出)，然后在将来某个时间再卖出(买进)原期货合约，以期获取利润的活动。如果市场价格走势符合其判断，则投机者平仓出局后可获取投机利润；如果价格走势与判断相反，则投机者平仓出局后承担投机损失。1.3

金融工程的应用31某投机者在6月预计9月玉米的期货价格将上升，则可以在6月份决定买进9月玉米合约若干手，如果玉米价格走势符合预期，该投机者就可以在合约到期之前卖出合约平仓，并获得扣除手续费后的价差收益。若预计错误，投机者会遭受损失并支付手续费。如果该投机者预计9月玉米期货价格将下跌，则他应在6月份卖出期货，然后待机补进以获利。32通过现货市场、远期市场、期权市场也可进行投机交易，其操作原理也大致与期货市场一样。由于不同市场并不完全相同且各具特点，因此，尽管投机的原理一样，但在具体操作上，不同市场还是存在一些差异的。正是这些特点与差异，为不同的交易者提供了不同的投机策略选择，从而更好地满足了不同交易者的各种交易需要。331.3

金融工程的应用3、套利(arbitrage)套利是指交易者利用市场上暂时存在的不合理的价格关系，通过同时买进或者卖出相同或相关资产，从中赚取价格差异的交易行为。理论上的套利是没有风险的，交易者可以在不需要期初投资支出的条件下获取无风险报酬。但在现实世界中，大部分套利存在风险，并且至少需要一些适量的投资。341.3

金融工程的应用金融市场上暂时存在的不合理价格关系包括:①同一金融资产在不同时间段内的不合理价格差异；②相关金融资产在同一时间段内存在不合理的价格差异；③同种金融资产在不同金融市场之间存在不合理的价格差异。根据不合理价格关系的三种情况，套利交易主要可分为跨时间套利、跨品种套利和跨市场套利3种形式。351.3

金融工程的应用商业贸易中的”套利”行为例1：翰阳公司是一家做铜金属原料贸易的商业公司。如果它从铜生产商那里买进铜，然后再以高于买进的价格卖给需要铜的厂家，从中赚取差价。这种赚取差价的行为一般被认为是一种正常的商业盈利行为，一般并不被称为套利行为。如果它与铜生产商签订买进铜的协议的同时，又

以高于买进的价格与铜需求商签订卖出铜的协议，此过程就近似于远期铜合约交易中的套利行为，

如果这种交易是在远期市场或者期货市场，这就

是典型的套利行为。361.3

金融工程的应用公司在与生产商甲签订一笔合同的同时，与需求商乙签订一笔合同：即公司与生产商甲约定以15,000元/吨的价格从甲那里买进10吨铜，同时与需求商乙约定把这买进的10吨铜以17,000元/吨的价格卖给乙，并且交货时间相同。这样，1吨铜赚取差价2,000元/吨。如图1所示：生产商甲需求商乙17,000

元×10吨15,000元×10吨翰阳公司10吨10吨图1-1

商业贸易中的“套利”行为371.3

金融工程的应用所谓“套利机会”指这样一个机会，能以较低价格买进一项东西（包括商品、资产等）的同时马上以较高的价格卖出这个东西，如果不考虑交易过程中的各种费用，不考虑违约情况，并且买卖交易时间（签约）和买卖交货时间又是分别完全相同，这就是无风险套利机会。而翰阳公司实施这样套利机会的过程，即以低价买进甲的铜，然后以高价卖给乙，就是一个套利行为。381.3

金融工程的应用但在商业贸易中要寻求套利机会是一件比较困难的事情。因为，同时要找到恰好买卖同一种商品的高买低卖两方是比较困难的。另外，除了交易费用不少外，商品作为有形物品还需要考虑它的运输、存储费用等。391.3

金融工程的应用金融市场中的套利行为因交易中佣金、税收、信息成本、空间成本和时间成本等交易成本的存在，或者说套利障碍的存在，商业贸易中的套利行为实施起来比较麻烦。这也是为什么同一种商品在不同的地方价格会不一样，有时价格还会相差很大的原因。但在金融市场中金融产品的交易就不同了，金融市场的独特性使得影响套利的这些条件（交易佣金、交易税收、信息成本、空间成本、时间成本）大大地减弱。1.3

金融工程的应用40首先，专业化、电子化交易市场的存在使得寻求买卖双方的信息成本就剩下需要向市场组织者缴纳较低的交易费用。金融产品的标准化也大大简化了买卖双方中对产品规格的定义，这是商品贸易中所无法比拟的。其次，由于金融产品的无形化，大部分的金融产品只是一个合约，一纸凭证，甚至只是一个账户的电子符号，几乎不需要存放空间和运输成本。再次，金融市场存在的卖空机制大大增加了套利机会。这种卖空机制使得金融市场的套利机会是双向的，即不管价格是偏高还是偏低，只要存在定价偏差，就可以套利。411.3

金融工程的应用最后，金融产品在时间和空间上的多样性也使套利更为多样。如在时间上，就存在即期现货市场和远期市场（期货市场），则可通过现货和期货的定价偏差进行套利；还可基于同一种基