《金融数学》ppt课件(7)远期、期货和互换-82页精选.ppt
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1、1衍生产品衍生产品(derivative instrument):一种金融工具,其价值依赖于其他产品(如证券、商品、利率或指数)的价格。常见的衍生产品:远期(远期(forwards)期货(期货(futures)互换(互换(swaps)期权(期权(options)2一、远期一、远期(forward)远期合约远期合约(forward contract):a contract to buy or sell a specified asset at a designated future time.双方约定在未来未来某一个确定的时间,按照某一确定的价格买卖买卖一定数量的某种资产资产的协议。例例:小麦,
2、石油Forward contract:标的资产标的资产(underlying asset):双方约定买卖的资产。交割价格交割价格(delivery price):约定的成交价格。空头空头(short forward,short position):卖出标的资产的一方。多头多头(long forward,long position):买入标的资产的一方。3回收回收(payoff):the cash realized by the holder of an option or other derivative at the end of its life.一个仓位在满期时的价值.Payoff to
3、 long forward=spot price at expiration forward pricePayoff to short forward=forward price spot spice at expirationSpot price:the current price of an asset at any time.多头的回收满期时的即期价格 交割价格 空头的回收多头的回收盈亏(盈亏(net payoff,profit),从回收中扣除建立仓位所发生的初始费用的终值,即Profit=payoff future value of expenses incurred 盈亏回收初始费用
4、的终值注:远期合约的初始费用为零,因此盈亏等于回收。4例:例:假设股票当前的价格是100元,一年后到期的远期价格为105元,没有分红。年实际利率为5。如果立即购买,当前需要支付100元。如果通过远期合约购买,当前的支出为零,但在一年后需要支付105元。解:解:如果一年后股票的即期价格为115元,则远期多头:回收=11510510,盈亏=10-0=10股票多头:回收=115,盈亏=115-1001.05=105例:例:投资1000元购买了一种6个月期的零息债券,到期的偿还值为1020元。6个月期的实际利率为2。请计算投资者购买这种债券的回收和盈亏。解:解:购买这种债券的回收为1020元。购买债券
5、的成本为1000元,因此购买债券的盈亏为:10201000(12)0。注:零息债券的盈亏为零,但利息收入大于零!注:零息债券的盈亏为零,但利息收入大于零!6远期合约的类型:远期合约的类型:商品远期合约金融远期合约远期利率协议远期外汇合约远期股票合约下面仅介绍远期利率协议远期利率协议7远期利率远期利率(Forward Rate):将来某个时点开始的一定期限的利率。(rate of interest for a period of time in the future implied by todays zero rates).zero rate=zero coupon interest rate
6、.例例:17远期利率:1个月之后开始的期限为6个月的远期利率远期利率由一系列即期利率决定,例:一年期的即期利率为8%二年期的即期利率为9%则从第一年末到第二年末的远期利率为i=10.01%,即 (1+8%)(1+i)=(1+9%)2 8远期利率协议远期利率协议(Forward Rate Agreements,FRA):买卖双方同意从未来某一时点开始,在某一特定时期内按协议利率借贷一笔名义本金的协议。Agreement that a certain interest rate will apply to a certain principal amount for a certain perio
7、d of time in the future.买卖双方订立远期利率协议的目的买方规避利率上升的风险卖方规避利率下降的风险。不必交换本金,只需支付结算金(cash settlement)。若 参照利率 协议利率,由卖方付给买方结算金。9分子分子协议利率与参照利率之差所造成的额外利息支出,发生在贷款期限结束之时。分母分母用参照利率对分子折现至贷款期限开始之时。用单利单利计算。1kDrrABDrB结算金-参照利率协议利率天数计算惯例贷款天数合同的名义本金10例:例:假设A公司在6个月之后需要一笔1,000万元的资金,为期3个月,为了锁定资金成本,该公司与某银行签订了一份69的远期利率协议,协议利率
8、为4%,名义本金为1,000万元。请分析市场利率上升对A公司有何影响。解:解:假设六个月后,市场利率上涨为4.5%,则在远期利率协议的结算日A公司从银行获得的金额为:90(4.5%4%)10,000,00036012 3619014.5%360-,11如果没有签订远期利率协议,A公司就得按照市场利率4.5%借入一笔1,000万元的资金,此时的利息支出为:扣除结算金的累积值,其实际的资金成本(表示为年利率)为10,000,0004.5%90/360=112 500,90112 500 12 361(14.5%)360360410,000,00090,-12二、二、期货(期货(futures)期货
9、合约期货合约(Futures Contract):A type of forward contract that obligates the holder to buy or sell an asset at a predetermined delivery price during a specified future time period.双方同意在将来某个日期按约定的条件(包括价格、交割地点、交割方式等)买入或卖出一定标准数量的某种标的资产的标准化协议。按标的物的不同,期货合约可以分为商品期货商品期货:标的物为实物商品(pork bellies,live cattle,sugar,wo
10、ol,lumber,copper,aluminum,gold,tin)金融期货金融期货:标的物为金融工具(stock indices,currencies,Treasury bonds)13期货的几个基本概念期货的几个基本概念:标准化标准化:合约规模,交割地点,交割日期初始保证金初始保证金(initial margin):the cash balance required from a futures or options trader.盯市盯市(Mark to Market):The practice of revaluing an instrument to reflect the cur
11、rent values of the relevant market variables.每天交易结束时,根据期货价格的涨跌调整保证金账户。.维持保证金维持保证金(maintenance margin):when the balance in a traders margin account falls below the maintenance margin level,the trader receives a margin call requiring the account to be topped up to the initial margin level.对冲平仓对冲平仓(off
12、set):期货市场上最主要的一种结清头寸的方式。套保套保(Hedging):a trade designed to reduce risk.14三、远期和期货的定价三、远期和期货的定价 远期价格远期价格(Forward Price):标的物在未来某个时点上的理论价格。The delivery price in a forward contract that causes the contract to be worth zero.注注:理论远期价格 实际交割价格,会出现套利(arbitrage)Arbitrage:trading strategy that takes advantage of
13、 two or more securities being mispriced relative to each other.正向套利正向套利(cash-and-carry arbitrage):理论远期价格 实际交割价格,卖空标的资产,买入远期。即先高价卖出,后低价买入。因此,在远期合约签订之日,理论远期价格应该等于实际交割价格。15远期合约的价值远期合约的价值:远期合约本身的价值,取决于实际交割价格与理论远期价格之差。对于远期合约的多头而言:理论远期价格 实际交割价格,合约的价值大于零理论远期价格 实际交割价格,合约的价值小于零在合约签订之日,合约的价值应该为零,故理论远期价格等于实际交割
14、价格。换言之,理论远期价格远期价格就是使得合约的价值为零的交割价格。期货的定价与远期的定价相同。下面仅讨论远期的定价。16定价假设定价假设没有交易费用和税金;市场参与者能以相同的无风险利率借入和贷出资金;没有违约风险;允许现货卖空;采用无套利(no-arbitrage)定价法。17无套利定价法无套利定价法的基本思路:构建两种投资组合,若其终值相等,则其现值也一定相等,否则就存在套利机会。即套利者:卖出现值较高的投资组合买入现值较低的投资组合,并持有到期末赚取无风险利润。A=1B=2A=3B=318符号符号T 远期合约的到期时间(单位为年)。t 当前的时间,通常令 t=0。S 标的资产在时间 t
15、 的价格,即当前的价格。ST 标的资产在时间 T 的价格。K 远期合约中的交割价格。f 远期合约多头在时间 t 的价值。F 远期价格,即在时间 t,标的资产的远期理论价格。r 无风险利率,以连续复利(利息力)表示。19tTSSTKfF交割价格多头的价值远期价格股票在当前时间 t 的价格股票在到期时间 T 的价格20远期合约中远期合约中标的资产标的资产的的类型:类型:到期前不产生收益的资产到期前不产生收益的资产:零息债券,不支付红利的股票到期前产生已知收益的资产到期前产生已知收益的资产:附息债券,支付已知现金红利的股票 到期前产生连续收益率的资产到期前产生连续收益率的资产:股票指数,货币21到期
16、前不产生收益的资产到期前不产生收益的资产考虑两种组合:组合组合A:一份远期合约多头,加上一笔金额为 的现金;组合组合B:一单位标的资产。在组合A中,现金累积到时间 T 的金额为 K,刚好可用来交割,以换取一单位标的资产。可见,在时间 T,两个组合都等于一单位标的资产。()er T tK-22根据无套利原理无套利原理:上式变形的远期合约多头的价值价值为远期价格价格 F 就是使得 f=0 的 K 值,故有:可见,远期价格远期价格等于标的资产现货价格现货价格的终值。()r T tfKeS-()r T tFSe-()r T tfSKe-23例:例:考虑一份股票远期合约,标的股票不支付红利。假设合约的期
17、限是3个月,股票现在的价格是50元,连续复利的无风险年利率为10%,请计算这份远期合约的价格。解:解:这份远期合约的合理价格应该为 0.10 0.2550e51.27F24例:例:考虑一份远期合约多头,其标的证券是剩余期限为6个月的一年期零息债券,交割价格为$960。6个月期的无风险年利率(连续复利)为10%。该债券的现价为$940。请计算远期合约多头的价值。解:解:该远期合约多头的价值为f =940 960 e-0.5 0.1=$26.8225到期前产生已知收益的资产到期前产生已知收益的资产令已知收益的现值现值为D,并构建如下两个组合:组合组合A:一份远期合约多头,加上一笔金额为 的现金。组
18、合组合B:一单位标的资产,加上金额为 D 的借款。组合A在时间 T 的价值正好等于一单位标的资产。在组合B中,一单位标的资产的现金收益刚好可以用来偿还借款D,因此在时间 T,该组合的价值也等于一单位标的资产。()er T tK-26根据无套利原理无套利原理上式变形即得远期合约多头的价值价值为:远期价格价格 F 就是使得 f=0 的 K 值,故有:()er T tfKSD-()er T tfSDK-()()er T tFSD-27例:例:一种5年期债券的现货价格为950元,该债券一年期远期合约的交割价格为960元,该债券在6个月末和12个月末都将收到50元的利息,且第二次付息日在远期合约交割日之
19、前。假设6个月期和12个月期的无风险年利率(连续复利)分别为9%和10%,求该远期合约多头的价值。解:解:该债券已知现金收益的现值为:D=50e-0.090.5+50e-0.101 =94.79元 该远期合约多头多头的价值为:f=950-94.79-960e-0.11 =-13.43元28到期前产生已知收益率的资产到期前产生已知收益率的资产假设资产的收益率用连续复利表示为d,并构建如下两个组合:组合组合A:一份远期合约多头,加上一笔金额为 的现金;组合组合B:单位的资产,并且资产的所有收益都再投资于该资产。组合A在时间 T 的价值就等于一单位标的资产。而组合B的资产数量在时刻 T 也正好等于一
20、单位标的资产。()er T tK-()eT td-29根据无套利原理无套利原理:上式变形即得远期合约多头的价值为 远期价格 F 就是使得 f=0的 K 值,故有()()eer T tT tfKSd-()()eeT tr T tfSKd-()()erT tFSd-30例:例:股票现在的市场价格是30元,年平均连续红利率为5,无风险连续复利为10,若该股票6个月期的远期合约的交割价格为35元,求理论远期价格和该远期合约的价值。解:解:理论远期价格为:多头的价值 f 为(把T 时的价值折现到 t 时):()()(0.1 0.05)0.53030.76rT tFSeed-()0.10 0.5()e(3
21、0.6735)e4.03r TtfFK-=-=-=-31例:远期利率协议例:远期利率协议的定价:名义本金为A,利率均为连续复利。t=0TT*rr*rKr协议远期利率协议远期利率即期利率即期利率理论远期利率理论远期利率即期利率即期利率A(*)KrTTAe-多方的现金流:多方的现金流:()ee e r TrTr TTr TrTrTT-32多方(即借入名义本金的一方)在未来的现金流为:时刻 T:A时刻 T*:将上述现金流贴现,即得多方的价值为:(*)(*)eeeeKrTTrTr TTrTfAA-(*)KrTTAe-()(*)e1 eKrrTTrTA-0 Kfrr Fr TrTrrTT-33例:例:假
22、设2年期的即期年利率为10%,3年期的即期年利率为11%,均为连续复利。本金为100万元的2年3年远期利率协议的合同利率为12%,请计算该远期利率协议多方的价值以及理论上的合同利率。解:解:理论上的合同利率应为:该合约的价值(套用公式)为:0.11 30.10213%32Frr-0.10 2(0.12 0.13)(3 2)1,000,000 e1 e8146.51f-34t=0T=2T*=310%11%r协议远期利率协议远期利率即期利率即期利率理论远期利率理论远期利率即期利率即期利率12%借入:1000.12100e偿还:0.10 20.120.11 3100e100ee8146.51f万万元
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