CAPM atd. Martin Šmíd, martin@klec.cz, www.klec.cz/martin. listopad 2005



Podobné dokumenty
Rovnovážné modely v teorii portfolia

D D P. e e e. ...požadovaná výnosová míra D...očekávané dividendy P. očekávaná prodejní cena. D n. n nekonečno. e e e e

Úvod do teorie portfolia. CAPM model. APT model Výhody vs. nevýhody modelů CML SML. Beta faktor

Matematicko-fyzikální fakulta Univerzity Karlovy

Optimalizace portfolia a míry rizika. Pavel Sůva

KMA/MAB. Kamila Matoušková (A07142) Plzeň, 2009 EFEKTIVNÍ PORFÓLIO V MARKOWITZOVĚ SMYSLU

Náhodné veličiny jsou nekorelované, neexistuje mezi nimi korelační vztah. Když jsou X; Y nekorelované, nemusí být nezávislé.

Matematika I A ukázkový test 1 pro 2014/2015

Úvod do analýzy cenných papírů. Dagmar Linnertová 5. Října 2009

Martin Chudoba. Seminář - Stochastické modelování v ekonomii a financích KPMS MFF UK. dluhopisů pomocí. Black-Scholesova modelu. M.Chudoba.

Matematika I A ukázkový test 1 pro 2011/2012. x + y + 3z = 1 (2a 1)x + (a + 1)y + z = 1 a

IX. Vyšetřování průběhu funkce

Změna hodnoty pozice v důsledku změn tržních cen.

Vlastní (charakteristická) čísla a vlastní (charakteristické) Pro zadanou čtvercovou matici A budeme řešit maticovou

ANTAGONISTICKE HRY 172

15. Nulové body a póly. Věta. Je-li funkce f : G holomorfní v oblasti G a f(z 0 ) 0 pro z 0 G, pak

10. cvičení z PST. 5. prosince T = (n 1) S2 X. (n 1) s2 x σ 2 q χ 2 (n 1) (1 α 2 ). q χ 2 (n 1) 2. 2 x. (n 1) s. x = 1 6. x i = 457.

k riziku a ve svém důsledku vedlo použití modelu k diverzifikaci portfolia.

10 Funkce více proměnných

3. ANTAGONISTICKÉ HRY

AVDAT Nelineární regresní model

5 Vícerozměrná data - kontingenční tabulky, testy nezávislosti, regresní analýza

Změna hodnoty pozice v důsledku změn tržních cen.

Statistická analýza dat

Kapitola 11: Lineární diferenciální rovnice 1/15

4EK211 Základy ekonometrie

Úlohy nejmenších čtverců

Fakt. Každou soustavu n lineárních ODR řádů n i lze eliminací převést ekvivalentně na jednu lineární ODR

Matematické modelování Náhled do ekonometrie. Lukáš Frýd

Stochastická dominance a optimalita portfolií

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium 2014

4EK211 Základy ekonometrie

Normální (Gaussovo) rozdělení

2 Hlavní charakteristiky v analýze přežití

Ohraničená Hessova matice ( bordered hessian ) je. Sestrojíme posloupnost determinantů (minorů):

z dat nasbíraných v letech Ke zpracování dat byl použit statistický software R. Základní model poptávkové funkce, ze kterého vycházíme,

Regresní analýza. Ekonometrie. Jiří Neubauer. Katedra ekonometrie FVL UO Brno kancelář 69a, tel

LWS při heteroskedasticitě

Obecná úloha lineárního programování. Úloha LP a konvexní množiny Grafická metoda. Jiří Neubauer. Katedra ekonometrie FEM UO Brno

Přemysl Bejda.

NMAF 051, ZS Zkoušková písemná práce 16. ledna 2009

Matice. Modifikace matic eliminační metodou. α A = α a 2,1, α a 2,2,..., α a 2,n α a m,1, α a m,2,..., α a m,n

1. Obyčejné diferenciální rovnice

1 Determinanty a inverzní matice

Aplikovaná numerická matematika

Matematika B101MA1, B101MA2

na magisterský studijní obor Učitelství matematiky pro střední školy

Přednáška 11, 12. prosince Část 5: derivace funkce

13. přednáška 13. ledna k B(z k) = lim. A(z) = M(z) m 1. z m.

3 Lineární kombinace vektorů. Lineární závislost a nezávislost

Úvod. Kapitálové statky výrobek není určen ke spotřebě, ale k další výrobě (postupná spotřeba) amortizace Finanční kapitál cenné papíry

AVDAT Mnohorozměrné metody, metody klasifikace

Učební texty k státní bakalářské zkoušce Matematika Základy teorie funkcí více proměnných. študenti MFF 15. augusta 2008

Pozn. 1. Při návrhu aproximace bychom měli aproximační funkci vybírat tak, aby vektory ϕ (i) byly lineárně

FINANČNÍ A INVESTIČNÍ MATEMATIKA 2

1. Přednáška. Ing. Miroslav Šulai, MBA

Bodové a intervalové odhady parametrů v regresním modelu

Západočeská univerzita v Plzni Fakulta aplikovaných věd Katedra matematiky. Bakalářská práce Optimalizační úlohy v teorii portfolia

Úvod do teorie her

Matematika 1 MA1. 2 Determinant. 3 Adjungovaná matice. 4 Cramerovo pravidlo. 11. přednáška ( ) Matematika 1 1 / 29

Podobnostní transformace

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA

9. přednáška 26. listopadu f(a)h < 0 a pro h (0, δ) máme f(a 1 + h, a 2,..., a m ) f(a) > 1 2 x 1

EKONOMETRIE 4. přednáška Modely chování spotřebitele

Soustavy. Terminologie. Dva pohledy na soustavu lin. rovnic. Definice: Necht A = (a i,j ) R m,n je matice, b R m,1 je jednosloupcová.

Kapitola 11: Vektory a matice:

[1] Motivace. p = {t u ; t R}, A(p) = {A(t u ); t R} = {t A( u ); t R}

5 Časové řady. Definice 16 Posloupnost náhodných veličin {X t, t T } nazveme slabě stacionární, pokud

odpovídá jedna a jen jedna hodnota jiných

Otázku, kterými body prochází větev implicitní funkce řeší následující věta.

Vektorové podprostory, lineární nezávislost, báze, dimenze a souřadnice

Finanční management. Nejefektivnější portfolio (leží na hranici) dle Markowitze: Přímka kapitálového trhu


AVDAT Klasický lineární model, metoda nejmenších

Průvodce studiem. do bodu B se snažíme najít nejkratší cestu. Ve firmách je snaha minimalizovat

I. D i s k r é t n í r o z d ě l e n í

[1] samoopravné kódy: terminologie, princip

z = a bi. z + v = (a + bi) + (c + di) = (a + c) + (b + d)i. z v = (a + bi) (c + di) = (a c) + (b d)i. z v = (a + bi) (c + di) = (ac bd) + (bc + ad)i.

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA

2. Schurova věta. Petr Tichý. 3. října 2012

Regresní a korelační analýza

Financial calculus Chapter 6 Bigger models

Výběrové charakteristiky a jejich rozdělení

Intervalové odhady. Interval spolehlivosti pro střední hodnotu v N(µ, σ 2 ) Interpretace intervalu spolehlivosti. Interval spolehlivosti ilustrace

p(x) = P (X = x), x R,

Soustavy lineárních rovnic

Vybrané poznámky k řízení rizik v bankách

1 Linearní prostory nad komplexními čísly

Poptávka po penězích

Testování statistických hypotéz

Náhodný vektor. Náhodný vektor. Hustota náhodného vektoru. Hustota náhodného vektoru. Náhodný vektor je dvojice náhodných veličin (X, Y ) T = ( X

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA. Bayesovské odhady

Intervalové odhady. Interval spolehlivosti pro střední hodnotu v N(µ, σ 2 ) Interpretace intervalu spolehlivosti. Interval spolehlivosti ilustrace

Rozhodnutí / Skutečnost platí neplatí Nezamítáme správně chyba 2. druhu Zamítáme chyba 1. druhu správně

III) Podle závislosti na celkovém ekonomickém vývoji či na vývoji v jednotlivé firmě a) systematické tržní, b) nesystematické jedinečné.

Zadání a řešení testu z matematiky a zpráva o výsledcích přijímacího řízení do magisterského navazujícího studia od podzimu 2015

Zadání a řešení testu z matematiky a zpráva o výsledcích přijímacího řízení do magisterského navazujícího studia od jara 2017

Kapitola 11: Vektory a matice 1/19

Transkript:

CAPM atd. Martin Šmíd, martin@klec.cz, www.klec.cz/martin ÚTIA AV ČR listopad 2005

Obsah 1. Výběr portfolia 2. CAPM s bezrizikovým aktivem 3. Empirické ověření CAPM Domácí úkol

Literatura E. Barucci. Financial Markets Theory. Springer, London, 2003. K. Cuthbertson. Quantitative Financial Economics. John Wiley & sons, New York, 1997. J. Dupačová, J. Hurt, and J. Štěpán. Stochastic Modelling in Economics and Finance. Kluwer, Dodrecht, 2002.

Motto Má vůbec smysl zabývat se (matematickými) modely?

Motto Má vůbec smysl zabývat se (matematickými) modely? Paul Krugman říká In fact, we are all builders and purveyors of unrealistic simplifications. Some of us are self-aware: we use our models as metaphors. Others, including people who are indisputably brilliant and seemingly sophisticated, are sleepwalkers: they unconsciously use metaphors as models.

Motto Má vůbec smysl zabývat se (matematickými) modely? Paul Krugman říká In fact, we are all builders and purveyors of unrealistic simplifications. Some of us are self-aware: we use our models as metaphors. Others, including people who are indisputably brilliant and seemingly sophisticated, are sleepwalkers: they unconsciously use metaphors as models. Jinými slovy: rozhodujeme se bud vědomě nebo nevědomě, výběr je na nás!

1. Výběr portfolia Předpoklady Agenti M agentů Wi - současné bohatství i-tého agenta ui (W) - užitek i-tého agenta z bohatství W

1. Výběr portfolia Předpoklady Agenti M agentů Wi - současné bohatství i-tého agenta ui (W) - užitek i-tého agenta z bohatství W Aktiva N aktiv ri náhodný normalizovaný výnos i-tého aktiva

1. Výběr portfolia Předpoklady Agenti M agentů Wi - současné bohatství i-tého agenta ui (W) - užitek i-tého agenta z bohatství W Aktiva N aktiv ri náhodný normalizovaný výnos i-tého aktiva i-tý agent řeší (předpokládejme existenci řešení) max Eu i (r w) (1) w R N,w 1=W i

Portfoliová hranice (PH) Střední výnos a směrodatné odchylky všech možných portfolíı tvoří tvar viz obrázek (položená odmocněná parabola)

Portfoliová hranice (PH) Střední výnos a směrodatné odchylky všech možných portfolíı tvoří tvar viz obrázek (položená odmocněná parabola) 1. Je-li Eu i (z) klesající s rostoucím Dz (D označuje rozptyl), pak optimální portfolio každého agenta leží na tzv. portfoliové hranici (PH).

Portfoliová hranice (PH) Střední výnos a směrodatné odchylky všech možných portfolíı tvoří tvar viz obrázek (položená odmocněná parabola) 1. Je-li Eu i (z) klesající s rostoucím Dz (D označuje rozptyl), pak optimální portfolio každého agenta leží na tzv. portfoliové hranici (PH). 2. Je-li navíc Eu i (z) rostoucí s rostoucím Ez, jsou-li indiferenční křivky K x = {(Ez, Dz) : z je n.v., u i (z) = x} striktně konvexní a je-li Dr regulární, pak je optimální portfolio určeno jednoznačně.

Portfoliová hranice (PH) Střední výnos a směrodatné odchylky všech možných portfolíı tvoří tvar viz obrázek (položená odmocněná parabola) 1. Je-li Eu i (z) klesající s rostoucím Dz (D označuje rozptyl), pak optimální portfolio každého agenta leží na tzv. portfoliové hranici (PH). 2. Je-li navíc Eu i (z) rostoucí s rostoucím Ez, jsou-li indiferenční křivky K x = {(Ez, Dz) : z je n.v., u i (z) = x} striktně konvexní a je-li Dr regulární, pak je optimální portfolio určeno jednoznačně.

Poznámky Předpoklady (1) a (2) jsou splněny například když ui je kvadratická rostoucí konkávní (tj. pokud u i (z) = az bz 2, a, b > 0) r má normální rozdělení a ui je rostoucí konkávní diferencovatelná platí jiné omezující podmínky na rozdělení r a/nebo užitkovou funkci u i, viz [Barucci(2003)]

Poznámky Předpoklady (1) a (2) jsou splněny například když ui je kvadratická rostoucí konkávní (tj. pokud u i (z) = az bz 2, a, b > 0) r má normální rozdělení a ui je rostoucí konkávní diferencovatelná platí jiné omezující podmínky na rozdělení r a/nebo užitkovou funkci u i, viz [Barucci(2003)] Pro optimální portfolio se předepsaným střidním výnosem Existuje analytický vzorec.

Poznámky Předpoklady (1) a (2) jsou splněny například když ui je kvadratická rostoucí konkávní (tj. pokud u i (z) = az bz 2, a, b > 0) r má normální rozdělení a ui je rostoucí konkávní diferencovatelná platí jiné omezující podmínky na rozdělení r a/nebo užitkovou funkci u i, viz [Barucci(2003)] Pro optimální portfolio se předepsaným střidním výnosem Existuje analytický vzorec. Předpokládali jsme možnost krátkých prodejů, analogická tvrzení však platí i pokud je zakážeme

Poznámky Předpoklady (1) a (2) jsou splněny například když ui je kvadratická rostoucí konkávní (tj. pokud u i (z) = az bz 2, a, b > 0) r má normální rozdělení a ui je rostoucí konkávní diferencovatelná platí jiné omezující podmínky na rozdělení r a/nebo užitkovou funkci u i, viz [Barucci(2003)] Pro optimální portfolio se předepsaným střidním výnosem Existuje analytický vzorec. Předpokládali jsme možnost krátkých prodejů, analogická tvrzení však platí i pokud je zakážeme Regularita matice Dr není omezující. Singularita totiž implikuje replikaci výnosů (tj. stejný výnos dosáhneme i po vyžazení replikovaných veličin) nebo arbitráž (tj není co řešit, stačí nakoupit nekonečné množství arbitřážního portfolia a máme nekonečný zisk).

Předpoklady Aktiva Existuje bezrizikové aktivum ((ozn. rf jeho výnos a r vektor aktiv včecně b.a., indexovaného nulou) rozptylová matice rizikových aktiv V = Dr je regulární každé portfolio na eficientní hranici (horní půlka PH) má větší střední výnos než b.a. 1 Asi se ptáte, kde se v (1) objevuje cena? Odpověd zní: skrývá se ve výnosu - r j = R j/p j kde R j výnos z jednotky aktiva)

Předpoklady Aktiva Existuje bezrizikové aktivum ((ozn. rf jeho výnos a r vektor aktiv včecně b.a., indexovaného nulou) rozptylová matice rizikových aktiv V = Dr je regulární každé portfolio na eficientní hranici (horní půlka PH) má větší střední výnos než b.a. Agenti agenti jsou averzní k riziku ( ui je konkávní 1 i M) 1 Asi se ptáte, kde se v (1) objevuje cena? Odpověd zní: skrývá se ve výnosu - r j = R j/p j kde R j výnos z jednotky aktiva)

Předpoklady Aktiva Existuje bezrizikové aktivum ((ozn. rf jeho výnos a r vektor aktiv včecně b.a., indexovaného nulou) rozptylová matice rizikových aktiv V = Dr je regulární každé portfolio na eficientní hranici (horní půlka PH) má větší střední výnos než b.a. Agenti agenti jsou averzní k riziku ( ui je konkávní 1 i M) Dále platí jedna z podmínek zaručující, že optimální portfolio každého agenta leží na PH (viz 1) existuje tržní rovnováha (ekvilibrium), t.j. existuje vektor p R N+1 tak, že (i) portfolia všech agentů jsou optimální ve smyslu (1) 1 (ii)èm i=1 wi = wm kde w i je portfolio i-tého agenta a w m je tržní portfolio všech aktiv na trhu (včetně bezrizikového) (např. pokud u i jsou striktně konkávní spojité + technické předpoklady, viz [Barucci(2003), kpt. 1]) 1 Asi se ptáte, kde se v (1) objevuje cena? Odpověd zní: skrývá se ve výnosu - r j = R j/p j kde R j výnos z jednotky aktiva)

Separace do dvou fondů (s b. a.) Necht µ r f. Lze předpokládat W i = 1 (stačí použít jiné měřítko). Úloha min D( w r), (+) w R N+1, w 1=1,E( w r)=µ

Separace do dvou fondů (s b. a.) Necht µ r f. Lze předpokládat W i = 1 (stačí použít jiné měřítko). Úloha je zjevně ekvivalentní min D( w r), (+) w R N+1, w 1=1,E( w r)=µ min w Vw (++). w R N, w 1=1,E(w r+(1 w 1)r f )=µ

Separace do dvou fondů (s b. a.) Necht µ r f. Lze předpokládat W i = 1 (stačí použít jiné měřítko). Úloha je zjevně ekvivalentní min D( w r), (+) w R N+1, w 1=1,E( w r)=µ min w Vw (++). w R N, w 1=1,E(w r+(1 w 1)r f )=µ Řešení(++): w µ = (µ r f )V 1 (Er r f 1) Arf 2, 2Br f + C A = 1 V 1 1,B = 1 V 1 (Er),C = (Er) V 1 (Er). (pomocí Lagrangeových multiplikátorů, viz literatura)

Separace do dvou fondů (s b. a.) Necht µ r f. Lze předpokládat W i = 1 (stačí použít jiné měřítko). Úloha je zjevně ekvivalentní min D( w r), (+) w R N+1, w 1=1,E( w r)=µ min w Vw (++). w R N, w 1=1,E(w r+(1 w 1)r f )=µ Řešení(++): w µ = (µ r f )V 1 (Er r f 1) Arf 2, 2Br f + C A = 1 V 1 1,B = 1 V 1 (Er),C = (Er) V 1 (Er). (pomocí Lagrangeových multiplikátorů, viz literatura) řešení (+): w µ = ( δ, (1 δ)w t), δ = 1 (µ r f )(B Ar f ) Ar 2 f 2Br f + C, wt = V 1 (Er r f 1) B Ar f.

Separace do dvou fondů (pokr.) Protože w t je řešením (+) (pro µ = µ t = (C Br f )/(B Ar f )), máme: Větu o separaci do dvou fondů: Každé eficientní portfolio (tj. ležící na EH) sestává s určitého množství b.a. a určité váhy w t.

Separace do dvou fondů (pokr.) Protože w t je řešením (+) (pro µ = µ t = (C Br f )/(B Ar f )), máme: Větu o separaci do dvou fondů: Každé eficientní portfolio (tj. ležící na EH) sestává s určitého množství b.a. a určité váhy w t. Důsledek: w m = (c,dw t ) pro nějaká c,d 0

Separace do dvou fondů (pokr.) Protože w t je řešením (+) (pro µ = µ t = (C Br f )/(B Ar f )), máme: Větu o separaci do dvou fondů: Každé eficientní portfolio (tj. ležící na EH) sestává s určitého množství b.a. a určité váhy w t. Důsledek: w m = (c,dw t ) pro nějaká c,d 0 viz [Dupačová et al.(2002)dupačová, Hurt, and Štěpán]

CAPM Na čem závisí prémie za riziko? Po úpravách dostaneme Er r f } {{ 1 = ρ t } σ 2 (µ t r f ) t riz prémie kde σ 2 t = D(w t r) = µ t r f B Ar f, ρ t = cov(r r f 1,wt r) = Er r f 1 B Ar f

Dodatky Exisutje CAPM pro případ pouze rizikových aktiv.

Dodatky Exisutje CAPM pro případ pouze rizikových aktiv. + další modifikace.

Dodatky Exisutje CAPM pro případ pouze rizikových aktiv. + další modifikace. Místo výnosů w t se bere akciový index.

Dodatky Exisutje CAPM pro případ pouze rizikových aktiv. + další modifikace. Místo výnosů w t se bere akciový index. Za r f se obyčjeně berou státní pokladniční poukázky

Dodatky Exisutje CAPM pro případ pouze rizikových aktiv. + další modifikace. Místo výnosů w t se bere akciový index. Za r f se obyčjeně berou státní pokladniční poukázky Koeficienty β i se odhadují pomocí regrese.

Test CAPM Z předchozího máme Er = β(µ t r f ) + 1 r f, β R N neboli kde r t je výnos w t r = β(r t r f ) + 1 r f + ǫ, β R N, Eǫ = 0,

Test CAPM Z předchozího máme Er = β(µ t r f ) + 1 r f, β R N neboli r = β(r t r f ) + 1 r f + ǫ, β R N, Eǫ = 0, kde r t je výnos w t Označme r τ f,rτ,r τ t,ǫτ - hodnoty příslušných veličin v čase τ, 1 τ T. Jsou-li ǫ 1,ǫ 2,... nezávislé (nebo platí-li jiná podobná hypotéza), pak jsou historické průměry výnosů jsou konzistentními odhady středních hodnot.

Test CAPM Z předchozího máme Er = β(µ t r f ) + 1 r f, β R N neboli r = β(r t r f ) + 1 r f + ǫ, β R N, Eǫ = 0, kde r t je výnos w t Označme r τ f,rτ,r τ t,ǫτ - hodnoty příslušných veličin v čase τ, 1 τ T. Jsou-li ǫ 1,ǫ 2,... nezávislé (nebo platí-li jiná podobná hypotéza), pak jsou historické průměry výnosů jsou konzistentními odhady středních hodnot. Test má dva kroky 1. Odhad β 2. Zjištění, zda β vyhovují CAPM

Přesněji Testujeme platnost modelu r i = β(r t r f ) + r f + ǫ i, 1 i N

Přesněji Testujeme platnost modelu r i = β(r t r f ) + r f + ǫ i, 1 i N 1. Pro každé 1 i N z rovnic r τ i r t = α i + β i (r τ t r τ f ) + rτ f + ǫ τ i, 1 τ T odhadneme α i,β i (za r t vezmeme hodnotu burzovního indexu, za r f SPP nebo třeba nějaký úrokový index). Pokud některé α i vyjde významně nenulové, svědčí to proti modelu.

Přesněji Testujeme platnost modelu r i = β(r t r f ) + r f + ǫ i, 1 i N 1. Pro každé 1 i N z rovnic r τ i r t = α i + β i (r τ t r τ f ) + rτ f + ǫ τ i, 1 τ T odhadneme α i,β i (za r t vezmeme hodnotu burzovního indexu, za r f SPP nebo třeba nějaký úrokový index). Pokud některé α i vyjde významně nenulové, svědčí to proti modelu. 2. Z rovnic r i = ψ 0 + ψ 1 ˆβi + υ i, 1 i N, kde ˆβ i je odhad β i z prvního kroku, odhadneme ψ 0,ψ 1 a sledujeme, zda ψ 0. = rf, ψ 1. = rt r f, kde x znamená časový průměr x.

Ekonometrické poznámky

Ekonometrické poznámky Ad 1. Jak odhadovat β? Standardní předpoklad, že covǫ i,(r t,r f ), neplatí. Rovnice z kroku 1. však lze transformovat tak, že se tento probém nevyskytne [Barucci(2003)]

Ekonometrické poznámky Ad 1. Jak odhadovat β? Standardní předpoklad, že covǫ i,(r t,r f ), neplatí. Rovnice z kroku 1. však lze transformovat tak, že se tento probém nevyskytne [Barucci(2003)] Ad 2. Spíše heuristika (bereme zde odhady parametrů místo jejich skutečných hodnot).

Zadání semestrální práce Odhadněte β i u některé akcie z trhu SPAD (každý student jiné). Pro odhad použijte alespoň 100 pozorování. Za bezrizikový výnos vezměte příslušnou hodnotu indexu PRIBOR, za tržní (tangenciální) portfolio vezměte index PX50. Vyhodnot te výsledky regrese (R 2, F-statistiku a obě t-statistiky) a jejich implikace pro platnost modelu CAPM. Výsledky zašlete alespoň týden před termínem zkoušky na adresu martin@klec.cz.