The No Arbitrage Theorem for Factor Models ג'רמי שיף - המחלקה למתמטיקה, אוניברסיטת בר-אילן

Σχετικά έγγραφα
פתרון תרגיל מרחבים וקטורים. x = s t ולכן. ur uur נסמן, ur uur לכן U הוא. ur uur. ur uur

gcd 24,15 = 3 3 =

פתרון תרגיל 5 מבוא ללוגיקה ותורת הקבוצות, סתיו תשע"ד

יסודות לוגיקה ותורת הקבוצות למערכות מידע (סמסטר ב 2012)

פתרון תרגיל 8. מרחבים וקטורים פרישה, תלות \ אי-תלות לינארית, בסיס ומימד ... ( ) ( ) ( ) = L. uuruuruur. { v,v,v ( ) ( ) ( ) ( )

צעד ראשון להצטיינות מבוא: קבוצות מיוחדות של מספרים ממשיים

שדות תזכורת: פולינום ממעלה 2 או 3 מעל שדה הוא פריק אם ורק אם יש לו שורש בשדה. שקיימים 5 מספרים שלמים שונים , ראשוני. שעבורם

מתכנס בהחלט אם n n=1 a. k=m. k=m a k n n שקטן מאפסילון. אם קח, ניקח את ה- N שאנחנו. sin 2n מתכנס משום ש- n=1 n. ( 1) n 1

לדוגמה: במפורט: x C. ,a,7 ו- 13. כלומר בקיצור

תרגיל 13 משפטי רול ולגראנז הערות

דף פתרונות 7 נושא: תחשיב הפסוקים: צורה דיסיונקטיבית נורמלית, מערכת קשרים שלמה, עקביות

תרגול פעולות מומצאות 3

לוגיקה ותורת הקבוצות פתרון תרגיל בית 8 חורף תשע"ו ( ) ... חלק ראשון: שאלות שאינן להגשה נפריד למקרים:

מתמטיקה בדידה תרגול מס' 5

( k) ( ) = ( ) ( ) ( ) ( ) A Ω P( B) P A B P A P B תכונות: A ו- B ב"ת, אזי: A, B ב "ת. בינומי: (ההסתברות לk הצלחות מתוך n ניסויים) n.

1 תוחלת מותנה. c ארזים 3 במאי G מדיד לפי Y.1 E (X1 A ) = E (Y 1 A )

ל הזכויות שמורות לדפנה וסטרייך

מתמטיקה בדידה תרגול מס' 2

אלגברה ליניארית 1 א' פתרון 2

לוגיקה ותורת הקבוצות פתרון תרגיל בית 4 אביב תשע"ו (2016)

גבול ורציפות של פונקציה סקלרית שאלות נוספות

תרגול 1 חזרה טורי פורייה והתמרות אינטגרליות חורף תשע"ב זהויות טריגונומטריות

מודלים חישוביים תרגולמס 5

תשובות מלאות לבחינת הבגרות במתמטיקה מועד ג' תשע"ד, מיום 0/8/0610 שאלונים: 315, מוצע על ידי בית הספר לבגרות ולפסיכומטרי של אבירם פלדמן

משוואות רקורסיביות רקורסיה זו משוואה או אי שוויון אשר מתארת פונקציה בעזרת ערכי הפונקציה על ארגומנטים קטנים. למשל: יונתן יניב, דוד וייץ

אלגברה ליניארית (1) - תרגיל 6

[ ] Observability, Controllability תרגול 6. ( t) t t קונטרולבילית H למימדים!!) והאובז' דוגמא: x. נשתמש בעובדה ש ) SS rank( S) = rank( עבור מטריצה m

תרגול מס' 6 פתרון מערכת משוואות ליניארית

( )( ) ( ) f : B C היא פונקציה חח"ע ועל מכיוון שהיא מוגדרת ע"י. מכיוון ש f היא פונקציהאז )) 2 ( ( = ) ( ( )) היא פונקציה חח"ע אז ועל פי הגדרת

I. גבולות. x 0. מתקיים L < ε. lim אם ורק אם. ( x) = 1. lim = 1. lim. x x ( ) הפונקציה נגזרות Δ 0. x Δx

אלגברה ליניארית 1 א' פתרון 7

x a x n D f (iii) x n a ,Cauchy

c ארזים 26 בינואר משפט ברנסייד פתירה. Cl (z) = G / Cent (z) = q b r 2 הצגות ממשיות V = V 0 R C אזי מקבלים הצגה מרוכבת G GL R (V 0 ) GL C (V )

אינפי - 1 תרגול בינואר 2012

= 2. + sin(240 ) = = 3 ( tan(α) = 5 2 = sin(α) = sin(α) = 5. os(α) = + c ot(α) = π)) sin( 60 ) sin( 60 ) sin(

אלגברה מודרנית פתרון שיעורי בית 6

הרצאה. α α פלוני, וכדומה. הזוויות α ל- β שווה ל-

חורף תש''ע פתרון בחינה סופית מועד א'

סיכום בנושא של דיפרנציאביליות ונגזרות כיווניות

Logic and Set Theory for Comp. Sci.

החשמלי השדה הקדמה: (אדום) הוא גוף הטעון במטען q, כאשר גוף B, נכנס אל תוך התחום בו השדה משפיע, השדה מפעיל עליו כוח.

רשימת משפטים והגדרות

תורת המספרים 1 פירוק לגורמים ראשוניים סיכום הגדרות טענות ומשפטים אביב הגדרות 1.2 טענות

פתרון תרגיל 6 ממשוואות למבנים אלגברה למדעי ההוראה.

טענה חשובה : העתקה לינארית הינה חד חד ערכית האפס ב- הוא הוקטור היחיד שמועתק לוקטור אפס של. נקבל מחד חד הערכיות כי בהכרח.

brookal/logic.html לוגיקה מתמטית תרגיל אלון ברוק

אלגברה לינארית מטריצות מטריצות הפיכות

רשימת משפטים וטענות נכתב על ידי יהונתן רגב רשימת משפטים וטענות

{ } { } { A חוקי דה-מורגן: הגדרה הסתברות מותנית P P P. נוסחת בייס ) :(Bayes P P נוסחת ההסתברות הכוללת:

{ : Halts on every input}

מתמטיקה בדידה תרגול מס' 13

מינימיזציה של DFA מינימיזציה של הקנוני שאותה ראינו בסעיף הקודם. בנוסף, נוכיח את יחידות האוטומט המינימלי בכך שנראה שכל אוטומט על ידי שינוי שמות

סיכום- בעיות מינימוםמקסימום - שאלון 806

פתרונות מלאים אלגברה 1 מ בחן אמצע חורף תשס"ג מטריצה הפיכה ב- הפיכה סקלרית, לכן A = αi

קיום ויחידות פתרונות למשוואות דיפרנציאליות

תורת ההסתברות 1 יובל קפלן סיכום הרצאות פרופ יורי קיפר בקורס "תורת ההסתברות 1" (80420) באוניברסיטה העברית,

1 סכום ישר של תת מרחבים

אלגברה לינארית 1 יובל קפלן

קבוצה היא שם כללי לתיאור אוסף כלשהו של איברים.

אלגברה לינארית (1) - פתרון תרגיל 11

הרצאה תרגילים סמינר תורת המספרים, סמסטר אביב פרופ' יעקב ורשבסקי

co ארזים 3 במרץ 2016

תרגיל 7 פונקציות טריגונומטריות הערות

אלגוריתמים ללכסון מטריצות ואופרטורים

תרגול מס' 1 3 בנובמבר 2012

מתמטיקה בדידה תרגול מס' 12

אלגברה לינארית 1. המערכת הלא הומוגנית גם כן. יתרה מזאת כל פתרון של (A b) הוא מהצורה c + v כאשר v פתרון כלשהו של המערכת ההומוגנית

שאלה 1 V AB פתרון AB 30 R3 20 R


תורת ההסתברות 2: (או הסתברות ותהליכים סטוכסטים)

אלגברה ליניארית 1 א' פתרון 5

תשובות מלאות לבחינת הבגרות במתמטיקה מועד חורף תשע"א, מיום 31/1/2011 שאלון: מוצע על ידי בית הספר לבגרות ולפסיכומטרי של אבירם פלדמן.

אלקטרומגנטיות אנליטית תירגול #2 סטטיקה

פתרון תרגיל בית 6 מבוא לתורת החבורות סמסטר א תשע ז

3-9 - a < x < a, a < x < a

Charles Augustin COULOMB ( ) קולון חוק = K F E המרחק סטט-קולון.

פתרונות , כך שאי השוויון המבוקש הוא ברור מאליו ולכן גם קודמו תקף ובכך מוכחת המונוטוניות העולה של הסדרה הנתונה.

קורס: מבוא למיקרו כלכלה שיעור מס. 17 נושא: גמישויות מיוחדות ושיווי משקל בשוק למוצר יחיד

מודלים חישוביים פתרון תרגיל 5

מבוא לאקונומטריקה 57322

В.О. Бугаенко. Уравнения Пелля. Второе издание. МЦНМО, 2010.

הרצאה 5 הגדרה D5.1 בין 1 N . כלומר, t N

סדרות - תרגילים הכנה לבגרות 5 יח"ל

חשבון אינפיניטסימלי 1

חשבון אינפיניטסימלי 1 סיכום הרצאות באוניברסיטה חיפה, חוג לסטטיסטיקה.

סיכום אינפי 2 19 ביוני 2010 מרצה: צביק איתמר, בעזרת סיכומים משיעוריו של נועם ברגר מתרגלים: ינאי ג', איב גודין

f ( x, y) 1 5y axy x xy ye dxdy לדוגמה: axy + + = a ay e 3 2 a e a y ( ) במישור. xy ואז dxdy למישור.xy שבסיסם dxdy וגבהם y) f( x, איור 25.

x = r m r f y = r i r f

תרגילים באמצעות Q. תרגיל 2 CD,BF,AE הם גבהים במשולש .ABC הקטעים. ABC D נמצאת על המעגל בין A ל- C כך ש-. AD BF ABC FME

אלגברה ליניארית 1 א' פתרון 8

תוכן הפרק: ,best case, average case דוגמאות 1. זמן - נמדד באמצעות מס' פעולות סיבוכיות, דוגמאות, שיפור בפקטור קבוע האלגוריתם. וגודלם. איטרטיביים. לקלט.

מבנים אלגבריים II 27 במרץ 2012

סיכום לינארית 1 28 בינואר 2010 מרצה: יבגני סטרחוב מתרגלת: גילי שול אין המרצה או המתרגלת קשורים לסיכום זה בשום דרך.

לוגיקה ותורת הקבוצות מבחן סופי אביב תשע"ב (2012) דפי עזר

לדוגמא : dy dx. xdx = x. cos 1. cos. x dx 2. dx = 2xdx לסיכום: 5 sin 5 1 = + ( ) הוכחה: [ ] ( ) ( )

חידה לחימום. כתבו תכappleית מחשב, המקבלת כקלט את M ו- N, מחליטה האם ברצוappleה להיות השחקן הפותח או השחקן השappleי, ותשחק כך שהיא תappleצח תמיד.

ביטויים רגולריים הפקולטה למדעי המחשב אוטומטים ושפות פורמליות (236353) הרצאה 5

סימני התחלקות ב 3, ב 6 וב 9

תורת ההסתברות (1) 80420

קובץ שאלות ופתרונות של שאלות ממבחנים מנושאים שונים

Transcript:

.. The No Arbitrage Theorem for Factor Models ג'רמי שיף - המחלקה למתמטיקה, אוניברסיטת בר-אילן 03.01.16

. Factor Models.i = 1,..., n,r i נכסים, תשואות (משתנים מקריים) n.e[f j ] נניח = 0.j = 1,..., d,f j פקטורים, תשואות (משתנים מקריים) d המודל: r i = a i + b ij f j + e i כאשר a i, b ij מספרים ו- e i משתנה מקרי ("השגיאה"). i. משפיע על נכס j מודד כמה פקטור b ij נניח = 0 ] i.cov(e i, f j ) = 0, E[e E[r i ] = a i ברור ש- כלומר a i היא התוחלת של התשואה של נכס i.

. Factor Models A jk = cov(f j, f k ) נכתוב הרבה מחברים מניחים שהפקטורים יהיו בלתי מותאמים, כלומר = 0 jk j. k A, אפשר גם להניח שהפקטורים הם "מנורמלים" על ידי הדרישה = 1 jj.var(f j ) = A אנחנו נמנע מהנחות אלה. G il = cov(e i, e l ) נכתוב גם ונמנע מהנחות על מטריצה זו. כתוצאה מחוסר ההתאמה בין הפקטורים והשגיאות ניתן לכתוב Var(r i ) = Var b ij f j + Var(e i ) כלומר יש פירוק של השונות של התשואה של נכס לשונות סיסטמית ושונות לא-סיסטמית.

. Factor Models איך מוצאים את המקדמים? b ij יש לנו cov (r i, f k ) = cov b ij f j, f k = b ij A jk אם יש נתונים על התשואות של הנכסים ושל הפקטורים ניתן להוציא אומדנים של.A jk = cov ( f j, f k ומכאן מוצאים גם אומדנים של.b ij לכל נכס ) ) k cov (ri, f ושל - כלומר לכל - i יש צורך לפתור d משוואות ב- d הנעלמים b. ij יש לשים לב שגם כי אנחנו מניחים שיש נתונים על התשואות r i לא הכרח ניתן למצוא מהם אומדן טוב ל- b. ij אבל בכל זאת לפעמים ניתן לקבל אומדנים טובים על המקדמים a. i = E[r i ]

תמחור לינארי. בהקשר של Factor Models אומרים שיש תמחור לינארי אם קיימים קבועים λ 0, λ 1,..., λ j כך ש- a i = λ 0 + b ij λ j אומרים ש- λ j הוא המחיר של סיכון של פקטור j.

אריטראז'. תיק ארביטראז' הוא תיק עם עלות 0 ותקבול חיובי וודאי. (או תשואה שלילית וודאית - אז יש צורך למכור את התיק כדי להרוויח.) כמעט ארביטראז' : משקיעים סכום θ i בנכס i, לכל i, כך ש- θ i = 0 ( ) [ ] Var θ i r i << E θ i r i ו- כתוצאה מכך יש הסתברות גבוהה להרוויח מהתיק, אפילו אם זה לא וודאי.

אריטראז'. ארביטראז' אסימפטוטי : עכשיו יש סדרה של תיקים, כך שתיק n בנוי מ- n נכסים, וחושבים על הגבול n. המשקלות θ i הם תלויים על n אבל אני לא אסמן את זה. ארביטראז' אסימפטוטי הוא מצב שבו קיים קבוע חיובי δ כך שלכל תיק [ ] θ i = 0, E θ i r i δ ( ) lim Var θ i r i = 0 n ו-

המשפט.... חוסר ארביטראז' גורר תמחור לינארי ב- Model Factor עם G 2 סופי, אם אין ארביטראז' אסימפטוטי אזי יש תמחור לניארי עד כדי טעות עם נורמה סופית, כלומר קיימים קבועים λ 0, λ 1,..., λ d כך ש- a i = λ 0 + ν 2 i b ij λ j + ν i < עם

מבוא לריבועים מזעריים. בהנתן, נגיד, 3 ווקטורים x 1, x 2, x 3 בעלי מימד גדול,n ועוד ווקטור,y בדרך כלל לא ניתן למצוא מספרים α 1, α 2, α 3 כך ש-. y = α 1 x 1 + α 2 x 2 + α 3 x 3. y α 1 x 1 + α 2 x 2 + α 3 x 3 יש יותר סיכוי למצוא α 1, α 2, α 3 כך ש- באיזה מובן הקירוב? נגדיר את ווקטור השאריות R = y (α 1 x 1 + α 2 x 2 + α 3 x 3 ) S = R 2 i ונדרוש ש"סכום ריבועי השאריות" יהיה קטן.

מבוא לריבועים מזעריים. S = S = S = 0 α 1 α 2 α 3 נבחר α 1, α 2, α 3 ע"י הדרישה לא נעבור על כל הצעדים של הפיתוח, ניתן רק את התשובה הסופית. נגדיר את X להיות המטריצה עם עמודים.x 1, x 2, x 3 אזי יש לקחת α 1 α 2 = (X T X) 1 X T y α 3 יש צורך להניח שהמטריצה X T X היא הפיכה. אני זקוק לתוצאה הבאה: עם בחירה זו של α 1, α 2, α 3 ווקטור השאריות R הוא מאונך לווקטרים.x 1, x 2, x 3 או בלשון אחר, = 0 R.X T

מבוא לריבועים מזעריים. R = y X α 1 α 2 α 3 זה לא קשה להוכיח. היות ו- X T R = X T y X T X α 1 α 2 α 3 α 1 α 2 α 3 = (X T X) 1 X T y יש לנו ש- וזה מתאפס, היות ולקחנו

הוכחת המפשט. המשפט אומר שחוסר ארביטראז' אסימפטוטי גורר תמחור לינארי עד כדי טעות "קטנה". נוכיח בשלילה שאם הטעות בתמחור לינארי היא לא מספיק קטנה אזי קיים ארביטראז' אסימפטוטי. נגדיר (ל- n נתון) ν i = a i λ 0 b ij λ j = S הוא מנימלי. זה ונבחר את הקבועים λ 0, λ 1,..., λ d כך ש- ν2 i ריובעים מזעריים! (הווקטור y הוא הווקטור של תשואות ממוצעות a, i הווקטור x הראשון הוא הווקטור e = ( 1 1 1 ) T ויש עוד ווקטור x לכל פקטור, עם רכיבים b ij לפקטור j)

הוכחת המפשט. לפי מה שלמדנו על ריבועים מזעריים, לבחירה זו של הקבועים λ 0, λ 1,..., λ d מתקיים ν i = 0, b ij ν i = 0 ψ ν i a i = ψ θ i = ψν i ("ווקטור השאריות מאונך לווקטורים x".) עכשיו נבנה תיק אם השקעה בנכס i, כאשר ψ הוא קבוע שנקבע בהמשך. התקבול הוא r = θ i r i = ψ ν i r i ν i λ 0 + ותוחלת התקבול היא b ij λ j + ν i = ψ νi 2.

הגיע זמן לקבוע את ψ. נקח אותו להיות הוכחת המפשט. ψ = δ n ν2 כאשר δ הוא קבוע חיובי שניתן לבחור באופן חופשי. ולכן בנינו תיק עם סה"כ.δ ותוחלת תקבול חיובות ( n θ i = ψ n השקעה 0 (כי = 0 i ν מהי השונות של התשואה? יש לנו r = ψ ν i r i = ψ ν i a i + b ij f j + e i = ψ ν i (a i + e i ) ( ) Var(r) = ψ 2 Var ν i e i = ψ 2 ν i ν l cov(e i, e l ) = ψ 2 i,l=1 G il ν i ν l i,l=1

הוכחת המפשט. במפשט מופיעה הנחה ש- G 2 הוא סופי. G 2 מוגדר להיות המספר הכי קטן כך שלכל ווקטור x מתקיים G il x i x l G 2 i,l=1 לכל n סופי המספר G 2 הוא בהכרח סופי. הכוונה של הביטוי '' 2 G סופי'' במשפט היא שגם כאשר n שואף ל- ה- G 2 נשאר חסום. Var(r) = ψ 2 ולכן לכל n יש לנו תיק עם סה"כ הוצאה 0, תוחלת תקבול δ, ושונות G il ν i ν l ψ 2 G 2 i,l=1 x 2 i νi 2 = δ2 G 2 n ν2 i n מתבדר אזי השונות שואף ל- 0 ויש לנו נשאר לשים לב לזה שאם הסכום 1=i ν2 i ארביטראז' אסימפטוטי. ולכן הסכום לא יכול להתבדר.

דיון. הערה לשלב האחרון: יש לשים לב שהמספרים ν i הם תלויים על n, אבל בכל זאת n עולים עם n. ולכן או שהסכום הזה מתבדר כאשר ניתן להוכיח שהסכומים 1=i ν2 i n ואז יש ארביטראז' אסימפטוטי, או שהוא חסום. כתוצאה מההערה הזאת - במצב שאין ארביטראז' אסימפטוטי קיימים נכסים עם ν i מאוד נמוך (נמוך מכל מספר חיובי שתבחר). אלה הם נכסים יעילים. לנכס יעיל קיים תמחור לינארי ללא טעות (המצב דומה למה שראינו בהקשר של ה- CAPM ). היות ומשקיע רציונלי ישקיע אך רק בנכסים יעילים, לכל נכס אחר המחיר ירד עד שהוא יעיל. ולכן בעולם אידיאלי של,Factor Model מספר גדול של נכסים, חוסר ארביטראז', משקיעים רציונליים, ניתן להגיד שתמחור לינארי מתקיים באופן מדוייק.

דיון. קצת מהשאלות שעולות: כיצד מוצאים אומדנים למחירי הסיכון של הפקטורים λ j (וגם ל- )? λ 0 כיצד בונים תיקים יעילים עם חשיפה רק לפקטור אחד? כיצד בפועל מזהים הזדמנויות ל(כמעט) ארביטראז' בשוק? (בהנחת Factor (Model מהן ההשפעות של מספר סופי של נכסים, חוסר ידיעה מוחלטת של A jk ושל b ij וכו'?