Övningsexempel i Finansiell Matematik

Relevanta dokument
STOCKHOLMS UNIVERSITET MATEMATISKA INSTITUTIONEN Avd. för Matematisk statistik Thomas Höglund FINANSMATEMATIK I. ÖVNINGAR TILL DAG 3.

Lösningar till tentamen i Grundläggande nansmatematik. 21 december 2006 kl. 914

Ytterligare övningsfrågor finansiell ekonomi NEKA53

4 Diskret stokastisk variabel

Del 3 Utdelningar. Strukturakademin

Del 16 Kapitalskyddade. placeringar

Strukturakademin Strukturinvest Fondkommission FIGUR 1. Utdelning. Återinvesterade utdelningar Ej återinvesterade utdelningar

1. FLACK RÄNTA Med flack ränta ska vi här mena att räntan är densamma oavsett bindningstid

Formelsamling för kursen Grundläggande finansmatematik

Asa Hansson. Sign: ECTS: D Civilekonom D Ekon.kand. D Pol.kand. D Fristående D LTH D Utbytesstudent D Annat. Betyg: Nationalekonomiska institutionen

Provmoment: Ladokkod: Tentamen ges för:

Del 15 Avkastningsberäkning

VAD ÄR EN AKTIEOPTION? OPTIONSTYPER AN OTC TRANSACTION WITH DANSKE BANK AS COUNTERPARTY.

Provmoment: Ladokkod: Tentamen ges för:

Provmoment: Ladokkod: Tentamen ges för:

Del 15 Avkastningsberäkning

Strukturakademin Strukturinvest Fondkommission LÅNG KÖPOPTION. Värde option. Köpt köpoption. Utveckling marknad. Rättighet

Provmoment: Ladokkod: Tentamen ges för:

Räntemodeller och marknadsvärdering av skulder

SF1920/SF1921 Sannolikhetsteori och statistik 6,0 hp Föreläsning 3 Diskreta stokastiska variabler. Jörgen Säve-Söderbergh

Provmoment: Ladokkod: Tentamen ges för:

Jörgen Säve-Söderbergh

Del 17 Optionens lösenpris

STOCKHOLMS UNIVERSITET MATEMATISKA INSTITUTIONEN Avd. för Matematisk statistik Thomas Höglund Version Finansmatematik II Kapitel 1

Provmoment: Ladokkod: Tentamen ges för:

Finansiell statistik, vt-05. Slumpvariabler, stokastiska variabler. Stokastiska variabler. F4 Diskreta variabler

SF1544 LABORATION 2 INTEGRATION, MONTE-CARLO OCH BLACK-SCHOLES EKVATION FÖR OPTIONER

SF1901: Sannolikhetslära och statistik

Del 13 Andrahandsmarknaden

Del 4 Emittenten. Strukturakademin

Resultat till ett försök är ofta ett tal. Talet kallas en stokastisk variabel (kortare s. v.).

Tentamen Finansiering (2FE253) Lördagen den 21 mars 2015, kl. 09:00-13:00

Övning 1 Sannolikhetsteorins grunder

Del 2 Korrelation. Strukturakademin

Övningsuppgifter för sf1627, matematik för ekonomer. 1. Förenkla följande uttryck så långt det går: Derivator

FINANSRAPPORT. Alingsås Kommunkoncern

Modern kapitalförvaltning kundanpassning med flexibla lösningar

HQ AB sakframställan. Del 5 Prissättning av optioner

Värdering av callables: modellering och implementering

Tentamen Finansiering (2FE253) Onsdagen den 17 februari 2016, kl. 08:00-12:00

Apoteket AB:s Pensionsstiftelse. Absolutavkastning

Betingad sannolikhet och oberoende händelser

Del 18 Autocalls fördjupning

4. Stokastiska variabler

ÖVNINGSUPPGIFTER KAPITEL 9

TENTA G28/723G29 (uppdaterad )

Prissättning av optioner

Tentamen i Finansmatematik I 19 december 2003

ÖVNINGSUPPGIFTER KAPITEL 9

Föreläsning 2 (kap 3): Diskreta stokastiska variabler

Veckoblad 3. Kapitel 3 i Matematisk statistik, Blomqvist U.

Föreläsning 3. Kapitel 4, sid Sannolikhetsfördelningar

LINKÖPINGS UNIVERSITET EXAM TAMS 27 / TEN 2

TENTA: G29/28 Uppdaterar

(Icke-lagstiftningsakter) FÖRORDNINGAR

FACIT: Tentamen L9MA30, LGMA30

Kap 3: Diskreta fördelningar

HANDLA MED OPTIONER I N T R O D U K T I O N S A M M A N F AT T N I N G S T E G 1 - W E B B I N A R I U M D E N 6 D E C E M B E R 2018

(A -A)(B -B) σ A σ B. på att tillgångarna ej uppvisar något samband i hur de varierar.

Black-Scholes. En prissättningsmodell för optioner. Linnea Lindström

Tentamen Finansiering (2FE253) Lördagen den 19 november 2016

I n f o r m a t i o n o m a k t i e o p t i o n e r

Fördelningsfunktionen för en kontinuerlig stokastisk variabel. Täthetsfunktionen för en kontinuerlig och en diskret stokastisk variabel.

EMPIRISK STUDIE AV BLACK-SCHOLES PRISSÄTTNINGSMODELL

Vi ska här utgå ifrån att vi har en aktie och ska med denna som grund konstruera tre olika optionsportföljer.

7-2 Sammansatta händelser.

SF1901: Sannolikhetslära och statistik Föreläsning 2. Betingad sannolikhet & Oberoende

SF1901: Övningshäfte

Hedging och Försäkring (prisskydd/prisförsäkring)

Industriell matematik och statistik, LMA /14

Tentamen LMA 200 Matematisk statistik,

FINANSRAPPORT. Region Jämtland Härjedalen

Övning 1. Vad du ska kunna efter denna övning. Problem, nivå A

SF1901: Sannolikhetslära och statistik

Del 11 Indexbevis. Strukturakademin. Strukturakademin. Strukturinvest Fondkommission

Meddelande om Esmas beslut att förlänga produktingripandeåtgärden för kontrakt avseende prisdifferenser (CFD-kontrakt)

Tentamen Finansiering (2FE253) Tisdagen den 29 september 2015, kl. 14:00-18:00

Statistik 1 för biologer, logopeder och psykologer

OMTENTAMEN. Finansiell Planering 7,5 poäng Lönsamhetsanalys & Finansiering för fatighetsmäklare7,5 poäng

Oberoende stokastiska variabler

Ekonomisk styrning Delkurs Finansiering

Warranter En investering med hävstångseffekt

c S X Värdet av investeringen visas av den prickade linjen.

Problemdel 1: Uppgift 1

Kapitel 3 Diskreta slumpvariabler och deras sannolikhetsfördelningar

F2 Introduktion. Sannolikheter Standardavvikelse Normalapproximation Sammanfattning Minitab. F2 Introduktion

Lektionsanteckningar 11-12: Normalfördelningen

Grundkurs i nationalekonomi, hösten 2014, Jonas Lagerström

Kapitel 4 Sannolikhetsfördelningar Sid Föreläsningsunderlagen är baserade på underlag skrivna av Karl Wahlin

Meddelande från Esma Meddelande om Esmas beslut att förlänga produktingripandeåtgärden kontrakt avseende prisskillnader (CFDkontrakt)

Övningsuppgifter på derivator för sf1627, matematik för ekonomer (rev. 1) Produktregeln: derivera

Ekonomisk styrning Delkurs Finansiering

Summor av slumpvariabler

AID:... LÖSNINGSFÖRSLAG TENTA Aktiedelen, uppdaterad

0 om x < 0, F X (x) = x. 3 om 0 x 1, 1 om x > 1.

LINKÖPINGS UNIVERSITET EXAM TAMS 27 / TEN 2

STATENS SKULD INKL. VIDAREUTLÅNING OCH FÖRVALTNINGSTILLGÅNGAR

Övning 1(a) Vad du ska kunna efter denna övning. Problem, nivå A. Redogöra för begreppen diskret och kontinuerlig stokastisk variabel.

FINANSRAPPORT. Alingsås Kommunkoncern

STATENS SKULD INKL. VIDAREUTLÅNING OCH FÖRVALTNINGSTILLGÅNGAR

Transkript:

KTH Matematik Harald Lang 27/3-04 Övningsexempel i Finansiell Matematik 1. Riskjusterade sannolikhetsmått 1. Vi betraktar en stokastisk utbetalning X(ω) som ger utdelning enligt tabellen ω 1 ω 2 ω 2 pris Här är ω 1, ω 2, ω 3 tre möjliga utfall, och priset som anges till höger är forwardpriset. 5 10 15 11.75 20 0 10 8.00 a) Bestäm de riskjusterade sannolikheterna för de tre utfallen. b) Bestäm forwardpriset G 0 för kontraktet ω 1 ω 2 ω 2 pris 50 100 30 G 0 Svar: 1a) [ω 1, ω 2, ω 3 ] = [0.15, 0.35, 0.50] b) 57.50 kr. 2. Betingade väntevärden 1. I en urna har man lagt fem kuvert: två blåa och tre röda. De blåa kuverten innehåller respetkive 50 och 150 kronor, de röda 100, 200 och 500 kronor. Vi drar på måfå ett kuvert ur urnan. a) Bestäm väntevärdet av innehållet i kuvertet. b) Bestäm väntevärdet av innehållet i kuvertet betingat att det är blått. c) Bestäm väntevärdet av innehållet i kuvertet betingat att det är rött. Vi kan nu betrakta väntevärdet av innehållet som en stokastisk variabel X = X(ω) på utfallsrummet {blått, rött}: X(ω) = E[innehållet kuvertets färg är ω] d) Vad är X(ω) för vart och ett av de två värdena {blått, rött} på ω? e) Bestäm E[X] genom att räkna direkt på X. Jämför svaret med det i a). 2. Man spelar följande spel: Spelaren singlar slant fyra gånger. Det finns sexton tänkbara utfall: (krona, krona, krona, krona), (krona, krona, krona, klave), osv. För varje gång man får krona vinner man 10 kronor, om man får klave vinner man ingenting. Dock, om man får krona alla fyra gångerna vinner man totalt 100 kronor. Vi betraktar nu situationen efter två kast: då kan utfallsrummet (det som dittills hänt) beskrivas av fyra möjliga utfall: {ω 1, ω 2, ω 3, ω 4 } = {(krona, krona), (krona, klave), (klave, krona), (klave, klave)}. 1

Låt X vara den stokastiska variabeln total vinst (efter fyra slantsinglingar) och bestäm det betingade väntevärdet efter två slantsinglingar E[X ω], där ω kan anta de fyra värdena ω 1,..., ω 4 3. Vi tar en punkt x på måfå i intervallet [0, 1] (med likformig fördelning). Därefter tar vi en punkt y på måfå (med likformig fördelning) i intervallet [0, x]. a) Bestäm väntevärdet av y betingat variabeln x: E[y x]. b) Bestäm det obetingade väntevärdet av y: E[y]. Svar: 1a) 200 kr b) 100 kr c) 266 2 3 kr 2) E[X ω 1] = 45, E[X ω 2 ] = 20, E[X ω 3 ] = 20, E[X ω 4 ] = 10 3a) 1 2 x 3b) 1 4 3. Forwards och Futures Räntor avser alltid räntor med kontinuerlig förräntning. 1. En aktie kostar idag 80 kronor. Om nio månader ger den en utdelning på 3 kronor. Bestäm forwardpriset på en aktie med inlösentid om ett år; räntan är 5% per år. 2. En aktie kostar idag 80 kronor. Om nio månader ger den en utdelning på 4% av det då gällande aktiepriset. Bestäm forwardpriset på en aktie med inlösentid om ett år; räntan är 5% per år. 3. Forwardpriset på en aktie med inlösen om ett år är idag 110 kronor. Om fyra månader ger aktien en utdelning på 2 kronor och om tio månader ger den en utdelning på 2% av det då gällande aktiepriset. Bestäm aktiens pris idag; räntan är 6% per år. 4. En US$ kostar idag 8.50 kr, terminspriset (forward-priset) på en dollar att levereras om sex månader är 8.40. Den svenska sexmånadersräntan är 4.00% per år bestäm den amerikanska sexmånadersräntan. 5. Terminskursen för US$ den 1:a augusti med leverans sista december är 0.94630 euro; terminskursen för dollar att levereras sista juni nästa år är 0.95152 euro. Vi antar platt räntestruktur för bägge länderna; euro-räntan är 4.00% per år vad är den amerikanska räntan? 6. Bestäm terminspriset (forward-priset) för en obligation att levereras om två år. Obligationen det gäller ger 2 euro varje halvår i 4 1 2 år (med början om ett halvår), och 102 Euro efter fem år. Det är alltså en 5-årig (idag) 4% kupong med kupongutdelning varje halvår med inlösenpriset ( face value ) 100 euro. 2

Obligationen skall levereras om två år omedelbart efter kupongutdelningen. Den rådande terminsstrukturen ges av räntorna (procent per år) 6 mån. 5.0% 18, 24 mån. 5.6% 12 mån. 5.4% 30-60 mån. 5.9% 7. Ett ettårigt forwardkontrakt på en aktie som inte ger utdelningar före kontraktets mognadstid tecknas då aktiens pris är 40 kronor och riskfria räntan är 10% per år. a) Vad är forwardpriset? b) Sex månader senare är aktiens pris 45 kronor. Vad är värdet nu på det ursprungliga forwardkontraktet? Om ett forwardkontrakt skulle tecknas nu med samma mognadsdatum, vad skulle forwardpriset vara? Svar: 1) 81.06 2) 80.74 3) 107.67 4) 6.37% 5) 2.90% 6) 94.05 7a) 44.207 7b) 2.949 kronor, 47.307 kronor. 4. Räntor och duration 1. Beräkna approximativt durationen för en portfölj som innehåller en kupongobligation med inlösenvärdet 100 000 kronor med 6% kupong (vilket innebär kuponginlösen varje halvår med 3% av inlösenvärdet) med mognadstid om två år, samt en kort position av ett futureskontrakt med inlösen om två år på en treårig (vid tiden för inlösen av futuren) 6% kupongobligation (första kuponginlösen ett halvår efter mognaden av futuren) med inlösenvärde 50 000 kronor. Räntan är idag 5.5% per år med kontinuerlig förräntning för alla löptider. (Approximera futurespriset med forwardpriset.) 2. Vi betraktar en ränteswap där ena parten i slutet av år 1, 2, 3 och 4 får flytande ettårsräntan på en notational principal på 100 000 kronor, samtidigt som han betalar en summa c i slutet på varje år. Nollkupongsräntan för 1-, 2-, 3- och 4-åriga löptider är 10, 11, 12 och 13% per år, respektive, med kontinuerlig förräntning. a) Bestäm swappens värde för parten som får flytande räntan, om c = 11 000 kronor. b) Bestäm c så att swappens värde när den tecknas är noll. 3. Bestäm a) forward-priset b) forward-yielden c) durationen 3

två år framåt i tiden för ett räntepapper som ger 100 kronor om 2.5, 3 och 3.5 år och 2 100 kronor om 4 år. Nollkupongräntorna idag är 6%, 6.5%, 7%, 7.5%, 8% per år för löptider på 2, 2.5, 3, 3.5 resp. 4 år. Svar: 1) 0.514 år 2a) 7 552.86 kr. 2b) 13 518.00 kr. 3a) 1993.29 kr. 3b) 9.939% 3c) 1.861 år. 5. Europeiska optioner och andra derivat Räntor avser alltid räntor med kontinuerlig förräntning. 1. Bestäm priset på en Europeisk futures-köpoption på ett fat råolja att levereras om 4 månader, vilket också är optionens löptid. Futurespriset idag är F 0 = $25.00, optionens inlösenpris är $23.00 och futureprisets volatilitet uppskattas till 25% under ett år. Den riskfria räntan är 9% per år. 2. Bestäm priset på en Europeisk köpoption på en aktie som inte ger utdelningar före optionens mognad. Aktiens pris idag är 45 kr, optionen mognar om 4 månader, volatiliteten är 25% under ett år, optionens inlösenpris är 43 kr och riskfria räntan är 9% per år. 3. Samma fråga som ovan, men nu antar vi att aktien ger 0.50 kr i utdelning om 3 månader, i övrigt samma förutsättningar. 4. Bestäm priset på en Europeisk säljoption på 1 engelskt pund till inlösenpriset 14 kronor om 6 månader. Pundet står idag i 13 kronor, och pundets volatilitet antas vara 14% på ett år. Pundets ränta är 11% och kronans ränta är 7% per år. 5. Bestäm priset på en Europeisk köpoption på ett aktieindex som förväntas ge en utdelning på 3% per år kontinuerligt. Indexet står idag i 93 kr, inlösenpriset är 90 kr och inlösen sker om två månader. Riskfria räntan är 8% per år och indexets volatilitet 20% på ett år. 6. Låt S(t) vara spotpriset på en aktie vid tiden t (år) som inte ger utdelning under de närmaste två åren. Bestäm priset på ett kontrakt som om två år ger innehavaren S(0) S(2) kronor. Riskfria räntan är 6% per år. S(1) 7. Låt S(t) vara spotpriset på en aktie vid tiden t (år) som inte ger utdelning under det närmaste året. Bestäm priset på ett kontrakt som om ett år ger innehavaren S(1)2 kronor. Riskfria räntan är 6% per år, och aktieprisets S(0) volatilitet antas vara 30% under ett år 4

8. Bestäm priset på en Europeisk säljoption med inlösen om två år på en (idag) femårig 6% kupongobligation (första kuponginlösen ett halvår efter inlösen av optionen) med inlösenvärde 50 000 kronor vilket också är är optionens inlösenpris. Forward-yielden för obligationen är 6.5% per år, och yieldens standardavvikelse är 0.012 på ett år. Tvååriga nollkupongräntan är 5.5% per år. 9. Värdera en ettårig säljoption på en (idag) tioårig obligation. Antag att det nuvarande priset på obligationen är 1 250 kr, optionens inlösenpris är 1 200 kr, ett-årsräntan är 10% per år, forward-yieldens standardavvikelse under ett år är 0.013, obligationens duration vid inlösen av optionen är 6.00 år, nuvärdet av kupongerna som betalas under optionens löptid är 133 kr. Svar: 1) 2.527 2) 4.463 3) 4.115 (vi antar implicita volatiliteten = 0.25%) 4) 1.331 kr 5) 5.183 kr 6) S(0)e 0.06 7) S(0)e 0.15 8) 1 253 kr 9) 20.90 kr 6. Binomialträd 1. Futurespriset för kaffe (20 kg) för leverans om fyra veckor är 100 kronor. Volatiliteten är 2% på en vecka. Riskfria räntan är 0.1% per vecka. I nedanstående fall, använd ett binomialträd med tidssteget en vecka: a) Bestäm priset på en europeisk futures-säljoption på kaffe (20 kg) till 104 kronor. Optionens inlösentid är om fyra veckor (dvs. samtidigt som futureskontraktet inlöses.) b) Samma fråga för en amerikansk option, ceteris paribus (latin: när allt annat är lika ). 2. En aktie kostar idag 99.6008 kronor. Volatiliteten på futurespriset är 2% på en vecka och aktien ger ingen utdelning under närmaste månaden (det innebär att även volatiliteten för aktien är 2% på en vecka). Riskfria räntan är 0.1% per vecka. I nedanstående fall, använd ett binomialträd med tidssteget en vecka: a) Bestäm priset på en amerikansk säljoption på aktion med inlösen om fyra veckor till inlösenpriser 104 kronor. b) Samma fråga, men aktien ger utdelning på två kronor om knappt två veckor (omedelbart före tid 2 i binomialträdet), och aktiens pris idag är 101.5968 kronor, ceteris paribus. 3. Bestäm priset på en amerikansk option att köpa 100 engelska pund för 13 kronor per pund, vilket också är pundets pris idag. Inlösentiden är om ett år, pundets volatilitet gentemot kronan är 10% på ett år, pundets ränta är 8% per år, kronans ränta är 4% per år. Använd ett binomialträd med tidssteget tre månader. 5

4. Bestäm priset på en amerikansk köpoption på en aktie som idag kostar 100 kronor med inlösen om ett år till 98 kronor. Aktiens volatilitet (eller snarare: forwardpriset på aktien) är 20% på ett år, räntan är 6% per år, och aktien kommer om 2.5 månader att ge en utdelning på 4% av (det då rådande) aktiepriset. Använd ett binomialträd med tidssteget tre månader. 5. Beräkna priset på en fyra månaders amerikansk säljoption på en aktie som inte ger utdelning när aktiepriset är 60 kronor, inlösenpriset 62.50 kronor, riskfria räntan 10% per år och volatiliteten 45% på ett år. Använd ett binomialträd med tidssteget en månad. 6. Beräkna priset på en åtta månaders amerikansk köpoption på ett majs-futures när nuvarande futurespriset är 198 kronor, inlösenpriset 200 kronor, riskfria räntan är 8% per år och volatiliteten 30% på ett år. Använd ett binomialträd med tidssteget två månader. 7. En två månaders amerikansk säljoption på ett aktieindex har inlösenvärdet 480. Nuvarande värdet på indexet är 484, riskfria räntan är 10% per år, utdelningen på indexet 3% per år och indexets volatilitet 25% på ett år. Bestäm värdet av optionen genom att använda ett binomialträd med tidssteget en halv månad. 8. Spotpriset på koppar är 60 kronor per decaskålpund. Antag att de nuvarande futurespriserna på koppar är inlösen futurespris 3 månader 59 6 månader 57 9 månader 54 12 månader 50 Volatiliteten för kopparpriset är 40% på ett år och riskfria räntan är 6% per år. Använd ett lämpligt binomialträd med tidssteget tre månader för att uppskatta priset på en amerikansk köpoption på koppar med inlösenpriset 60 kronor med löptiden ett år. Svar: 1a) 4.2481 kr. 1b) 4.2593 kr. 2a) 4.4685 kr. 2b) 4.4166 kr. 3) 34.50 kr. 4) 9.3451 kr. 5) 6.8435 kr. 6) 17.6439 kr. 7) 15.2336 8) 6.3167 kr. 6

7. Räntederivat (Ho-Lee) 1. Följande nollkupongsräntor (med kontinuerlig förräntning) gäller: 1-års: 8%, 2-års: 8.25%, 3-års: 8.5%, 4-års: 8.75%. Ett-års-räntans volatilitet antas vara 1.5% under ett år. Bestäm priset för en europeisk köpoption med inlösen om två år på en tvåårig (vid optionens inlösen) nollkupong som ger 100 kronor (obligationens inlösentid är alltså om fyra år från idag.) Optionens inlösenpris är 80 kr. a) Använd ett binomialträd enligt Ho-Lees modell med tidssteget ett år. b) Beräkna värdet med Ho-Lees modell med normalfördelade inkrement (dvs. Blacks modell) 2. Beräkna värdet av en callable bond med löptiden 10 år och inlösenvärdet 100. Obligationen kan lösas in efter 3 år till 70 kr, efter 6 år till 80 kronor och efter 8 år till 90 kronor. Ett-års-räntans volatilitet antas vara 1.5% under ett år. De rådande nollkupongsräntorna är (% per år med kontinuerlig förräntning): löptid ränta löptid ränta 1 år 4.0 6 år 5.0 2 år 4.2 7 år 5.2 3 år 4.4 8 år 5.4 4 år 4.6 9 år 5.6 5 år 4.8 10 år 5.8 Använd ett binomialträd med tidssteget ett år. (Rekommenderas att göras i ett kalkylark.) 3. Beräkna futurespriset på en tio-årig nollkupongs-obligation med inlösenvärde 100, då futureskontraktet inlöses om sex år. Ett-års-räntans volatilitet antas vara 1.5% under ett år, och nollkupongsräntorna är som i föregående uppgift. a) Med ett binomialträd med tidssteget ett år enlight Ho-Lees modell (Rekommenderas att göras i ett kalkylark.) b) Analytiskt med Ho-Lees modell med normalfördelade inkrement. Svar: 1a) 3.0205 kr. 1b) 2.9324 kr. 2) 53.1950 3a) 74.5689 3b) 74.3639. Forwardpriset = 75.5784. 7