第1章金融工程概述

2023/10/1511金融工程學(xué)

(FinancialEngineering)

主講：曹玲玲

退出開始2023/10/1522評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)課堂出勤與測(cè)驗(yàn):30%考試：70%2023/10/1533主要參考書目

《金融工程學(xué)》吳沖鋒等主編，高等教育出版社，2005年7月《金融工程學(xué)》［英］洛倫茲·格利茨唐旭譯經(jīng)濟(jì)科學(xué)出版社，1998.8《金融工程研究》吳沖鋒、王海成、吳文鋒著上海交通大學(xué)出版社，2000.2《期權(quán)、期貨和衍生證券》約翰·赫爾著張?zhí)諅プg華夏出版社，1997《金融工程》約翰.馬歇爾.維普爾著宋逢明等譯清華大學(xué)出版社，19982023/10/1544課程安排第一部分序言與金融工程概述無套利定價(jià)原理金融產(chǎn)品創(chuàng)新原理風(fēng)險(xiǎn)管理原理第二部分金融衍生產(chǎn)品：遠(yuǎn)期、期貨、互換和期權(quán)及其應(yīng)用2023/10/15551.1緒論1.2金融工程的概念1.3金融工程產(chǎn)品市場(chǎng)第1章金融工程概述2023/10/15661.1緒論

What？Who？How？2023/10/1577What？盡量讓你少輸錢或不輸錢—市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)的規(guī)避和管理幫助你尋求市場(chǎng)漏洞或者對(duì)手的漏洞而賺錢—發(fā)現(xiàn)套利機(jī)會(huì)通過金融創(chuàng)新—直接創(chuàng)造價(jià)值2023/10/1598例1利用商品期貨（一種衍生產(chǎn)品）規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的例子

泰順銅業(yè)是一家生產(chǎn)有色金屬銅的公司，它在６個(gè)月后能生產(chǎn)出陰極銅（一種精煉銅）10000噸。假設(shè)當(dāng)前陰極銅的市場(chǎng)價(jià)格為63660元／噸，６個(gè)月后交割的期貨合約目前價(jià)格為63730元／噸，而且最近的銅價(jià)格一直處于下跌之中。公司擔(dān)心銅價(jià)會(huì)進(jìn)一步下跌，如果６個(gè)月后的銅價(jià)跌破60000元／噸時(shí)，那么公司將無法實(shí)現(xiàn)預(yù)定的最低目標(biāo)利潤(rùn)。2023/10/15119問題：

如何才能使公司避免市場(chǎng)銅價(jià)格的下跌引起的利潤(rùn)急劇減少，而至少保證公司完成最低目標(biāo)利潤(rùn)？

2023/10/151210金融工程師建議：

最簡(jiǎn)單的方法是在期貨市場(chǎng)賣出６個(gè)月后到期的與產(chǎn)量相同的銅期貨合約（10000噸），如果市場(chǎng)價(jià)格6個(gè)月到期時(shí)，我們?cè)谫I入相同的期貨合約還對(duì)沖。這就是經(jīng)典的套期保值的方法。2023/10/151311例2利用商品期貨套利的例子

假設(shè)往年豬肉市場(chǎng)價(jià)格為12元/斤，農(nóng)民養(yǎng)豬的成本為7元/斤。因市場(chǎng)難以預(yù)測(cè)，農(nóng)民怕豬肉跌價(jià)，而罐頭商則擔(dān)心豬肉漲價(jià)。問題：作為期貨套利者可以怎樣操作呢？

2023/10/151412

套利策略：

1、與農(nóng)民簽訂合同：三個(gè)月后以8.5元/斤價(jià)格向農(nóng)民收購1000萬斤豬肉；2、與罐頭商簽訂合同：三個(gè)月后以11元/斤價(jià)格向其提供1000萬斤豬肉。

好處：農(nóng)民不擔(dān)心豬肉跌至虧本，罐頭商也不擔(dān)心豬肉漲價(jià)導(dǎo)致成本增加。不管怎樣，套利者均可獲利。2023/10/151513例3阿萊商品公司IPO問題阿萊商品公司（ArleyMerchandiseCorporation）進(jìn)行600萬股的股票首次公開發(fā)行時(shí)，遇到問題：1、老股東和管理層認(rèn)為每股應(yīng)該值8美元，但是市場(chǎng)認(rèn)為每股只值6美元，怎么辦？2、德萊克塞爾投資銀行的建議?

2023/10/151614德萊克塞爾投資銀行方案

設(shè)計(jì)了可回售股票（即阿萊商品公司的普通股與一份看跌期權(quán)同時(shí)出售）。普通股的售價(jià)是每股8美元，看跌期權(quán)則是給予投資者在兩年之后按8美元的價(jià)格將其持有的普通股出售給發(fā)行公司的權(quán)利。在這兩年內(nèi)投資者無權(quán)行使該權(quán)利，只有在滿兩年時(shí)，投資者才能行使期權(quán)。這樣，投資者在這兩年的投資每股至多損失時(shí)間成本，即利息。2023/10/151715Who根據(jù)世界互換和衍生品協(xié)會(huì)（InternationalSwapsandDerivativesAssociation）調(diào)查(2009年)的統(tǒng)計(jì)，世界500強(qiáng)公司中有超過94％的公司使用衍生品來管理它們的風(fēng)險(xiǎn)。其中500強(qiáng)中有83％的公司用于管理利率風(fēng)險(xiǎn)，88％的公司用于管理匯率風(fēng)險(xiǎn)，4％的公司用于管理商品價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)，29％用于管理股權(quán)證券風(fēng)險(xiǎn)。500強(qiáng)中153家美國(guó)公司的92％，64家日本公司的100％，39家法國(guó)公司的100%，34家英國(guó)公司的100％，37家德國(guó)公司的97％使用衍生品來管理風(fēng)險(xiǎn)。2023/10/151816500強(qiáng)公司使用衍生品管理風(fēng)險(xiǎn)的比例（風(fēng)險(xiǎn)源角度）2023/10/151917500強(qiáng)公司使用衍生品管理風(fēng)險(xiǎn)的比例（地域角度）2023/10/152018商業(yè)銀行越來越多用金融衍生產(chǎn)品規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)

2023/10/152119How？2023/10/15201.2金融工程的概念1.2.1金融產(chǎn)品的獨(dú)特性1.2.2金融工程產(chǎn)生和發(fā)展背景1.2.3金融工程的概念1.2.4金融工程的應(yīng)用范圍

2023/10/15211.2.1金融產(chǎn)品的獨(dú)特性

（一）金融產(chǎn)品供給和需求的特殊性2023/10/1522（二）金融產(chǎn)品定價(jià)的特殊性金融工程的核心問題----A、固定收益----現(xiàn)金流貼現(xiàn)方法B、股票等一般金融產(chǎn)品----風(fēng)險(xiǎn)收益均衡模型C、遠(yuǎn)期、期貨和期權(quán)等衍生品----無套利定價(jià)方法定價(jià)問題2023/10/1523（三）金融產(chǎn)品獲長(zhǎng)期穩(wěn)定收益困難

例4：唐朝1元錢，如今為多少？唐朝的1元?dú)v經(jīng)一千多年，按年利率5%計(jì)算，至今本息可達(dá)天文數(shù)字：2023/10/1524例5：

Standard&Poor指數(shù)平均每年收益為10%，年度標(biāo)準(zhǔn)差為17%,（月度為5%），則需要有多少年長(zhǎng)才能達(dá)到，以97.7%的置信度水平下有非負(fù)的平均收益。

----約12年。對(duì)于個(gè)股來說，則需要更長(zhǎng)時(shí)間。2023/10/1525

如果無風(fēng)險(xiǎn)收益為年度6%，Standard&Poor500指數(shù)平均每年收益為10%，年度標(biāo)準(zhǔn)差為17%,（月度為5%），則需要有多少年長(zhǎng)才能達(dá)到，以97.7%的置信度水平下有比6%無風(fēng)險(xiǎn)收益更高的平均收益。

-----約72年2023/10/1526（四）風(fēng)險(xiǎn)度量差異大

風(fēng)險(xiǎn):度量標(biāo)準(zhǔn)差異大，不同的人有不同的標(biāo)準(zhǔn)，風(fēng)險(xiǎn)度量很難有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。例如，在金融交易中，買賣雙方對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的態(tài)度差異很大，甚至截然不同擁有不同財(cái)富的人對(duì)風(fēng)險(xiǎn)態(tài)度也不同同一個(gè)人在不同的時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)態(tài)度也不同2023/10/1527例6彩票中的風(fēng)險(xiǎn)

1000萬張彩票分成10組，每組一個(gè)大獎(jiǎng)：

第1組第2組第10組

兩種方法：A：在兩組中各抽一張B：在一組中抽兩張2023/10/1528

A：在兩組中各抽一張同時(shí)得兩個(gè)大獎(jiǎng)的概率:得一個(gè)大獎(jiǎng)的概率:B：在一組中抽兩張兩張大獎(jiǎng)的概率（不可能）：0得一個(gè)大獎(jiǎng)的概率：獲益的數(shù)學(xué)期望：A＝B，但許多博彩者認(rèn)為要博就博大獎(jiǎng),計(jì)算得大獎(jiǎng)的概率：B>A，但概率都幾近于零，博彩者認(rèn)為可不予區(qū)別如果設(shè)定效用：A>B兩個(gè)狀態(tài)如何？2023/10/15291.產(chǎn)生背景：20世紀(jì)80年代末和90年代初在金融創(chuàng)新的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門新興交叉性的學(xué)科。2.金融工程產(chǎn)生和發(fā)展的因素可分為兩大類：外部環(huán)境因素和金融機(jī)構(gòu)內(nèi)部因素。主要體現(xiàn)在四個(gè)方面：

1.2.2金融工程產(chǎn)生和發(fā)展背景2023/10/1530

1.市場(chǎng)需求變化

2.科學(xué)技術(shù)發(fā)展提供技術(shù)支持

3.金融監(jiān)管制度的變革

4.金融理論發(fā)展提供理論支持2023/10/1531金融理論推動(dòng)1896年，美國(guó)經(jīng)濟(jì)學(xué)家歐文?費(fèi)雪提出了關(guān)于資產(chǎn)的當(dāng)前價(jià)值等于其未來現(xiàn)金流貼現(xiàn)值之和的思想----凈現(xiàn)值法。1934年，美國(guó)投資理論家本杰明?格蘭罕姆（BenjiaminGraham）的《證券分析》一書，開創(chuàng)了證券分析史的新紀(jì)元。1938年，弗里德里克?麥考萊（FrederickMacaulay）提出“久期”的概念和“利率免疫”的思想。這兩個(gè)概念目前在資產(chǎn)/負(fù)債管理中得到了廣泛的應(yīng)用。

2023/10/15321944年，Neumann和Morgenstern的效用理論描述了投資者風(fēng)險(xiǎn)態(tài)度，開始人們更廣泛描述收益與風(fēng)險(xiǎn)的方法。1952年，哈里?馬柯維茨發(fā)表了著名的論文“證券組合分析”，為衡量證券的收益和風(fēng)險(xiǎn)提供了基本思路。在此之前，投資者對(duì)金融問題（包括投資風(fēng)險(xiǎn)）的認(rèn)識(shí)幾乎是定性的，Markowitz的理論使得人們對(duì)金融問題的認(rèn)識(shí)開始了從定性到定量的轉(zhuǎn)變。1958年，莫迪利安尼（F.Modigliani）和默頓?米勒(M.H.Miller)提出了現(xiàn)代企業(yè)金融資本結(jié)構(gòu)理論的基石——MM定理，表明在一個(gè)完全市場(chǎng)，融資方式與公司的價(jià)值無關(guān)。2023/10/153320世紀(jì)60年代，資本資產(chǎn)定價(jià)模型（簡(jiǎn)稱CAPM），這一理論與同時(shí)期的套利定價(jià)模型（APT）標(biāo)志著現(xiàn)代金融理論走向成熟。20世紀(jì)70年代，美國(guó)經(jīng)濟(jì)學(xué)家羅伯特?默頓（RobertMerton）在金融學(xué)的研究中總結(jié)和發(fā)展了一系列理論，為金融的工程化發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，取得了一系列突破性的成果。2023/10/15341973年，費(fèi)雪?布萊克（FisherBlack）和麥隆?舒爾斯（MyronScholes）成功推導(dǎo)出期權(quán)定價(jià)的一般模型，為期權(quán)在金融工程領(lǐng)域內(nèi)的廣泛應(yīng)用鋪平道路，成為在金融工程研究領(lǐng)域最具有革命性的里程碑式的成果。20世紀(jì)80年代，達(dá)萊爾?達(dá)菲（DarrellDuffie）等人在不完全資本市場(chǎng)一般均衡理論方面的經(jīng)濟(jì)學(xué)研究為金融工程的發(fā)展提供了重要的理論支持，將現(xiàn)代金融工程的意義從微觀的角度推到宏觀的高度。

2023/10/15351977RichardRoll,RobertGeskeGeske,Robert,Whaley美式期權(quán)定價(jià)解析法1978WilliamMargrabe互換期權(quán)定價(jià)1979CoxRoss,Rubinstein二項(xiàng)式定價(jià)RichardRendlemanRendleman,BritBartter,利率期權(quán)定價(jià)1983MarkGarman&StevenKolkhagen歐式外匯期權(quán)定價(jià)1986ThomasHo,SangBinLee期限可變的模型利率&結(jié)構(gòu)均可變1987JohnHull,AlanWhite,LouisScott,JamesWigging研究波動(dòng)率本身是一個(gè)隨機(jī)過程1990FisherBlack波動(dòng)率為時(shí)變模型2023/10/1536

金融理論應(yīng)用的幾個(gè)發(fā)展階段60年代以前描述性金融階段

60年代～80年代分析性金融階段

Markowitz證券組合理論、

CAPM、空間上分散風(fēng)險(xiǎn)（線性）

80年代以后金融工程階段主要代表性理論為期權(quán)B-S的定價(jià)時(shí)間上解決套期保值問題（非線性）等2023/10/15371.2.3金融工程的概念芬尼迪（1988）

----最早提出金融工程學(xué)概念的學(xué)者

“金融工程將工程思維引入金融領(lǐng)域，綜合地采用各種方法和科學(xué)方法設(shè)計(jì)、開發(fā)與實(shí)施新型的金融產(chǎn)品，創(chuàng)造性的解決各種金融問題?！?023/10/1538（馬歇爾）（1992）對(duì)芬尼迪的概念作出了