二叉樹期權定價模型之一——兩期二叉樹模型

單期定價模型假設本來股價只有兩種可能,對於時間很短的期權來說是可以接受的。若到期時間很長,如上一篇例子的半年時間,就與事實相去甚遠。改善的辦法是把到期時間分割成兩部分

,每期3個月,這樣就可以增加股價的選擇。還可以進一步分割,如果每天為一期,情況就好多了。如果每個期間無限小,股價就成了連續分佈,布萊克—科爾斯模型就誕生了。

簡單地說,由單期模型向兩期模型的擴展,不過是單期模型的兩次應用。

例子

繼續使用上一篇例子中的數據,把6個月的時間分為兩期,每期3個月。變動以後的數據如下:A公司的股票現在的市價為50元,看漲期權的執行價格為52.08元,每期股價有兩種可能:上升22.56%或下降18.4%;無風險利率為每3個月1%。

為了直觀地顯示有關數量的關係,仍然使用二叉樹圖示。二期二叉樹的一般形式如下圖:

二叉樹期權定價模型之一——兩期二叉樹模型

二期二叉樹的一般形式

將數據填入後如下圖:

二叉樹期權定價模型之一——兩期二叉樹模型

二期二叉樹數據代入式

我們解決問題的辦法是:先利用單期定價模型,根據Cᴜᴜ和Cᴜᴅ計算節點Cᴜ的價值,利用Cᴜᴅ和Cᴅᴅ計算Cᴅ的價值;然後,再次利用單期定價模型,根據Cᴜ和Cᴅ計算C₀的價值。從後向前推進。


  • 計算Cᴜ的價值,我們現在已經有兩種辦法:

(1)複製組合定價

套期保值比率H=(Cᴜᴜ-Cᴜᴅ)÷(Sᴜᴜ-Sᴜᴅ)

=(23.02-0)÷(75.10-50)

=0.91713

借款數額=(到期日下行股價×套期保值比率-股價下行時期權到期日價值)÷(1+r)

= (50×0.91713-0)÷(1+1%)

二叉樹期權定價模型之一——兩期二叉樹模型

投資組合的收入

3個月後股票上行的價格是61.28元。

Cᴜ=投資成本=購買股票支出-借款=61.28×0.97713-45.40=10.80(元)

由於Cᴜᴅ和Cᴅᴅ的值均為零,所以Cᴅ的值也為零。

(2)風險中性定價

期望回報率=1%=上行概率×22.56%+下行概率×(-18.4%)

1%=上行概率×22.56%+(1-上行概率)×(-18.4%)

上行概率=47.363%

期權價值6個月後的期望值=47.363%×23.02+(1-47.363%)×0

=10.9030(元)

Cᴜ=10.9030 ÷(1+1%)=10.80(元)


  • 根據Cᴜ和Cᴅ計算C₀的價值:

(1)複製組合定價

H = 期權價值變化 ÷ 股價變化=(10.80-0)÷(61.28-40.80)

=10.80÷20.48

=0.5273

借款數額=(40.80×0.5273)÷(1+1%)=21.3008(元)

二叉樹期權定價模型之一——兩期二叉樹模型

投資組合的收入

C₀=投資成本=購買股票支出-借款=50×0.5273-21.3008=5.06(元)

(2)風險中性定價

C₀=0.47363×10.80÷(1+1%)=5.06(元)


兩期二叉樹模型的公式推導過程如下:

利用單期定價模型,計算CᴜCᴅ

Cᴜ=[(1+R-D)÷(U-D)]×[Cᴜᴜ÷(1+R)] + [(U-1-R)÷(U-D)]×[Cᴜᴅ÷(1+R)]

Cᴅ=[(1+R-D)÷(U-D)]×[Cᴜᴅ÷(1+R)] + [(U-1-R)÷(U-D)]×[Cᴅᴅ÷(1+R)]


計算出Cᴜ和Cᴅ後,再根據單期定價模型計算出C₀

計算期權價值:

Cᴜ=[(1+1%-0.8160)÷(1.2256-0.8160)]×[23.02÷(1+1%)] + [(1.2256-1-1%)÷(1.2256-0.8160)]×[0÷(1+1%)]

=0.47363×22.7921

=10.80(元)

Cᴅ=0(元)

C₀=0.47363×10.80 ÷(1+1%)=5.06(元)

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說明:

S₀=股票現行價格

U=股價上行乘數

D=股價下行乘數

R=無風險利率

C₀=看漲期權現行價格

Cᴜ=股價上行時期權的到期日價值

Cᴅ=股價下行時期權的到期日價值

X=看漲期權執行價格

H=套期保值比率

Cᴜᴜ=標的資產兩個時期都上升的期權價值

Cᴅᴅ=標的資產兩個時期都下降的期權價值

Cᴜᴅ=標的資產一個時期上升、另一個時期下降的期權價值


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