Научная статья на тему 'Слабые деформации на бинарных финансовых рынках'

Слабые деформации на бинарных финансовых рынках Текст научной статьи по специальности «Математика»

CC BY
58
11
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ДЕФОРМАЦИЯ / деформированный стохастический базис / плотности / деформированный мартингал / мартингальная деформация / рынок Кокса-Росса-Рубинштейна / deformation / deformed stochastic basis / Densities / deformed martingale / martingale deformation / Cox-Ross-Rubinstein market

Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — Назарько Ольга Валерьевна

Исследованы безарбитражные (В, S)-рынки на бинарных стохастических базисах со слабой деформацией. В частности, доказываются теоремы о существовании и единственности эквивалентных мартингальных деформаций.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

This paper is devoted to the investigation of arbitrage-free (B,S)-markets on the binary stochastic basis with weak deformations. In particular, theorems on the existence and uniqueness of equivalent martingale deformations are proved.

Текст научной работы на тему «Слабые деформации на бинарных финансовых рынках»

УДК 517.944

СЛАБЫЕ ДЕФОРМАЦИИ НА БИНАРНЫХ ФИНАНСОВЫХ РЫНКАХ

© 2010 г. О.В. Назарько

Ростовский государственный строительный университет, Rostov State Building University,

ул. Социалистическая, 162, г. Ростов-на Дону, 344022 Socialisticheskaya St., 162, Rostov-on-Don, 344022,

[email protected] [email protected]

Исследованы безарбитражные (В, 3)-рынки на бинарных стохастических базисах со слабой деформацией. В частности, доказываются теоремы о существовании и единственности эквивалентных мартингальных деформаций.

Ключевые слова: деформация, деформированный стохастический базис, плотности, деформированный мартингал, мартингальная деформация, рынок Кокса-Росса-Рубинштейна.

This paper is devoted to the investigation of arbitrage-free (B,S)-markets on the binary stochastic basis with weak deformations. In particular, theorems on the existence and uniqueness of equivalent martingale deformations are proved.

Keywords: deformation, deformed stochastic basis, densities, deformed martingale, martingale deformation, Cox-Ross-Rubinstein market.

Данная работа, некоторые результаты которой анонсированы в [1], является продолжением и развитием [2], где содержатся необходимые общие определения и обозначения, связанные с деформациями стохастических базисов.

Рассмотрим фильтрацию , порожденную

следующим бинарным деревом (рисунок).

Данная схема показывает, что при переходе от

момента времени п к п +1 атом Ак а -алгебры ¥п

дробится на два атома 1 и А^ а -алгебры

Ри+1. Ветвь, образованную этими тремя событиями

Ak A

AM , A

2k-l

и An+j, будем называть k -ветвью би-

нарного дерева.

Итак, полагаем

4 =fi=jA^,A2,

F = Fjy. Пусть вероятностная

А

,2

Г.Л

, AN

F„ - cr<! А\, ,

, A

2n

ятностных мер

цией исходного стохастического базиса (l J (1. F.!' .

Таким образом, Q. (

F FP Qn^ '

~N

деформированный стохастический базис (WDSB) [2].

В дальнейшем

мы

Q^Q^1}F„, Q$+C= QQ^n >qkn ■ hkn=i{k = и,..Д

используем обозначения:

мера Р такова, чтоР0, И< = 1.2.....2Д' . Предположим также, что У// = 0.1.....N на а -алгебре ¥п задана вероятностная мера (2 нагружающая все атомы этой сг-алгебры. Ясно, что V« = 0,1,...,^ Рп := /'I ] . Это означает [2], что семейство веро-

является слабой деформа-

tv

есть слабо

Бинарное дерево

Рассмотрим на этом \VDSB -рынок с акцией одного типа. Представим плотности 1гп = (10^ ' /(10^ - и дисконтированные цены акций Хп как линейные комбинации индикаторов:

2« 2"

К = Xй« -1 Лк , 2п = !>« лк ■ Ясно, что >0 и

к=1 л к=1 л

2кп>0 (« = 0Д,...,Л^; к = 1,2,...,2п ). В следующей лемме приводятся необходимые условия, которым должны удовлетворять плотности деформации 2. Лемма 1. Пусть деформация О такова, что

dQ^=hndQ^

п = 0,1,...,7V. Тогда Vw либо , либо 0 < inf hk < 1 < sup hk .

Доказательство тривиально.

n

n

k

I Лемма 2. Пусть на стохастическом базисе Хо' I'-Р задана другая деформация

_цьо > где ^ нагружает все атомы а -алгебры ¥п 4 = 0.1.....N Деформация И эквивалентна исходной деформации Q тогда и только тогда, когда \/п = 0,1,...,7У-1 и Ук = 1,2,...,2й, выпол-

няются

соотношения:

2к-1 2 к Гя+1 + Гя+1 _,к

к п '

Г

где

к

г„ .=

-у - Ji-1 2i

R • В частности, 4"+l /л+1 = А^

Доказательство тривиально.

Следующая лемма позволяет строить деформацию

О по системе плотностей , ¥п .

Лемма 3. Пусть адаптированная последовательность

случайных величин (с.в.) , !'„ Хо обладает следую-

щими свойствами: V« = 1,2,...,ТУ — 1 и У& = 1,2,...,2 справедливо одно из двух соотношений: 1) А»-1=АЙ=1;

2) 0 < А^*-1 < 1 < А^ либо 0 < к1к < 1 < А^4 .

>=0

и-1

Тогда существует деформация <2=\ ^^

та-

1

2 1

q 1=1

к\ д1 + к2 д 2 = 1. д 1 > 0, д2 > 0

Ясно, что эта система имеет решение. При п = 1

получаем следующую систему уравнений:

1 2 11 42+ д 2 = к д 1

q2+ q 2= h2 q 2 1„ 1 , i.2 2 , ;„3„3

h2 q 2 + h22 q2 + h2 q2 + h24 q 4 =1 q2 >0, q22 >0, q 3 > 0, q4 >0

«(q 2 + qb + b(q3 + q 4) = 1

(q2 + q гН(«3+ qb = 1 12 11 ' q2 + q2 = h1 q1

q2>0, qf>0, q 3 > 0, q4 > 0

Из первых двух уравнений величины Р '=д2 + 92 > 0 и д := <?3 + 92 > 0 определяются однозначно. Третье уравнение системы выполняется тогда и только тогда, когда справедливо равенство

/1 1 Р = п\4\

1-й ,i <=> -г = h{

(1)

кая, что

Доказательство опускается. Приведем пример, показывающий, что условия леммы 3 не являются необходимыми для существования соответствующей деформации Q, а условия леммы 1 не являются достаточными.

Пример 1. Рассмотрим трехшаговую модель, т.е. N = 3. Пусть с.в. /?] удовлетворяет условиям леммы 1 (совпадающими в этом случае с условиями леммы 3) и пусть 0<к\ =А| = а< 1 и 1 < /*2 =^2 = й < 00 , т.е. с.в. к2 удовлетворяет условиям леммы 1, но не удовлетворяет условиям леммы 3. Найдем соответствующую деформацию исходного 4,1.5" -рынка. При п = 0 имеем

а~Ь 1 а| - А2

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Если положить А/ = 1/2 , А^ = 2, 1г\ = А| = а = 1/2 ,

А| = А2 = Ь = 5/4 , то получаем пример, где выполняются условия леммы 1, не выполняются условия леммы 3, но соответствующая деформация 0 существует, так как равенство (1) выполнено. Если же положить

1г\ = 1/2 , А2 = 2, А2 = А2 = а = 1/2 , А^ = ^ = Ь = 2 , то

получаем пример, где выполняются условия леммы 1, не выполняются условия леммы 3 и не существует деформации 0 с такими плотностями.

Предположим, что введенный нами бинарный ф, ^ -рынок с дисконтированной стоимостью акции

^я'^я^о безарбитражен. Для каждой {г, £ -ветви

запишем систему уравнений Г_2£-1 г , _2£ £

1 1у~гп

\х + у = 1 . (2)

х > 0, у > 0

Введем следующие нестандартные обозначения. Выражение ае с будет означать, что Ъфс и а лежит между Ь и с (при этом Ь может быть больше с). Хорошо известно [3], что безарбитражность рассматриваемого рынка равносильна тому, что

V« = 0,L...JV-1 и Ук = 1,2,...,2" либо z

к

<2к-1 2 к я+1 'z

я+1.

либо гп = 2п! | = 2 п | . Если выполняется первое

соотношение, то соответствующая система (2) имеет единственное строго положительное решение

y-=plk+1

Z» я+1 2£-1 _ 2к я+1 я+1

>0,

z

_2£-l

я+1

-i

>0.

2£-1 _ 2к

я+1 я+1

Если же выполняется 2-е соотношение, то уравнения системы (2) совпадают, и, таким образом, эта система имеет бесконечное множество строго положительных решений. В этом случае числами

х-.= р2пк^1 >0 и У'-=Р^.1 >0 будем обозначать какое-либо фиксированное решение системы (2).

В дальнейшем понадобится следующая лемма, где

специфические свойства чисел рП и кП не исполь-

уп " "п зуются.

Лемма 4. Пусть числа ,п = ОД. заданы рекуррентными формулами:

г.

г.

,2к-\ я+1 2 к я+1

2к-\,к к ' Рп+1 я Г„ ,

2к ,к к

N:k = 1,2,...,2К

LK 1

=

n rn

n

где 1ц) = 1, а числа 1гк и рк произвольны. Тогда справедлива формула:

rkhk = Wh

'n ' n 11h

m=1

k+ 2 — 1

m

■P

k+2 — 1

(при этом полагаем | [ I/

m

k+2"-m-l 2 n-m

(4)

m

■P

k+2"-m-l 2 n-m

m

= 1:

m=l

^ - целая часть числа а). Доказательство опускается. Замечание. Если в лемме 4 для п = 0,1,...,7У,

к = 1,2,...,2й выполняется равенство р^^ + /э^ = 1,

то для тех же n и k - r

2k-l

я+1

2 к к к ' Гя+1 ~ "и ги '

Пусть снова все числа кП и рП строго положительны. Используя формулу (4), определим на <т-алгебре меру И ^ следующим образом:

( п = 0,1,-,М, к = 1,2,...,2й).

и только тогда, когда \/п = 0,N выполняется равенство

Теорема 1. ^ х' 'м=о является деформацией тогда

к+2"

-1

2"

•P

к+2"

-1

2"

= 1.

(5)

>

I n 1=1 о z r2

k=l к=1

2n > > 2n

О E & + P^ hn'n = ^ E h„kr„k= Ю

k=1

2"

k=1

к+2 —1 2^-m

■P

к+2 —1 2 n-m

m

= 1.

t+r

выполняются равенства Ея \п+\ 3 .

Доказательство. Проверим выполнение условия леммы 2. Имеем

г2*-1

и+1

г2А

и+1

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

2А:-1 2к ,к

Таким образом, деформация К эквивалентна деформации р.

Теперь проверим, что К - мартингальная деформация. Имеем

72к 2к П к

'п+1 рп+1 'М'п

2k-1 2k-1 , _2k 2k zn+1 rn+1 + zn+1rn+1

<2К—12К—12К 2k iA k

n+1 Pn+1 + zn+1 Pn+1 ßn r

Г.

2k 1

n1

■r.

2k

n1

hkrk nn

= 2k-\ 2k-\ 2k 2k k zn+1 Pn+1 + W+l "w+1 Zn ■

Теорема доказана. Теорема 3. Пусть

"jabO

произвольная мар-

тингальная деформация, эквивалентная •

Тогда существуют числа

Pkn ,

и = 0,1,...,7V,

к = 1,2,... ,2 й такие, что Уи = 0,1,...,7У-1, к =1,2,...,2Г' числа х = р^1, у = удовлетворяют системе (2) и выполняются соотношения (3).

Доказательство. Так как

- деформация,

эквивалентная

">=0 > т0 определены положительные числа гк и /гк, п = 0,1,...,7У, к = 1,2,...,2й. Пола-

С*

гаем

2к—\

г2к-1 и+1

"n' n

>0.

р1к+1 >

r2¿

н+1

"n' n

>0, pI =1.

2" и

X ГШ

¿=1 т=1

Доказательство. Необходимость. Так как К -деформация, то имеем

Покажем, что 1 и i удовлетворяют систе-

ме (2) Vn — 0,1,...,7V—1,

Имеем

г2к-\ +г2к

+ рЦ] - И+1 к И+1 = 1 (последнее равенство

r

следует из леммы 2). Далее

2k-1 2k-1 2k 2k _ 1 /2k- 1 2k-1 2k 2k

Zn+1 Pn+1 + Zn+1 Pn+1~ , k k 1 «+ 1

hk r

,ln 'n

2k-\2k-\

Лк „2к

о I ПК

к-1 т=1

(последняя равносильность обосновывается леммой 4).

Достаточность. Пусть выполняется равенство (5). Тогда, используя предыдущую цепочку эквива-

лентностей, получаем равенство X = 1, т.е. Я

к=1

является деформацией. Теорема доказана.

- деформация, то она эквивалентна ^ и при этом автоматически является мартингальной деформацией, т.е. Ун - 0.1...../V -1.

Z»+l Гп+1 +ZH+lrH+l

r2k~l +r2k

'и+1 ^'и+1

Теорема доказана.

Следствие 1. Если бинарный Ф, -рынок безар-битражен и полон, обладает мартингальной деформа-

цией R =

n

'jjbO'

эквивалентной

исходной

~М=о> т0 эта ДбформЭДия ^ единственна,

в^гчисляется по рекуррентным формулам (3) и удовлетворяет соотношениям (5).

Следствие 2. Если бинарный Л' -рынок безар-

битражен и полон, исходная деформация р удовлетворяет соотношениям (5), то существует единственная мартингальная деформация К , эквивалентная ( .

Пример 2. Рассмотрим рынок Кокса-Росса-Рубинштейна с параметрами а,Ъ и г.—\<а<г<Ъ.

Вычислим вероятности \' и р2к\1 для этой модели. Так как рынок безарбитражен и полон, то выполняются следующие соотношения между дискон-

либо

2к-1

.2 к

тированными ценами акций: ' <гп < гп+1

2 к к 2к—1 -г^

г п+1 < г п < г п+1 . Будем предполагать, что на верх-

k

= z

n ■

n

k

r

n

ней части ветви дисконтированная цена акции будет возрастать, а на нижней - убывать. Решим систему уравнений (2) для данного случая:

sU+b'

D d ,

x + y = 1

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

-x + -

sk 1+<

sk

D d , 1

B0 C+ r n

y =

Boi+r^ < bx + ay = r

О [х(+й +y<+^=l + r 0

[x + у = 1 [x + y = I

^ r - a b - r

Получаем x =-, y =-.

b - a b - a

Итак, x и y не зависят от n и k, т.е.

2к-\ _ г-а Рп+1

b-r

Ь—а Ь—а

Пусть a (i. к - количество нечетных чисел в после-

довательности

к.

> + 1 " ^ + 3" ^ + 7"

_ 2 _ _ 4 _ 8

к + 2 "-1 -1 n-1

. Тогда

чисел в этой последовательности.

2n n-1

ХПй

Ы 1j= о

= I

k+2J-1 2j

nj

k+2J-1 2j

nj

к= 1 ^a

л _ i* \ --и—1

П h

7=0

ba

к+ 2j-1

2 j

n~j

fX,

0, áñee y- =áoííá =eñeí.

г

2 n _ ^

k=l

' k+2J-l 2J

n-1

«-Z <-1

j=0

k+2J -1 - 2->

^ -Г ^

B-l

Й+Х <"1

j=0

k+2J -1 ' 2->

n-J

4

= W—a

(2k-l , Л„2к-1 , ¿2k , ^2k п «+1 "ijVl + "^«+1 = 0> i6)

то существует мартингальная деформация R , эквивалентная Q.

Доказательство. Зададим числа rr¡ рекуррентны-

ми соотношениями (3). Покажем, что Yjhkrk = ' • Из

к=1

(6) вытекает

h2k-\ 2к-1 h2 к 2 к =1 "n+1 Pn+1 + hn+1 Pn+1 1

П4

2k-l 2к-1, к к

2к — 11 к к , i 2к 2к i к к i к «+1 Pn+l h«r„ +К+\Рп+\кпГ„ =hnr,

к

кк

n'n hnrn 1

h 2к—1 2к—1

hn+1 и+1

i 2к 2к _ i к к ' hn+1rn+1 " hn rn

2n

E К

к1

2n / I h

2к—1 2к-1

к=1

> 2n i 2к 2к _ -*г ик к

'hn+1rn+U Lhnrn к1

t í, - количество четных

Имеем

Продолжая индукцию назад, получаем, что 2п 1

Х^г^ = ¿к1 Го1 =1, что и требовалось. Завершаем

к=1 ¿=1

доказательство теми же рассуждениями, которые были проведены в доказательстве следствия 2.

Теорема 5. Пусть бинарный -рынок безар-

битражен и полон. Пусть <2 - деформация, >и и процесс Ся удовлетворяет

леммы 1, причем У« = 1...../V — 1

0 < /г2 < 1 < /г^ и А^=1 при к = 3,4,...,2й . Мартингальная деформация Л, эквивалентная 2, существует тогда и только тогда, когда выполняется соотношение

условиям

Остается вычислить a{t,k . Для этого вводим функцию

|1, áñee x- íá^áóíiá =eñeí

á >2 hln=\+y-hl y^,\/n = \,2,-,N

Pn

Ясно, что / — ^ . В итоге получаем, что

условие (5) для модели Кокса-Росса-Рубинштейна имеет вид

Доказательство. Необходимость. Если мартин-гальная деформация существует, то она единственна и из теоремы 1 и леммы 4 следует

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

2п+1

у ккГк = 1 Г1к1 + Г2к2 + У 1 <=>

"п'п 1 ^^ ' пкп ^ ' п кп ^ п 1 ^^

к= 1

^ 3

^ 1/1 , 2, 2 . ! 1 2 , ..

<=> rnhn+rnhn +1 - rn-rn = Ю

(

-1 r1 n 1 rn

h

-1 r 2 n 1 rn

У >2

= 0 o =1+ (-Ä2

и-1

X П Л

7=0

Следующая теорема дает возможность в случае безарбитражного и полного рынка строить мартингаль-ную деформацию, эквивалентную деформации (2.

Теорема 4. Пусть бинарный -рынок безар-

битражен и полон. Пусть 2 - деформация, с!(У," '' = 1гГ1(/0 ^ - и процесс Ся удовлетворяет условиям леммы 1. Если Уп = 0,1,...,7У — 1 и = 1,2,...,2й, выполняется соотношение

<^2, 1 1

"и j j j ^^ "и 1 Pnh«-1rn-1

\ ПП J х

Pn

Достаточность следует из теоремы 4. Теперь рассмотрим случай, когда бинарный B, S ^ -рынок безарбитражен, но неполон.

Пример 3. Рассмотрим двушаговую бинарную

модель безарбитражного неполного рынка. Пусть

h\ Ф1. По лемме 3 необходимо выполнение либо нера-

12 2 1 венства 0 < /г1 <1<Aj <оо, либо 0 < /г1 <1<А1<оо.

Рассмотрим различные возможные ситуации. 112

1. zq = z\ = z\ . Найдем в заданном классе деформаций мартингальные деформации. Они являются решениями системы

n

2

к

r — a

n

1 + 1 = 1 h\rl + h12r12 =1

zlV + zV = z0

r2+Г22 = hV

„1_1 , r 2 z2 r2 z2+ r2 z2 _ _1

—1-2—" z1

r21 r22

r23+ r24= h12r12

r2 z3 + r24z4 _ „2 -3-4 " Z1

r23 r24

rjf > 0, n = 0,1,2; i = 1,2,...,2n

r/ + r12 = 1

hjr11 + h12r12 =1 1 2 11 r9 + r = h r

r2 r2 21

z2

hin1

1 r1

"ZI

r|+ r24 = h2r2

r2

hir/

= z1

z3-

r* > 0, n = 0,1,2; i = 1,2,...,2n

h2n2

+ z4 ■

h2n2

числяются

12 3 4 r2 , r2 , r2 , r2

Л

Äin1

zi . ri

z2

h\rl

однозначно. Для имеем системы

= 1

11

k{r{

2 r2 ~z2 "

11

rt > 0, rl > 0

hir!

2

rl 4 л

- + 2=i

Ä2n2 Äfn

3 4

73 r2 ,_4 ^2

"^r + Z2 ITT

2.2

rl > 0, r24 > 0

= zl2-

i3 z4

Из условий на к/ и к]2 вытекает, что г/, г\ вы-

нахождения

а) если г\ е и г2 е ^2^2 > т0 каждая из

этих систем обладает единственным решением. Отсюда получаем, что существует единственная мартин-гальная деформация;

1 1 2 2 3 4

б) если гу = 22 = 22 или 2у =2^=22 , то рассматриваемая деформация 0 обладает бесконечным множеством эквивалентных мартингальных деформаций К .

\ 2 12 2. е , г1 . Для нахождения п и п получим

систему

Г11 + г12 =1,

4Г1 + г12 = ^

к1 г1 + к12 г12 =1, г11 > 0, г12 > 0.

Из первых двух уравнений г11 и г12 определяются однозначно.

11 2 2

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

а) если тождество /ц г\ + !ц г\ =1 вьшолняется, то аналогично п. б) предыдущего случая получаем, что для деформации 0 , соответствующей к1 , существует

бесконечное множество мартингальных деформаций;

11 2 2

б) если выполняется неравенство куп I ¡ц /)

то для деформации 0 , соответствующей к1 , не существует эквивалентной мартингальной деформации.

Теорема 6. Пусть -рынок обладает следующими свойствами:

П Л— П ~

<2к-\ _2к п

Л,

— П

- ZM+1

1) Уи = (Ц...,ЛГ-2 3 А:« (<£Й<2Й

Л+Ьпри к*кп\

Пусть деформация 0 такова, что Уп = 0,1,...,ТУ-2

7 2£ -1 , , 2£„ 0<A+i <1<Ä„+i

либо 0<!</?,

^и+1

^ 2+11 = ^ 2+1 = 1 при кфкп. Тогда существует единственная мартингальная деформация К , эквивалентная 0.

Доказательство. Построение мартингальной деформации К осуществим по индукции. При п = 1

имеем систему для нахождения г/ и г1:

г11+ г12 =1 11 2 2 1 ^Г1 + ^Г1 =

к^г/ + к12г12 = 1 . г11 > 0, г2> 0

Из условий теоремы вытекает, что г11 и г12 вычисляются однозначно.

Пусть гк, г = 1,2,...,«; к = 1,2,...,2г определены однозначно до момента времени и включительно. Покажем, что и ^ = 1.2_____2"+| определяются однозначно. Имеем систему

и

2

= z

= 2

rn+1 + rn+l - h;rn , k 2k-1 2k-1 2k 2k zn+1 rn+1 "г" zn+lrn+1 к j, . и ,2k- 1,2k Zn, -n

rn 1 rn 1

2k 1

2k

kk

n1

_i_ r2kn — U;nr;n

^'n+1 _ hn 'n

2k 1 2k 1

2k 2k

rn+1 Tzn+1rn+1 _ к ,.2k„-1 2k„ Zn

n1

n1

rn2

2k 1

2k

>

kk

■+1 Vi

2k 1 2k 1

r

n1

+ h

2knr 2k, r

>

n 1 rn 1

-T- 1

зом, для нахождения значении r

2к-1

и+1

димо разрешить следующую систему:

и r

2k„

n+1

необхо-

-2k»- ч ,2k? =r„k"hk,"

'n+1

i C2+kf1+ vr чт-г1+ h2k1 r;;- 1 ° k*k„

rl1 >0, k = 1,2,...,2n+1

n1 1

>

hn2

>

2 K~l

у П

rn+1

rkn hkn

' n hn

2K

у П

rn+1

r kn h kn 'n hn

= 1

I2k„-l | Ги+1 |

>2+1

r n h n nn

YK iß+i

-l

>

^2kB и+1

^ k„ i k„ r n h n nn

= 0.

ги+1

>0, ¿ = 1,2,...,2

и+1

Обозначив x :=

и+1

гк„ик„ ' и "и

и+1

yk„ иkn

' и "и

получаем

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

x + y = 1

(

>

2kn 1 _ 1 V I t2kn

«+1 1 x hn+ 1

15 = 0.

2к-1 ,2k ик к rN +rN =hN_lrN_l

2k-\2k-\ , 2k 2k ZN rN +zNrN

' ~ ZN-1-

Г,

,.2k-\ , 2k

N

+ Г-,

N

rl1 >0, k = 1,2,...,2n+1

Значения г^ 1 и гвычисляются однозначно из

первых двух уравнений системы. Четвертое уравнение системы превращается в тождество. Таким обра-

гк >0, к = 1,2,...,2м

Ясно, что значения г^к_1 и г}-'1 вычисляются однозначно. Таким образом, теорема доказана.

В заключение докажем теорему о выражении полного капитала самофинансируемого портфеля через мартингальную деформацию.

Теорема 7. Пусть на безарбитражном бинарном ф, 5" -рынке задано платежное обязательство /у.

-^=0 ~ мартингальная деформация. Тогда для данного рынка существует мартингальная мера Р такая, что для соответствующего ей капитала

X„=BnE<

Xn=BnE'

In

B

N

-,<¡+1.

X

И+1

B

и+1

|Fn

справедлива

формула:

Доказательство. В соответствии с теоремой 3 представим деформацию К в виде (3). Легко видеть, что рекуррентные формулы

?2к-\

ги+1 ~ ри+1

2k-l~k ~2к „2к ~к ~1

и ' 'и+1

7"... I 1 —

Z.A. Л. ~ 1 1

= Рп+хгп , Г0 =1

определяют мартингальную деформацию К , порожденную некоторой мартингальной мерой Р, т.е. Я Р\ р . Обозначив хк := Хп , получаем

B„Ef

?*+С

Xn+1

B

n1

Bn _ERn+1-

2nr 2k—1 2k-1 r 2k r 2k

Bn 1

2 к и+1'и+1

\n+ 1|Fn 3

Bn 1 k 1

r 2k" 1 + r 2k

и+1 и+1

4 =

х > 0, у > 0

Ясно, что из этой системы х и у определяются однозначно. Таким образом, и г2^ также определяются однозначно.

Действуя аналогично, получим, что т^ однозначно определены до момента времени N—1. При переходе от N—1 к N, имеем следующую систему уравнений:

Bn 2; ^г1 р^м^РИ2;ЛЧ; Bn+1 ¿1 ри^ЧЧ^РИ2;^; B- 2т С2k- 1-2k-1 . -2k „2k ^

и ^ ■ 2; 1 2; 1 . 2; 2; г Bn+\ k=1 ^

д 2"x2*-1?'2*-1+X2*?'2*

Bn ^ n+1 ж-1 n+1 n+1 т - Ъ-1-1 лк -

Bn+1 Ы1 A

R 2n 2k- 1~2k—1 2k ~2k Bn ^ xn+1 1+1 +xn+1rn+1

Bn+1k=1

1 =

= BnEr

X

n+1

= BF

Bn+1

-^JV Ii

BN

что и требовалось.

= BnE'

JjL |F

R lFn

%

Литература

n

n

k

2iB-l

F

n

1. Назарько О.В. О существовании и единственности эквивалентных мартингальных деформаций для бинарного (В,8)-рынка на деформированном стохастическом базисе // Обозрение прикладной и промышленной математики. 2008. Т. 15, вып. 4. С. 641-643.

Поступила в редакцию

2. Назарько О.В. (В,8)-рынки на деформированных сто-

хастических базисах // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. 2008. № 3. С. 19-21.

3. Ширяев А.Н. Основы стохастической финансовой мате-

матики. Теория. М., 1998. 1017 с.

_15 января 2009 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.