Merton's Jump Diffusion.2
jumps

from ( 4) :(a)when there is a positive jump ,SwVN − RVN is positive
the SwV test and its asymptotic distributions
when asset return follow dyt = αt dt + Vt1/2 dWt + Jt dqt under the null hypothesis of no jumps,as N → ∞,the ratio test: V( 0,1) N d JS0 = (SwVN − RVN ) ⎯⎯ N ( 0,1) → ΩSwV
(b)How to detect jumps ?
Parametric method. Problem:Rely on specific assumption on jump process,there is no consensus on the parametric modeling of jumps,most jumps model involve restrictive assumptions and complicated estimation procedure. Nonparametric method(model free) Barndoff-Nielsen and Shephard(2004),bi-power variation test ,widely used in the literature Jiand and Oomen(2007),SwV jump test which is proved that it performs well and constitutes a useful complement to widely used bi-power variation test.(included i.i.d microstructure noise and the “leverage effect”.)
Heston模型下离散几何平均亚式期权定价

Heston模型下离散几何平均亚式期权定价陈有杰【期刊名称】《《河池学院学报》》【年(卷),期】2019(039)005【总页数】6页(P67-72)【关键词】Heston模型; 亚式期权; Fourier反变换; 几何平均【作者】陈有杰【作者单位】广西师范大学数学与统计学院广西桂林 541004【正文语种】中文【中图分类】O211.90 引言期权是风险管理的核心工具,如何给期权定价,自然是一个非常重要的问题。
1973年Black与Scholes在股票价格服从几何布朗运动,利率和股票波动率均为常数的假设下,给出了欧式标准期权定价模型,即著名的Black-Scholes公式[1](记为B-S模型)。
后来人们发现从期权市场数据计算出的波动率表现出波动的聚集性和微笑现象,这表明B-S模型计算的期权价格与实际市场表现存在一定偏差。
为了解决这些偏差,许多学者对B-S模型进行了改进,如Merton[2]和Kou[3]等学者在标的资产的动态模型中引入跳跃风险,建立的跳扩散模型(Jump-Diffusion,简记JD模型),并给出了类似B-S 模型的期权定价公式;另外,Heston[4]、 Hull和 White[5]以及Stein 和Stein[6]等学者设定资产的波动率是随机变化的,以资产波动率的随机变化过程来刻画波动的聚集性和微笑现象,建立了随机波动率模型(Stochastic Volatility,简记SV模型)。
随后,Chen和Scott[7]、Bates[8]、邓国和和杨向群[9]等学者发现把跳跃因素和波动率随机化结合起来能更好地刻画金融市场波动的聚集性和微笑现象。
亚式期权(Asian options)是一种路径依赖型期权(Path-dependent options),它的最终收益依赖于期权有效期标的资产价格的平均值,该平均值可以是资产价的几何平均和算术平均,记为标的资产价格从0时刻到T时刻的平均值,则算术平均(JT)离散情形连续情形,几何平均(JT)亚式期权可以根据到期日的收益分成两类[10]37-39,218-288:固定执行价格亚式期权:C(S,T)=(JT-K)+或(K-JT)+,浮动执行价格亚式期权:C(S,T)=(ST-JT)+或(JT-ST)+.由于亚式期权的价格比标准化的欧式期权的价格便宜,所以在金融市场上,它倍受投资者的青睐。
金融学十大模型

金融学十大模型金融学是研究资金在时间和空间上的配置和交换的学科,它关注的是资源的配置和风险的管理。
在金融学中,有许多重要的模型被广泛应用于理论研究和实际应用。
本文将介绍金融学领域里的十大模型,并分别进行详细的解析。
1. 资本资产定价模型(CAPM)资本资产定价模型是描述资本市场证券价格与其预期收益之间关系的理论模型。
它将资产的预期收益与市场风险相关联,通过风险溢酬来衡量资产的预期收益。
2. 期权定价模型(Black-Scholes模型)期权定价模型是用来计算期权价格的数学模型。
Black-Scholes模型是最为著名的期权定价模型之一,它通过考虑股票价格、期权行权价格、波动率、无风险利率等因素,来估计期权的公平价格。
3. 资本结构理论(Modigliani-Miller定理)资本结构理论是研究公司资本结构选择和公司价值之间关系的模型。
Modigliani-Miller定理指出,在没有税收和破产成本的情况下,公司的价值与其资本结构无关。
4. 有效市场假说(EMH)有效市场假说认为市场价格已经充分反映了所有可得到的信息,投资者无法通过分析市场数据获得超额收益。
EMH对于投资者的决策和资产定价具有重要的指导意义。
5. 金融工程模型(Black-Scholes-Merton模型)金融工程模型是应用数学和计量经济学方法来研究金融市场的模型。
Black-Scholes-Merton模型是其中最为著名的模型之一,它被广泛应用于期权定价、风险管理和金融衍生品的设计与定价等领域。
6. 信息传播模型(Diffusion Model)信息传播模型用于解释市场中信息的传播和价格的形成过程。
它假设市场参与者根据自身的信息和观点进行交易,通过交易行为将信息传递给其他参与者,从而影响市场价格的变动。
7. 多因素模型(Multi-Factor Model)多因素模型是用来解释资产收益率与市场因素和其他因素之间关系的模型。
它考虑了多个因素对资产收益率的影响,有助于投资者理解资产价格波动的原因。
金融工程(上海交大 吴文锋)

• 代表性成果
– Black-Scholes期权定价公式 – 期权二项式定价方法等
《金融工程》讲义,Copyrights © 2003,吴文锋、吴冲锋
24
Black-Schole 原假设
改变的情况 无风险利率满足随机的情形
贡献者 Merton(1973)
(1) 无 风 险 利 率为定常数
(2)连续模型
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(4) 欧 式 看 涨 期 权
美式看跌期权
Parkinson(1977)
美式期权最优提早执行的条件
Cox和Rubinstein(1985), Geseke和Shastri(1985) Turnbull and Wakeman(1991) , Levy(1992) , Vorst(1992, 1996) , Milesky and Posner(1998) Cox和Ross(1976)
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第二部分
为什么要学习《金融工程》 金融工程的核心问题
金融工程的基本概念 金融工程的发展背景
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1、金融工程的核心问题
定价
• 普通产品:
– 价值规律的支配 – 供求关系
• 金融产品:
– 受什么支配? – 供求关系?
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2、普通商品与金融产品的区别
(1)金融产品供给的特殊性 (2)金融产品需求的特殊性 (3)金融产品定价的特殊性 (4)金融产品获得长期收益的困难性 (5)金融产品价格波动的巨大性
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基于双指数跳扩散过程下的一个最优投资问题

基于双指数跳扩散过程下的一个最优投资问题罗鹏飞【摘要】Supposing that the cash flow of a project follows a double exponential jump-diffusion process, we explicitly derive the value of the option to invest in the project, optimal investment threshold and optimal closure level. We show that the investment threshold and option value increase with jump intensity, upward probability and the mean of the double exponential distribution, while the closure level decreases with jump intensity, upward probability and the mean of the double exponential distribution. If jump intensity is high, upward probability and the mean of the double exponential distribution have a larger impact on the optimal investment threshold, option value and optimal closure level.%假设企业收益流服从双指数跳过程,本文得到了实物期权价值、最优关闭清算水平和最优投资水平的解析解。
数值结果表明:最优投资水平及期权价值随着跳强度、上跳概率、指数分布均值增加而增加;企业最优关闭水平随着跳强度、上跳概率、指数分布均值增加而减少。
投资组合理论简介

投资组合理论简介投资组合理论有狭义和广义之分。
狭义的投资组合理论指的是马柯维茨投资组合理论;而广义的投资组合理论除了经典的投资组合理论以及该理论的各种替代投资组合理论外,还包括由资本资产定价模型和证券市场有效理论构成的资本市场理论。
同时,由于传统的EMH 不能解释市场异常现象,在投资组合理论又受到行为金融理论的挑战。
投资组合理论的提出[1]美国经济学家马考维茨(Markowitz)1952年首次提出投资组合理论(Portfolio Theory),并进行了系统、深入和卓有成效的研究,他因此获得了诺贝尔经济学奖。
该理论包含两个重要内容:均值-方差分析方法和投资组合有效边界模型。
在发达的证券市场中,马科维茨投资组合理论早已在实践中被证明是行之有效的,并且被广泛应用于组合选择和资产配置。
但是,我国的证券理论界和实务界对于该理论是否适合于我国股票市场一直存有较大争议。
从狭义的角度来说,投资组合是规定了投资比例的一揽子有价证券,当然,单只证券也可以当作特殊的投资组合。
人们进行投资,本质上是在不确定性的收益和风险中进行选择。
投资组合理论用均值—方差来刻画这两个关键因素。
所谓均值,是指投资组合的期望收益率,它是单只证券的期望收益率的加权平均,权重为相应的投资比例。
当然,股票的收益包括分红派息和资本增值两部分。
所谓方差,是指投资组合的收益率的方差。
我们把收益率的标准差称为波动率,它刻画了投资组合的风险。
人们在证券投资决策中应该怎样选择收益和风险的组合呢?这正是投资组合理论研究的中心问题。
投资组合理论研究―理性投资者‖如何选择优化投资组合。
所谓理性投资者,是指这样的投资者:他们在给定期望风险水平下对期望收益进行最大化,或者在给定期望收益水平下对期望风险进行最小化。
因此把上述优化投资组合在以波动率为横坐标,收益率为纵坐标的二维平面中描绘出来,形成一条曲线。
这条曲线上有一个点,其波动率最低,称之为最小方差点(英文缩写是MVP)。
diffusion 模型原理

diffusion 模型原理Diffusion model,也叫扩散模型,是一种用来描述信息、影响力、疾病等在人群中的传播和扩散方式的模型。
它基于人们之间的互动和相互影响,通过不断的传递、转化和扩大影响,最终影响到更多的人,实现信息、影响力、疾病的广泛传播。
Diffusion 模型原理主要是基于三种主要因素的相互作用:创新、传播者和接受者。
创新是指传播和扩散的起点,可以是一种新产品、一种新理念、一种新思想等;传播者是指起到传递、转化和扩散作用的人,他们可以是领袖、专家、群体中的重要人物等;接受者是指接受和被影响的人群,他们可以是消费者、选民、群众等。
这三者之间的互动和相互影响构成了扩散模型的基础。
Diffusion 模型的本质是一个动态过程,它可以分为几个阶段,具体如下:1. 接触阶段:创新与潜在的接受者第一次接触,接触可以通过各种渠道实现,如广告、口碑等。
2. 学习阶段:接触之后,接受者开始了解和了解创新,包括了解其功能、特点、价格、优缺点等信息。
3. 评估阶段:接受者对创新进行评估,评估其是否适合自己,是否可以满足需求等。
4. 采纳阶段:如果评估结果为积极,接受者会采纳创新。
5. 维持阶段:接受者会继续使用和维护创新,并通过推荐等方式将其传播给其他人。
Diffusion 模型的价值在于,它可以帮助企业和组织更好地理解人们的行为和需求,从而更好地推广自己的产品和服务;同时,它也可以帮助政府和社会组织更好地推广公益事业和社会价值观。
例如,在推广一个新的环保理念时,可以通过Diffusion 模型对目标用户进行分类、进行传播策略制定等有针对性的工作,从而更有效地实现绿色环保理念的传播与普及。
总之,Diffusion 模型是一种可以用来描述信息、影响力、疾病等在人群中的传播和扩散方式的模型。
它可以帮助企业和组织更好地了解人们的行为和需求,从而更好地推广自己的产品和服务;同时,它也可以帮助政府和社会组织更好地推广公益事业和社会价值观。
跳跃-扩散模型资产定价公式的数值计算方法

跳跃-扩散模型资产定价公式的数值计算方法张鸿雁;李强;张志【摘要】假定资产价格变化过程服从跳跃-扩散过程,那么基于它的欧式期权就满足一个偏积分-微分方程(PIDE),本文利用差分法来离散这个PIDE方程,用两种迭代方法得到方程的数值解:基于雅可比正则分裂法和预条件共轭梯度法.【期刊名称】《经济数学》【年(卷),期】2010(027)002【总页数】6页(P51-56)【关键词】跳跃-扩散模型;差分法;FFT算法;欧式看涨期权【作者】张鸿雁;李强;张志【作者单位】中南大学,数学科学与计算技术学院,湖南,长沙,410083;中南大学,数学科学与计算技术学院,湖南,长沙,410083;中南大学,数学科学与计算技术学院,湖南,长沙,410083【正文语种】中文【中图分类】O241.82美国芝加哥大学教授Black和Scholes[1]在1973年发表了“The Pricing of Op tions and Corpo rate Liabilities”一文,提出了著名的Black-Scholes期权定价公式,在B-S公式中,假设股票的价格过程是连续的几何布朗运动,但是,在现实市场中,一些突发情况会引起股票价格发生跳跃.基于上述考虑,M erton在1976年首先提出了跳跃-扩散模型,在M erton模型中,资产价格在没有受到外界重大影响时服从布朗运动,当资产价格受到突发事件的影响而发生跳跃时,就用跳跃过程来描述.本文首先介绍 PIDE[2]的具体形式,在Merton模型下对其差分离散,得到一个Toep litz矩阵方程,用两种方法解这个矩阵方程,一是基于雅可比正则分裂的迭代方法[3-4],二是预条件共轭梯度方法.考虑到 Toep litz[5]矩阵的特殊性,在迭代的过程中,将其植入到一个循环矩阵中,利用循环矩阵和向量的乘积来计算 Toep litz和向量的乘积,而循环矩阵向量乘积可以通过快速富里叶变换(FFT)快速计算,这样就加快了迭代速度.共轭梯度法是解决 Toep litz线性方程组的主要方法之一,在利用共轭梯度法的情况下,快速傅里叶变换的作用是加快共轭梯度法的迭代速度,但不改变其收敛速度,共轭梯度法的收敛速度取决于线性方程组系数矩阵的条件数,基于此考虑,本文采用预条件共轭梯度算法,选用R.Chan优化循环预条件器[6],预条件器的使用是为了改善系数矩阵的条件数,以便提高收敛速度.假设市场是完备无套利的市场,在跳跃-扩散模型下,资产的价格变化过程服从随机微分方程:其中,υ(t)是漂移率,σ(t)是波动率,ω(t)标准布朗运动,d q(t)是泊松过程,d q(t)=0的概率是1-λd t,d q(t)=1的概率是λd t,λ是泊松到达强度,η-1是由 S跳跃到Sη的跳跃幅度函数,是一个随机变量,用ζ表示平均跳跃幅度E(η-1),泊松过程d q(t)与布朗运动ω(t)是相互独立的.由文献[7]可知,在上述假设下,基于资产价格S与时间τ的未定权益V(S,τ)满足PIDE:这里,对于时间的偏导,当m≥2时,用向后的二阶差分来近似对时间的微分,当m=1时,用向后的一阶差分近似;对于空间的偏导,用中心差分来近似.定义向量um=(um1,…,umn)T.由初始条件,初始向量:由式(13)~(16),则式(5)的有限差分离散能写成矩阵形式:定义1 假设矩阵A可用分裂成形式:其中,Q是单调矩阵(Q-1≥0)且R≥0,则称 A可以正则分裂.对于每一个形如式(21)的分裂,都存在相应的迭代方法:若A是单调矩阵,则迭代式(22)是收敛的(ρ(Q-1R)<1),证明过程见文献[8].给出雅可比正则分裂的形式:(A)A=Q1-R1,其中Q1是A的对角矩阵.如果满足:则分裂(A)是正则的,且证明过程见文献[9].在有限差分法中,若:则可以得到一个精确稳定的解.若保持 k/h固定不变而让h→0,则存在一个 h0>0使得在h≤h0时条件(i)~(iv)同时成立.本文中系数矩阵A是一个 Toeplitz矩阵,现选择R.Chan优化循环预条件器[10]加快迭代过程中的收敛速度.预条件器C:其中,是矩阵A中的元素,j=0,…,n-1.在所有的 n阶循环矩阵中,C极小化 Frobenius范数‖C-T‖F,在这个意义下,C被视为A的一个近似矩阵.在预条件共轭梯度法下,每一次迭代都要计算矩阵向量积Ax 和C-1y(x和y是n维向量),可以利用快速富里叶变换(FFT)快速计算.C可以被n阶离散富里叶矩阵对角化,即其中其中,τ=T-t,η=eσ2J-1,σ2m=σ2+mσ2J/τ,rm=r-λη+m log(1+η)/τ,VBS表示欧式看涨期权的价格.用M atlab编程进行数值试验.在所有的实验中,式(22)的迭代停止时刻由前后两个迭代矩阵之间的差的l-范数决定,即当‖Vl+1-Vl‖ <ε时停止,这里取ε=10-8.在M erton模型中用FD和BDF2对空间与时间进行差分,并用三对角分裂法处理Toep litz矩阵,到期时刻 T=1,截断点 x*=4,r=0,波动率σ=0.2,跳跃方差σJ=0.5,跳跃强度λ=0.1,协定价格 K=1,xK=log(K).结果为:在M erton模型[12]下做数值实验,当μJ=0时,欧式看涨期权有解:由表1和表2,随着差分节点数的增加,计算的误差越来越小,从空间差分节点数129开始,差分节点数每增加一倍,雅克比正则分裂迭代算法的计算误差就下降一个数量级,对于预条件共轭梯度法,当差分节点数从65增加到129时,计算误差下降了两个数量级,而在节点数从129增加到1 025的过程中,误差都是在同一数量级内减少,这说明预条件共轭梯度法的收敛速度很快.从计算的精确度来说,雅克比正则分裂法和预条件共轭梯度法相差不大,但是从计算的速度来看,后者要比前者快.本文讨论了当市场有跳跃时欧式期权定价的数值计算方法,期权的价格是一个PIDE 方程的解,本文用差分法对这个方程进行离散,得到一个 Toep litz矩阵系统,本文用两种方法来处理这个系统,由表1和表2可以看出,二者在计算精度上差别不大,预条件共轭梯度法比雅可比正则分裂法的迭代结果误差更小些,而且迭代过程中的迭代次数更少,分析这些差别的原因,是由于预条件共轭梯度法对系数矩阵进行了处理,使系数矩阵的条件数减小,因而加快了迭代的收敛速度.Keywords jump-diffusion model;finite differences;FFT algo rithm;European call op tion【相关文献】[1] BLACK F,SCHOLESM.The p rice of options and corporate liabilities[J].Journal of Political Economy,1973,81(3),637-654.[2] AN ITA Mayo.Methods for the rapid solution of the p ricing PIDE in exponential andmerton models[J].Journal of Computational and Applied Mathematics:2008,22(34):128-143.[3] CONT R,VOLTCHKOVA E.A finite difference scheme foroption pricing in jump-diffusion and exponential levymodel[J].SIAM J 2005,43(67):1596-1626.[4] 杨向群,吴峦东.带跳的幂型支付欧式期权定价[J].广西师范大学学报:自然科学版,2007,25(34),56-58.[5] STANG G.A p roposal fo r toep litz calculations[J].Stud Appl M ath,1986,74(39):171-176.[6] CHAN T.An optimal circulant p reconditioner for Toeplitzsystems[J].SIAM,J,Sci,Stat,Comput,1988,9(13):766-771.[7] BRIAN T M,NA TAL IN IR,RUSSO G.Implicit-explicit numerical schemes for jump-diffusion p rocess[J].Technical Report,2004,38(37):35-45.[8] YOUNG D M.Iterative solution of large system s[J].New Yo rk:Academic,1971,5(23):25-35.[9] ARIEL Almendral,CORNEL ISW.Oosterlee.Numercial valuation of optionswith jumps in the underlying[J].Applied Numercial Mathematics,2005,53(29):1-18.[10]CHAN R,NAGY J,PLEMMONSR.Circulant p reconditioned:toeplitz least squares iterations[J].SIAM JMatrix Appl,1994,15(8):80-97.[11]BRIAN IM,Numericalmethods for option p ricing in jump-diffusionmarkets[D].Universita Degli Studi Di Roma“La Sapienza”Dottor to Di Ricerca in Miatematica Per Le Applicazioni Economiche e Finanziarie,2003.[12]ANDERSEN L,ANDREASEN J.Jump-diffusion p rocess:volatility smile fitting and numericalmethods for option p ricing[J].Rew.Derivatives Res,2000,4(17):231-262. Abstract The paper assume that the p rice p rocessof the assets is a jump-diffusion p rocess,then,the value of European op taon satisfies a general partial integro-differential equation(PIDE)under this assump tion.The equation was discretized by difference formula.The result was obtained by two iterative methods:Jacobi regular splitting method and p reconditioned conjugate gradient method.。
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• Take the expectation, noting that the jump magnitudes, J, are independent of the Poisson jump occurence process, N: E ([u(y(s) + J, s) − u(y(s), s)]dN) = E ([u(y(s) + J, s) − u(y(s), s)]) λds. • Thus when u solves (1), we get: E[u(y(T ), T )] − u(x, t) = 0. • This gives the result, since u(y(T ), T ) = w(y(T )).
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Hedging and the Risk-Neutral Process
• Assume that one can only trade the underlying stock and a riskfree asset. Further assume that Merton’s jump idffusion process governs log prices. • Without further assumptions, no-arbitrage cannot be used to give a unique price. • Still, the payoff w(S) should be the discounted final-time payoff under “the riskneutral dynamics.” • Stock price dynamics under statistical measure P are: dS = (µ + 1 σ 2)Sdt + σSdw + (eJ − 1)SdN. 2
2
Mathematical Impact of Jumps
• Black-Scholes PDE becomes a partial integrodifferential equation. • Fourier transform is a convenient tool for solving PIDE (especially in a constant coefficient setting). • Contrast a one-dimensional diffusion for returns y = ln S: dy = µ dt + σ dw, where µ and σ can be functions of y and t, with the SDE in a jump-diffusion setting: dy = µ dt + σ dw + JdN • Here, the jump magnitudes J are i.i.d. r.v.’s, i.e. the jump-size J is selected by drawing from a pre-specified probability distribution. • Ito’s Lemma: if v(x, t) is smooth enough, v(y(t), t) is again a jump-diffusion, with d[v(y(t), t)] = (vt + µvx + 1 σ 2vxx)dt + σvxdw + [v(y(t) + J, t) − v(y(t), t)]dN. 2
6
• What is the adjoint of the new jump term? • For any functions ξ(z), η(z) we have
∞ ∞
E[[ξ(z + J) − ξ(z)] η(z) dz = since
−∞ ∞ E[ξ(z −∞ −∞
ξ(z)E[[η(z − J) − ξ(z)] dz = − J)] dz.
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Hedging and the Risk-Neutral Process
• Applying Itˆ’s formula once more, we see that under the risk-neutral dynamics y = o log S satisfies dy = (r − 1 σ 2 − λE[eJ − 1])dt + σdw + JdN 2 • Can we use µ = r − 1 σ 2 − λE[eJ − 1] to price options? 2 • Need to be able to hedge. • Try hedging a long position in the option by a short position of ∆ units of stock: d[u(S(t), t)] − ∆dS = utdt + uS ([µ + 1 σ 2]Sdt + σSdw) + 1 uSS σ 2S 2 dt 2 2 J +[u(e S(t), t) − u(S(t), t)]dN −∆([µ + 1 σ 2]Sdt + σSdw) − ∆(eJ − 1)SdN. 2 • Market is incomplete, no choice of ∆ makes this portfolio risk-free.
3
Dynamics of Conditional Expectations
• Now consider the expected final-time payoff u(x, t) = Ey(t)=x [w(y(T ))] • Here w(x) is an arbitrary “payoff” (later it will be the payoff of an option). • Solves a backward Kolmogorov equation ut + Lu = 0 for t < T , with u(x, T ) = w(x) at t = T . • The operator L is Lu = µux + 1 σ 2uxx + λE [u(x + J, t) − u(x, t)] . 2 • The expectation in the last term is over the probability distribution of jumps (in the log price). (1)
8
Hedging and the Risk-Neutral Process
• Recall that the stock dynamics under statistical measure P are: dS = (µ + 1 σ 2)Sdt + σSdw + (eJ − 1)SdN. 2 • Merton proposed that the risk-neutral process be determined by two considerations: (a) it has the same volatility and jump statistics – i.e. it differs from the subjective process only by having a different drift; and (b) under the risk-neutral process e−rtS is a martingale, i.e. dS − rSdt has mean value 0. • Risk-neutral process is dS = (r − λE[eJ − 1])Sdt + σSdw + (eJ − 1)SdN. (2)
4
• Let u solve (1), and apply Itˆ’s formu− u(x, t) =
0
(σux)(y(s), s) dw +
0 T
(us + µux + 1 σ 2uxx)(y(s), s) ds 2
+
0
[u(y(s) + J, s) − u(y(s), s)]dN.
Introduction
• Merton’s 1976 JFE article “Option pricing when underlying stock returns are discontinuous” was the first to explore jump diffusion models. • Jump diffusion models address the issue of ”fat tails”. • Recent reference: A. Lipton, Assets with jumps, RISK, Sept. 2002, 149-153. • When the underlying can jump to any level, the market is not complete, since there are many more states than assets. • How to come up with a unique price for options in this setting? • Merton’s novel proposal: Assume that the extra randomness due to jumps can be diversified away.
10
• Choose ∆ = uS (S(t), t) • Randomness due to dw cancels, leaving only the uncertainty due to jumps: portfolio gain = (ut + 1 σ 2S 2 uSS )dt+{[u(eJ S(t), t)−u(S(t), t)]−uS (eJ S −S)}dN. 2 • Merton: assume jumps uncorrelated with the marketplace. • Impact of such randomness can be eliminated by diversification. • According the the Capital Asset Pricing Model, for such an investment (whose β is zero) only the mean return is relevant to pricing. • So the mean return on our hedge portfolio should be the risk-free rate: (ut + 1 σ 2S 2 uSS )dt+λE[u(eJ S(t), t)−u(S(t), t)−(eJ S −S)uS ]dt = r(u−SuS )dt. 2 (3) • Obtain the backward Kolmogorov equation describing the discounted final-time payoff under the risk-neutral dynamics (2): ut + (r − λE[eJ − 1])SuS + 1 σ 2S 2 uSS − ru + λE[u(eJ S, t) − u(S, t)] = 0. 2