数理ファイナンス・保険数学の問題
1 期間の二項モデルを考える。
- 時刻 の株価は である。
- 時刻 の株価は 倍の か、 倍の のどちらかになる(どちらも正の確率で起こる)。
- 安全資産の 1 期間の利子率は である。
満期が時刻 、行使価格が のヨーロピアン・プットオプションを考える。このオプションの時刻 での支払いは である。
市場に裁定機会がないとき、このプットオプションの時刻 での価格を求めよ。
この問題で使うもの
- 1 期間二項モデルとリスク中立確率(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(21 技能)
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右端(太枠)がこの問題で使う技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。
ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
1 期間二項モデルのリスク中立確率 を使い、支払いの期待値を割り引く方法(または複製ポートフォリオ)で考える。
ヒント 2
まず株価が上がったとき・下がったときのプットの支払い を求め、価格を で計算する。
ヒント 3
、、 である。あとは を計算する。
答えと解説
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解説を読む
手順 1:時刻 での支払いを求める。
株価が上がったとき()の支払いは
である。株価が下がったとき()の支払いは
である。
手順 2:リスク中立確率を求める。
が成り立つので、このモデルには裁定機会がない。リスク中立確率は
であり、 である。
手順 3:期待値を割り引いて価格を求める。
無裁定価格は、リスク中立確率による支払いの期待値を で割り引いたものである。
確認(複製ポートフォリオ):
株を 株、安全資産を時刻 で 円分持ち、オプションの支払いを複製する。条件は次の 2 つである。
- 2 式を引くと となり、 である。
- これを 1 つ目の式に代入すると となり、 である。
よって、ポートフォリオの時刻 での価値は
となり、上の結果と一致する。
答え:(約 )
別解
リスク中立確率を とすると、。
時刻 1 でのプットの支払いは、株価が 60 のとき 、40 のとき 。
時刻 0 の価格は 。
検算: 複製ポートフォリオで株 株、債券 は より 。価格は となり一致する。