3.) Black-Scholes-Merton Model
(d) Application of risk-neutral pricing formula
隔咗成六頁我地終於可以繼續講bond 同bond option
等我好快review一次之前講到邊啦 我諗大家都已經唔係幾記得
----上回提要----
我地依家只會講
zero-coupon bond 即係好似下圖咁
為咗方便起見 下面全部嘅"bond"都係指zero-coupon bond (default-free)
而如果我地用year 1白痴方法計嘅話
咁zero-coupon bond嘅價錢就應該係
但係呢個post話明係stochastic calculus 點會接受呢啲咁兒戲嘅計法
所以我地就要首先介紹一個用黎描述 (instantaneous) interest rate嘅model
就係上次講到嘅Vasicek model 佢嘅樣就好似下圖咁
而上次我地亦都講到 其實我地可以將bond睇做一隻underlying係interest rate嘅derivative
所以我地之前講過嘅risk-neutral valuation全部可以照用
所以我地就可以將bond price寫成下面幅圖咁
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好啦開始進入今次嘅正文
嗰個discount factor究竟會係咩樣
其實答案就係下面幅圖咁 我地會變咗用integration去揾discount factor
咁點解要用integration? 其實下圖都已經比埋個解答大家
(p.s.呢個諗法唔係完全啱 不過會令大家易啲理解)
因為依家interest rate已經係一個 (continuous) stochastic process
即係代表由 t 到 T 呢段時間入面 每一秒嘅interest rate都 (可能) 唔同
所以一個可行啲嘅做法係揾一個average嘅interest rate
而如果我地要揾average 咁就變相要知道點樣sum曬由 t 到 T 咁多點唔同嘅interest rate
而呢樣正正就係integration可以處理嘅嘢 所以in general其實discount factor都可以寫做下圖呢個樣
咁依家我地重新寫多次bond price條式出黎啦
大家有冇發覺最尾嗰舊expectation好熟面口
冇錯啦
呢個樣嘅expectation咪就係用完
Feynman-Kac Formula之後我地會得到嘅嘢
如果大家已經唔記得乜嘢係Feynman-Kac又懶得追post就睇下圖啦
係咪真係完全一樣呢
換言之 我地依家手上面呢個expectation (bond price) 其實就係一條pde嘅solution黎
咁即係話透過Feynman-Kac 我地其實係可以揾得返原本條pde係點樣嘅
如果我地對返位 同埋當interest rate係bond嘅underlying嘅話 咁條pde就應該係下圖咁樣
相信有睇開嘅讀者應該都知道下一步係點做
有條pde但係唔知solution? 咁咪try到知為止囉
但係今次大家夠運啦唔洗自己try 因為Vasicek已經試咗個form比我地
如果我地假設bond price solve完出黎就會好似上圖呢個form咁嘅話
我地就可以將呢個form塞返入條pde然後繼續做落去
大家睇下幾神奇
塞咗入去掉下位就將一條pde變咗做兩條ode
而更加緊要係呢兩條ode其實都非常容易solve
咁我地就快快手solve埋佢地啦
雖然啲步驟都幾長下
但係其實solve嘅過程係唔難 只需要每步慢慢寫就寫到
依家我地有齊A同B 咁不如我地將全部嘢塞返入去bond price條式到 睇下我地依家手上面有啲乜
原來不知不覺我地已經solve到interest rate follows Vasicek Model嘅時候嘅Bond price條式啦
今次講住咁多先 下個cm開始講Bond option
心急嘅讀者其實可以自己試下用 ito's lemma 揾咗 dP(t,T) 係咩先
當然interest rate都係follows vasicek model
然後望下P嘅dynamics有啲咩特別嘅地方