金融工程学高教版第三章远期与期货定价

1、第三章 远期与期货定价,2,第一节 远期价格与期货价格,3,远期价值是指远期合约本身的价值。关于远期价值的讨论要分远期合约签订时和签订后两种情形。 在签订远期合约时，如果信息是对称的，而且合约双方对未来的预期相同，对于一份公平的合约，多空双方所选择的交割价格应使远期价值在签署合约时等于零。 在远期合约签订以后，由于交割价格不再变化，多空双方的远期价值将随着标的资产价格的变化而变化。,4,远期价格是指使远期合约签订时价值为零的交割价格。远期价格是理论上的交割价格。关于远期价格的讨论也要分远期合约签订时和签订后两种情形。 一份公平合理的远期合约在签订的当天应使交割价格等于远期价格。如果实际交割价格

2、不等于这个理论上的远期价格，该远期合约价值对于多空双方来说就都不为零 ，实际上隐含了套利空间。 在远期合约签订之后，交割价格已经确定，远期合约价值不一定为零，远期价格也就不一定等于交割价格。,5,类似地，在期货合约中，我们定义期货价格（Futures Prices）为使得期货合约价值为零的理论交割价格。 但值得注意的是，对于期货合约来说，一般较少谈及“期货合约价值”这个概念。基于期货的交易机制，投资者持有期货合约，其价值的变动来源于实际期货报价的变化。由于期货每日盯市结算、每日结清浮动盈亏，因此期货合约价值在每日收盘后都归零。,6,当无风险利率恒定且对所有到期日都相同时，交割日相同的远期价格和

3、期货价格应相等。 当标的资产价格与利率呈正相关时，期货价格高于远期价格。 这是因为当标的资产价格上升时，期货价格通常也会随之升高，期货合约的多头将因每日结算制而立即获利，并可按高于平均利率的利率将所获利润进行再投资。而当标的资产价格下跌时，期货合约的多头将因每日结算制而立即亏损，但是可按低于平均利率的利率从市场上融资以补充保证金。相比之下，远期合约的多头将不会因利率的变动而受到上述影响。在此情况下，期货多头比远期多头更具吸引力，期货价格自然就大于远期价格。 当标的资产价格与利率呈负相关时，远期价格就会高于期货价格。,7,远期价格和期货价格的差异幅度还取决于合约有效期的长短。当有效期只有几个月时

4、，两者的差距通常很小。此外，税收、交易费用、保证金的处理方式、违约风险、流动性等方面的因素或差异都会导致远期价格和期货价格的差异。 远期价格与期货价格的定价思想在本质上是相同的，其差别主要体现在交易机制和交易费用的差异上，在很多情况下常常可以忽略，或进行调整。因此在大多情况下，我们可以合理地假定远期价格与期货价格相等，并都用F来表示。,8,（一）基本的假设,为分析简便起见，本章的分析是建立在如下假设前提下的： 1没有交易费用和税收。 2市场参与者能以相同的无风险利率借入和贷出资金。 3远期合约没有违约风险。 4允许现货卖空。 5当套利机会出现时，市场参与者将参与套利活动，从而使套利机会消失，我

5、们得到的理论价格就是在没有套利机会下的均衡价格。 6期货合约的保证金账户支付同样的无风险利率。这意味着任何人均可不花成本地取得远期和期货的多头或空头地位。,9,10,（二）符号（续）,F：t时刻的远期合约和期货合约中的理论远期价格和理论期货价格，在本书中如无特别注明，我们分别简称为远期价格和期货价格。 r：T时刻到期的以连续复利计算的t时刻的无风险利率（年利率），在本书中，如无特别说明，利率均为连续复利的年利率。,11,第二节 无收益资产远期合约的定价,12,本章所用的定价方法为无套利定价法。基本思路为：构建两种投资组合，令其终值相等，则其现值一定相等；否则就可进行套利，即卖出现值较高的投资组

6、合，买入现值较低的投资组合，并持有到期末，套利者就可赚取无风险收益。众多套利者这样做的结果，将使较高现值的投资组合价格下降，而较低现值的投资组合价格上升，直至套利机会消失，此时两种组合的现值相等。这样，我们就可根据两种组合现值相等的关系求出远期价格。,13,例如，为了给无收益资产的远期合约定价，我们构建如下两个组合： 组合A：一份远期合约多头加上一笔数额为Ke-r（Tt）的现金； 组合B：一单位标的资产。,14,在组合A中，Ke-r（Tt）的现金以无风险利率投资，投资期为（Tt）。到T时刻，其金额将达到K。这是因为：Ke-r（Tt）er（Tt）=K在远期合约到期时，这笔现金刚好可用来交割换来一

7、单位标的资产。这样，在T时刻，两种组合都等于一单位标的资产。根据无套利原则：终值相等，则其现值一定相等，这两种组合在t时刻的价值必须相等。即： f+ Ke-r（Tt）=S f=SKe-r（Tt） （3.1） 该公式表明，无收益资产远期合约多头的价值等于标的资产现货价格与交割价格现值的差额。,15,16,为了证明无收益资产的现货-远期平价定理 ，我们用反证法证明等式不成立时的情形是不均衡的。 若KSer（Tt），即交割价格大于现货价格的终值。在这种情况下，套利者可以按无风险利率r 借入S现金，期限为Tt。然后用S购买一单位标的资产，同时卖出一份该资产的远期合约，交割价格为K。在T时刻，该套利者就

8、可将一单位标的资产用于交割换来K现金，并归还借款本息Se r（Tt），这就实现了 KSer（Tt） 的无风险利润。,17,若KSe r（Tt），即交割价值小于现货价格的终值。套利者就可进行反向操作，即卖空标的资产，将所得收入以无风险利率进行投资，期限为T-t，同时买进一份该标的资产的远期合约，交割价格为K。在T时刻，套利者收到投资本息Ser（Tt），并以K现金购买一单位标的资产，用于归还卖空时借入的标的资产，从而实现Ser（Tt）-K的利润。,18,远期价格的期限结构描述的是不同期限远期价格之间的关系。 设F为在T时刻交割的远期价格，F*为在T*时刻交割的远期价格, r为T时刻到期的无风险利率

9、,r*为T*时刻到期的无风险利率。对于无收益资产而言，从无收益资产的现货-远期平价公式可知, 两式消除掉S后， （3.3）,19,第三节 支付已知现金收益资产远期合约的定价,20,仍然采用无套利定价法给支付已知现金收益资产的远期合约定价 。构建如下两个组合： 组合A：一份远期合约多头加上一笔数额为 Ke r (T-t) 的现金 。 组合B：一单位标的证券加上利率为无风险利率、期限为从当前时刻到现金收益派发日 、本金为I 的负债。,21,组合A在T时刻的价值等于一单位标的证券。 在组合B中，由于标的证券的现金收益刚好可以用来偿还负债的本息，因此在T时刻，该组合的价值也等于一单位标的证券。 因此，

10、在t时刻，这两个组合的价值应相等，即 (3.4) 从组合的角度考虑，式（3.4）说明支付已知现金收益资产的远期合约多头价值等于标的证券现货价格扣除现金收益现值后的余额与交割价格现值之差。,22,根据远期价格的定义，我们可从式 中求得： （3.5） 这就是支付已知现金收益资产的现货-远期平价公式。式（3.5）表明，支付已知现金收益资产的远期价格等于标的证券现货价格与已知现金收益现值差额的终值。,23,反证法：假设，即交割价格高于远期理论价格。则套利者可以进行如下操作：以无风险利率借入现金S买入标的资产，并卖出一份交割价为K的远期合约，将在T-t期间从标的资产获得的现金收益以无风险利率贷出至T时刻

11、。这样，到T时刻，套利者将标的资产用于交割得到现金收入K，还本付息 ，同时得到的本利收入。最终套利者在T时刻可实现无风险利润。,24,如果，即交割价格低于远期理论价格。则套利者可以进行反向操作：借入标的资产卖掉，得到现金收入S以无风险利率贷出，同时买入一份交割价为K的远期合约。在T时刻，套利者可得到贷款本息收入，同时付出现金K换得一单位标的证券，用于归还标的证券的原所有者，并把该标的证券在T-t期间的现金收益的终值同时归还原所有者。这样，该套利者在T时刻可实现无风险利润。,25,第四节 支付已知收益率资产远期合约的定价,26,为了给支付已知收益率资产的远期定价，我们可以构建如下两个组合： 组合

12、A：一份远期合约多头加上一笔数额为的现金； 组合B：单位证券并且所有收入都再投资于该证券，其中q 为该资产按连续复利计算的已知收益率。 组合A在T时刻的价值等于一单位标的证券。 组合B由于获得的红利收入全部都再投资于该证券，拥有的证券数量随着红利的不断发放而增加，所以在时刻T，正好拥有一单位标的证券。,27,因此在t时刻两个组合的价值也应相等，即： （3.6） 根据远期价格的定义，我们可根据式（3.6）算出支付已知收益率资产的远期价格： （3.7） 这就是支付已知收益率资产的现货-远期平价公式。 式（3.7）表明，支付已知收益率资产的远期价格等于按无风险利率与已知收益率之差计算的现货价格在T时

13、刻的终值。,28,第五节远期与期货价格的一般结论,29,30,我们可以用持有成本（Cost-of-Carry）的概念来概括远期价格与现货价格的关系。持有成本的基本构成如下： 持有成本保存成本无风险利息成本标的资产在合约期限内提供的收益,31,举例来说，不支付红利的股票没有保存成本和收益，所以持有成本就是利息成本 r ；股票指数的资产红利率为q，其持有成本就为 r-q；货币的收益率为rf ，所以其持有成本是 r-rf；对黄金和白银等投资性商品而言，若其存储成本与现货价格的比例为u，则其持有成本就为ru；依此类推。 所以，如果我们用c表示持有成本，远期价格就为: （3.8） 相应地： （3.9）,

14、32,1. 存在交易成本的时候，假定每一笔交易的费率为Y，那么不存在套利机会的远期价格就不再是确定的值，而是一个区间：2. 借贷存在利差的时候，如果用rb表示借入利率，用rl表示借出利率，对非银行的机构和个人，一般是rbrl 。这时远期和期货的价格区间为：,33,3. 存在卖空限制的时候，因为卖空会给经纪人带来很大风险，所以几乎所有的经纪人都会扣留卖空客户的部分所得作为保证金。假设这一比例为X，那么均衡的远期和期货价格区间应该是：如果上述三种情况同时存在，远期和期货价格区间应该是：完全市场可以看成是 的特殊情况。,34,本书的讨论焦点是金融标的资产的衍生产品，金融标的资产属于投资性资产。 所谓

15、投资性资产是指投资者主要出于投资目的而持有的资产，如股票、债券等金融资产和黄金、白银等资产。 由于投资性资产的投资决策不受消费等其他目的的影响，投资者所关注的是金融资产中所蕴涵的风险收益特征而非金融产品本身，因此标的资产及其期货之间存在高度的可替代性，只要相对价格水平不合理，投资者随时可在这两者之间进行转换。所以，在这样的市场上，只要没有其他的制度制约套利行为，期货的定价就成为一个纯粹的风险收益问题，相应地无套利原则和持有成本模型就成为远期定价的基本原理。,35,消费性资产则是指那些投资者主要出于消费目的而持有的资产，如石油、铜、农产品等。对于消费性资产来说，远期定价公式不再适用，而是转化为

16、： 原因在于消费性的标的资产具有消费价值，而远期却无法即时消费，消费性的标的资产与其远期之间并不具有完全的可替代性。因此即使在远期价值相对偏低的时候投资者也不会轻易出售现货，购买远期，从而使得单纯基于风险收益考虑的金融无套利原则不再完全有效。,36,第六节 远期（期货）价格与标的资产现货价格的关系,37,无套利条件下 ，。 可以从三个角度分析F和S之间的关系 ： 第一，当标的资产在远期（期货）存续期内没有收益、已知现金收益较小、或已知收益率小于无风险利率时，当前远期（期货）价格应高于标的资产的当前现货价格；当标的资产在远期（期货）存续期内的已知现金收益较大或已知收益率大于无风险利率时，当前远期（期货）价格应小于标的资产的当前现货价格。 在远期（期货）到期日，远期（期货）价格将收敛于标的资产的现货价格（这是套利行为决定的）。,38,第二，标的资产的现货价格对同一时刻的远期（期货）价格起着重要的制约作用，正是这种制约关系决定了远期（期货）是无法炒作的。但是，如果现货市场规模不够大，现货价格无法形成对远期（期货）价格的有效制约，远期（期货）市场就迟早会因恶性投机而出问题。,39,第三，对式（3.8）进行变换，可得 在现实生活中，大量实证研究表明，在面临新的市场信息冲击时，