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文档简介
Options,Futures,andOtherDerivativesEleventhEditionChapter33ModelingForwardRatesCopyright©2022,2018,2012PearsonEducation,Inc.AllRightsReservedH
J
MModel:Notation(1of2)priceattimetofadiscountbondwithprincipalof$1maturingatTvectorofpastandpresentvaluesofinterestratesandbondpricesattimetthatarerelevantfordeterminingbondpricevolatilitiesatthattimevolatilityofH
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MModel:Notation(2of2)forwardrateasseenattfortheperiodbetweeninstantaneousforwardrateasseenattforacontractmaturingatTshort-termrisk-freeinterestrateattWienerprocessdrivingtermstructuremovementsModelingBondPrices(Equation33.1)WecanchooseanyvfunctionprovidingforalltBecauseWecanuseIto’slemmatodeterminetheprocessforTheProcessforFoftandUpperT
(Equation33.4and33.5)ThisresultmeansthatifwewritewemusthaveSimilarresultsholdwhenthereismorethanonefactorTreeEvolutionofTermStructureisNonrecombiningTreefortheshortraterisnon-MarkovTheB
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MModelTheB
G
Mmodelisamodelconstructedintermsoftheforwardratesapplicabletoperiodssuchas3monthsor6months(notinstantaneousforwardrates)TheforwardratevolatilitiesfortheperiodsconsideredcanbedeterminedfromcappricesNotationresetdateforwardratebetweentimesindexfornextresetdateattimetVolatilityStructureWeassumeastationaryvolatilitystructurewherethevolatilityofdependsonlyonthenumberofaccrualperiodsbetweenthenextresetdateandInTheorytheLambdaPrimesCanBeDeterminedFromCapPricesDefineasthevolatilityofisthevolatilityforthecaplet.IfthemodelprovidesaperfectfittocappriceswemusthaveThisallowsthetobedeterminedinductivelyExample33.1IfBlackvolatilitiesforthefirstthreecapletsare24%,22%,and20%,thenExample33.2n12345sigmasubnleftparenthesis%rightparenthesis15.5018.2517.9117.7417.27Lambdasubstartexpressionnminus1endexpressionleftparenthesis%rightparenthesis15.5020.6417.2117.2215.25n678910sigmasubnleftparenthesis%rightparenthesis16.7916.3016.0115.7615.54Lambdasubstartexpressionnminus1endexpressionleftparenthesis%rightparenthesis14.1512.9813.8113.6013.40TheProcessforFSubkinaOne-FactorB
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MMarketModelThedriftdependsontheworldchoseninaworldthatisforwardrisk-neutralwithrespecttothedriftiszero.RollingRisk-Neutrality(Equation33.12)Itisoftenconvenienttochooseaworlddefinedbyanumerairethatisalwaysthebondmaturingatthenextresetdate.Inthiscase,wecandiscountfromrateobservedattimeTheprocessforTheB
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MandH
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MmodelsInthelimitasthetimebetweenresetstendstozero,theB
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MmodelwithrollingriskneutralitybecomestheH
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Mmodelinthetraditionalrisk-neutralworld.MonteCarloImplementationofB
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MModel(Equation33.14)WeassumenochangetothedriftbetweenresetdatessothatMultifactorVersionsofB
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MB
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McanbeextendedsothatthereareseveralcomponentstothevolatilityAfactoranalysiscanbeusedtodeterminehowthevolatilityofissplitintocomponents.RatchetCaps,StickyCaps,andFlexiCapsAplainvanillacapdependsonlyononeforwardrate.Itspriceisnotdependentonthenumberoffactors.Ratchetcaps,stickycaps,andflexicapsdependonthejointdistributionoftwoormoreforwardrates.TheirpricestendtoincreasewiththenumberoffactorsValuingEuropeanOptionsintheB
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MModelThereisananalyticapproximationthatcanbeusedtovalueEuropeanswapoptionsintheB
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Mmodel.CalibratingtheB
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MModelIntheory,B
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Mcanbeexactlycalibratedtocappricesasdescribedearlier.Inpractice,weproceedasforshortratemodelstominimizeafunctionoftheformwhereisthemarketpriceoftheithcalibratinginstrument,isthemodelpriceoftheithcalibratinginstrumentandPisafunctionthatpenalizesbigchangesorcurvatureinTypesofAgencyMortgage-BackedSecurities(M
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s)Pass-ThroughCollateralizedMortgageObligation(C
M
O)InterestOnly(I
O)PrincipalOnly(P
O)Option-AdjustedSpread(O
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S)TocalculatetheO
A
SforaninterestratederivativewevalueitassumingthattheinitialyieldcurveistheTreasurycurve+aspreadWeuseaniterativeproceduretocalculatethespreadthatmakesthederivative’smodelprice=marketprice.ThisspreadistheO
A
S.CopyrightThisworkisprotectedbyUnitedStatescopyrightlawsandis
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