सतत समय में पूर्ण बाजार


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राज्यों की एक सीमित संख्या के साथ मानक असतत समय अर्थव्यवस्थाओं में, $ n $, एक पूर्ण बाजार अर्थव्यवस्था केवल $ n $ स्वतंत्र परिसंपत्तियों के साथ एक अर्थव्यवस्था है (लंज़कविस्ट और सार्जेंट अध्याय 8)। इसका कारण यह है कि $ n $ स्वतंत्र संपत्ति कल राज्यों के सेट को फैलाने के लिए पर्याप्त है।

मैंने पिछले हफ्ते एक प्रोफेसर के साथ एक चर्चा की थी जिसमें उन्होंने कहा था कि परिसंपत्ति मूल्य निर्धारण के बारे में सोचने पर निरंतर समय की उपयुक्तताओं में से एक यह है कि एक सतत समय अर्थव्यवस्था के भीतर एक जोखिम-मुक्त बंधन और जोखिम भरी संपत्ति के साथ पूरा बाजार मिल सकता है ( अर्थव्यवस्था में प्रत्येक ब्राउनियन गति के लिए स्वतंत्र)।

उन्होंने इसे समझाया जैसा कि हमने बात की है, इसलिए मुझे लगता है कि मैं इसे ज्यादातर समझता हूं, लेकिन सोच रहा था कि क्या कोई व्यक्ति विवरण लिखने का मन करेगा?

मैं संभवत: इस पर एक या दो सप्ताह बिताऊंगा (अंतर कैलकुलस के कुछ गुणों पर निर्भर करता है), इसलिए यदि कोई अन्य व्यक्ति प्रश्न का उत्तर नहीं देता है, तो उम्मीद है कि मैं एक संतोषजनक उत्तर प्रदान कर सकता हूं।


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असतत समय के मामले में, पूर्णता को राज्यों की संख्या और संपत्ति की संख्या समान होने की आवश्यकता नहीं है, हालांकि आपके पास संपत्ति से अधिक राज्य नहीं हो सकते हैं। पूर्णता के सामान्य लक्षण वर्णन में एक अद्वितीय मार्टिंगेल समतुल्य माप है, IIRC।
Michael

जवाबों:


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मैं आखिरी व्यक्ति हूं जो इन जैसे निरंतर समय के सवालों का जवाब देना चाहिए, लेकिन अगर कोई और नहीं है तो मुझे लगता है कि मैं इसे एक शॉट दूंगा। (मेरे मंद याद किए गए निरंतर-वित्त के किसी भी सुधार का बहुत स्वागत है।)

मेरी धारणा हमेशा यह रही है कि इसके परिणामस्वरूप सबसे अच्छी व्याख्या की जाती है मार्टिंगेल प्रतिनिधित्व प्रमेय । सबसे पहले, हालांकि, मैं कुछ संकेतन स्थापित करूँगा। चलो संभावना स्थान $ n $ स्वतंत्र वीनर प्रक्रियाओं $ (Z_t ^ 1, \ ldots, Z_t ^ n) $ द्वारा उत्पन्न किया जाए। $ N + 1 $ संपत्ति होने दें, जहां $ t $ पर $ i $ th संपत्ति का मूल्य $ S_t ^ i $ द्वारा दिया जाता है। मान लें कि संपत्ति $ i = 0 $ एक जोखिम भरा बंधन $ dS_t ^ 0 = r_tS_t ^ 0dt $ है, जबकि संपत्ति $ i = 1, \ ldots, n $ प्रत्येक जोखिम भरा है और इसी $ Z_t ^ i $ द्वारा संचालित हैं: $$ dS_t ^ मैं = \ mu_t ^ IDT + \ sigma_t ^ idZ_t ^ मैं $$ मान लें कि एक सख्त सकारात्मक SDF प्रक्रिया $ m_t $ सामान्य रूप से $ m_0 = 1 $ है, जैसे कि $ m_tS_t ^ i $ प्रत्येक $ i (मूल रूप से SDF की परिभाषा) के लिए एक मार्टिंगेल है और जहां $ $ dm_t = \ nu_t dt + \ psi_t \ cdot dZ_t $$ (मैं डॉट उत्पाद के रूप में $ \ cdot $ का उपयोग करता हूं, जो सुविधाजनक होगा।)

अंत में, $ n + 1 $ -dimensional वेक्टर $ \ theta_t $ का समय $ t $ पर हमारा पोर्टफोलियो हो, जैसे कि $ A_t $ का शुद्ध मूल्य $ A_t = \ theta_t \ cdot St $ द्वारा दिया गया हो। मान लें कि $ A_0 $ तय है और आगे हमारे पास है $ $ dA_t = \ theta_t \ cdot dS_t $$ अब मैं उद्देश्य को बताऊंगा, जो पूर्ण बाजारों के सार को पकड़ता है। मान लीजिए कि दुनिया $ T $ के समय पर समाप्त होती है, और हम $ A_T $ का मूल्य एक निश्चित स्टॉचस्टिक $ Y $ के बराबर चाहते हैं, जो कि $ T $ तक के पूरे इतिहास पर निर्भर कर सकता है। मान लीजिए कि $ A_0 = E_0 [m_TY] $ है, ताकि पूरी तरह से बाजारों वाली दुनिया में हम ($ t = 0 $) अपनी शुरुआती दौलत $ A_0 का उपयोग करके $ t = T $ payout $ Y $ खरीद सकें। इन प्रत्यक्ष पूर्ण बाजारों की अनुपस्थिति में, सवाल यह है कि क्या है फिर भी पोर्टफोलियो के लिए कुछ रणनीति $ \ theta_t $ जो हमें दुनिया के सभी राज्यों में $ A_T = Y $ प्राप्त करने की अनुमति देगा। और जवाब, इस सेटिंग में, हाँ है।

सबसे पहले, कोई $ d (m_tA_t) = \ theta_t \ cdot d (m_tS_t) $ की गणना कर सकता है। इस प्रकार $ m_tS_t $ एक मार्टिंगेल होने का अर्थ है कि $ m_tA_t $ एक मार्टिंगेल है। इस प्रकार हमारे पास $ A_T = Y \ Longleftrightarrow m_TA_T = m_TY $ iff है $$ m_tA_t = E_t [m_TY] $$ [0, T] $ में सभी $ t \ के लिए। ध्यान दें कि यह धारणा द्वारा $ t = 0 $ के लिए सच है; इसलिए समानता पाने के लिए यह साबित करना आवश्यक है कि वेतन वृद्धि हमेशा दोनों तरफ बराबर होती है।

अब मार्टिंगेल प्रतिनिधित्व प्रमेय आता है। चूंकि $ E_t [m_TY] $ एक मार्टिंगेल है, हम लिख सकते हैं $ $ E_t [m_TY] = E_0 [m_TY] + \ int_0 ^ t \ phi_s \ cdot dZ_s $$ कुछ पूर्वानुमेय प्रक्रिया के लिए $ \ phi_s $। तो हमें $ d (m_tA_t) = \ phi_t \ cdot dZ_t $ दिखाने में सक्षम होने की आवश्यकता है। लिख रहे हैं $ $ d (m_tA_t) = \ sum_i (m_t \ theta_t ^ i \ sigma_t ^ i + A_t \ psi_t ^ i) dZ_t ^ i $$ हम देखते हैं कि हमें $ m_t \ theta_t ^ i_ sigma_t ^ i + A_t \ psi_t ^ i = \ phi_t ^ i $ प्रत्येक जोखिमपूर्ण संपत्ति के लिए $ i = 1, \ lotots, n $ चाहिए, जिसे हम जरूरत पड़ने पर देने के लिए उल्टा कर सकते हैं पोर्टफोलियो पसंद $ $ theta_t ^ i $: $$ \ theta_t ^ मैं = \ frac {\ phi_t ^ i-A_t \ psi_t ^ मैं} {m_t \ sigma_t ^ मैं} $$ जोखिम रहित परिसंपत्ति पोर्टफोलियो विकल्प $ \ theta_t ^ 0 $ तब $ A_t = \ theta_t \ cdot S_t $ से समर्थित किया जा सकता है।

यहाँ अंतर्ज्ञान सरल है: हमें हमेशा $ $ A_t $ समायोजित करने की आवश्यकता है ताकि समानता $ m_tA_t = E_t [m_TY] $ बनी रहे, लेकिन दाईं ओर अपेक्षा और बाईं ओर SDF $ m_t $ दोनों ही प्रतिक्रिया में आगे बढ़ रहे हैं ड्राइविंग प्रक्रिया $ dZ_t ^ i $। इसलिए हमें एक पोर्टफोलियो $ $ theta_t $ लेने की आवश्यकता है, जो $ dA_t $ इन आंदोलनों को ठीक से बंद कर दे और समीकरण जारी रहे। और हम हमेशा ऐसा कर सकते हैं जब तक कि स्थानीय रूप से, हमारी परिसंपत्तियाँ सभी जोखिमों का $ dZ_t ^ i $ हो जाए - जो कि आमतौर पर अधिक हो सकती हैं, यहां तक ​​कि $ n $ सहसंबद्ध संपत्ति के लिए भी जब तक कि उनकी वेतन वृद्धि स्थानीय रूप से स्वतंत्र रूप से स्वतंत्र न हो। (एक स्वतंत्र ब्राउनियन गति द्वारा प्रत्येक ड्रिप $ n $ जोखिम वाली संपत्ति का मामला एक विशेष है।)


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धन्यवाद। मैंने आपके जवाब को कम कर दिया और यह बहुत अच्छा लग रहा है। कुछ ऐसा सामने आया कि मुझे अगले दो दिनों में खत्म करना है, लेकिन जब मैं खत्म कर लूंगा, तो मुझे आपके नज़दीक आने की संभावना होगी।
cc7768

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मैं लंबे समय से इसे पोस्ट करने का अर्थ कर रहा हूं। मैं इस पार आया और सोचा कि यह कुछ अंतर्दृष्टि जोड़ सकता है। यह उदाहरण मंक द्वारा "फाइनेंशियल एसेट प्राइसिंग थ्योरी" से है।

निम्नलिखित आकृति पर विचार करें। सम्पूर्ण बाजार के लिए हमें कितनी संपत्ति चाहिए? enter image description here

आप ऐसा सोच सकते हैं, क्योंकि यहां 6 अलग-अलग राज्य हैं, हमें कम से कम 6 अलग-अलग संपत्तियों की आवश्यकता है। एक स्थैतिक सेटिंग में, हम जानते हैं कि जब हमारे पास $ N $ विभिन्न राज्य हैं, तो हमारे पास $ N $ "पर्याप्त रूप से भिन्न संपत्ति" (सामान्य स्थैतिक सेटिंग में, इसका मतलब रैखिक रूप से स्वतंत्र है) होना चाहिए। हालांकि, गतिशील सेटिंग में, यह मामला नहीं है। मुंक दो अलग-अलग अवलोकनों के आधार पर इसकी व्याख्या करता है:

(i) अनिश्चितता एक बार में पूरी तरह से प्रकट नहीं होती है, लेकिन बहुत कम, और (ii) हम परिसंपत्तियों में गतिशील रूप से व्यापार कर सकते हैं। उदाहरण में, समय-समय पर अर्थव्यवस्था के तीन संभावित संक्रमण होते हैं। 1. हमारे एक-अवधि के विश्लेषण से हम जानते हैं कि तीन पर्याप्त रूप से अलग-अलग संपत्तियां इस अनिश्चितता को 'फैलाने' के लिए पर्याप्त हैं। समय समय पर 2 से 2 या तो अर्थव्यवस्था के दो, तीन, या एक संभावित संक्रमण होते हैं, इस पर निर्भर करता है कि अर्थव्यवस्था किस समय पर है। 1. इस अवधि में अनिश्चितता को कम करने के लिए हमें अधिकतम तीन अलग-अलग संपत्तियों की आवश्यकता होती है। कुल मिलाकर, हम किसी भी लाभांश प्रक्रिया को उत्पन्न कर सकते हैं यदि हमारे पास दोनों अवधियों में केवल तीन पर्याप्त रूप से अलग-अलग संपत्ति तक पहुंच हो।

अधिक सामान्य, परिमित-राज्य असतत-समय बाजार के एक सामान्य बहुराष्ट्रीय वृक्ष संस्करण के मामले में, हम पेड़ में प्रत्येक नोड को परिभाषित कर सकते हैं: फैले हुए नंबर उस नोड को छोड़ने वाली सबट्री की शाखाओं की संख्या के रूप में। बाजार तब पूरा हो जाता है यदि, पेड़ में किसी भी नोड के लिए, निम्नलिखित अवधि में रैखिक रूप से स्वतंत्र व्यापारिक संपत्तियों की संख्या स्पैनिंग संख्या के बराबर है।

अब, एक निरंतर-समय के मॉडल के मामले में जहां अनिश्चितता एक डी-आयामी मानक ब्राउनियन गति द्वारा उत्पन्न होती है, तर्क जटिल है, लेकिन मुंक पिछले चर्चा के आधार पर कुछ अंतर्दृष्टि देता है।

परिणाम काफी सहज है जो निम्नलिखित टिप्पणियों को देखते हुए है:

  1. एक पल में लगातार बदलाव के लिए, केवल साधन और भिन्नताएं मायने रखती हैं।
  2. हम एक यादृच्छिक चर द्वारा d-आयामी शॉक $ dz_i $ को अनुमानित कर सकते हैं जो $ d + 1 $ संभावित मूल्यों पर लेता है और $ dz_t $ के समान माध्य और विचरण होता है। उदाहरण के लिए, एक आयामी झटके $ dz_t $ का मतलब शून्य और भिन्नता $ dt $ है। यह एक यादृच्छिक चर $ \ epsilon $ के लिए भी सच है जो $ 1/2 $ की संभावना के साथ $ \ sqrt {dt} $ के बराबर है और $ 1/2 $ के साथ $ - \ sqrt {dt} $ के बराबर है। ...
  3. निरंतर ट्रेडिंग के साथ, हम अपने जोखिम को हर पल में बाहरी झटकों को समायोजित कर सकते हैं।

प्रत्येक पल में हम इस प्रकार $ d + 1 $ राज्यों के साथ असतत समय मॉडल के रूप में d-आयामी मानक ब्राउनियन गति द्वारा उत्पन्न अनिश्चितता के साथ मॉडल के बारे में सोच सकते हैं। इसलिए यह केवल बाजार को पूरा करने के लिए $ d + 1 $ पर्याप्त रूप से अलग-अलग संपत्ति लेता है।


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मुझे इस तरह की ढीली कहानी के बारे में हमेशा बहुत संदेह है --- निरंतर समय में यह विशेष रूप से संदिग्ध है। यकीन है, बीएम मामले के लिए अच्छा लगता है। उस कहानी का क्या होता है जब मूल्य प्रक्रिया एक सामान्य अर्धविराम है? निरर्थक हो जाता है।
Michael
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