Risk Aversion, Intertemporal Substitution, and Option Pricing

This paper develops a general stochastic framework and an equilibrium asset pricing model that make clear how attitudes towards intertemporal substitution and risk matter for option pricing. In particular, we show under which statistical conditions option pricing formulas are not preference-free, in other words, when preferences are not hidden in the stock and bond prices as they are in the standard Black and Scholes (BS) or Hull and White (HW) pricing formulas. The dependence of option prices on preference parameters comes from several instantaneous causality effects such as the so-called leverage effect. We also emphasize that the most standard asset pricing models (CAPM for the stock and BS or HW preference-free option pricing) are valid under the same stochastic setting (typically the absence of leverage effect), regardless of preference parameter values. Even though we propose a general non-preference-free option pricing formula, we always keep in mind that the BS formula is dominant both as a theoretical reference model and as a tool for practitioners. Another contribution of the paper is to characterize why the BS formula is such a benchmark. We show that, as soon as we are ready to accept a basic property of option prices, namely their homogeneity of degree one with respect to the pair formed by the underlying stock price and the strike price, the necessary statistical hypotheses for homogeneity provide BS-shaped option prices in equilibrium. This BS-shaped option-pricing formula allows us to derive interesting characterizations of the volatility smile, that is, the pattern of BS implicit volatilities as a function of the option moneyness. First, the asymmetry of the smile is shown to be equivalent to a particular form of asymmetry of the equivalent martingale measure. Second, this asymmetry appears precisely when there is either a premium on an instantaneous interest rate risk or on a generalized leverage effect or both, in other words, whenever the option pricing formula is not preference-free. Therefore, the main conclusion of our analysis for practitioners should be that an asymmetric smile is indicative of the relevance of preference parameters to price options.

Les processus additifs markoviens et leurs applications en finance mathématique

Cette thèse porte sur les questions d'évaluation et de couverture des options dans un modèle exponentiel-Lévy avec changements de régime. Un tel modèle est construit sur un processus additif markovien un peu comme le modèle de Black- Scholes est basé sur un mouvement Brownien. Du fait de l'existence de plusieurs sources d'aléa, nous sommes en présence d'un marché incomplet et ce fait rend inopérant les développements théoriques initiés par Black et Scholes et Merton dans le cadre d'un marché complet. Nous montrons dans cette thèse que l'utilisation de certains résultats de la théorie des processus additifs markoviens permet d'apporter des solutions aux problèmes d'évaluation et de couverture des options. Notamment, nous arrivons à caracté- riser la mesure martingale qui minimise l'entropie relative à la mesure de probabilit é historique ; aussi nous dérivons explicitement sous certaines conditions, le portefeuille optimal qui permet à un agent de minimiser localement le risque quadratique associé. Par ailleurs, dans une perspective plus pratique nous caract érisons le prix d'une option Européenne comme l'unique solution de viscosité d'un système d'équations intégro-di érentielles non-linéaires. Il s'agit là d'un premier pas pour la construction des schémas numériques pour approcher ledit prix.

Nonparametric estimation of the leverage effect: a trade-off between robustness and efficiency

We consider two new approaches to nonparametric estimation of the leverage effect. The first approach uses stock prices alone. The second approach uses the data on stock prices as well as a certain volatility instrument, such as the CBOE volatility index (VIX) or the Black-Scholes implied volatility. The theoretical justification for the instrument-based estimator relies on a certain invariance property, which can be exploited when high frequency data is available. The price-only estimator is more robust since it is valid under weaker assumptions. However, in the presence of a valid volatility instrument, the price-only estimator is inefficient as the instrument-based estimator has a faster rate of convergence. We consider two empirical applications, in which we study the relationship between the leverage effect and the debt-to-equity ratio, credit risk, and illiquidity.

A Nonparametric Approach to Pricing and Hedging Derivative Securities via Learning Networks

We propose a nonparametric method for estimating derivative financial asset pricing formulae using learning networks. To demonstrate feasibility, we first simulate Black-Scholes option prices and show that learning networks can recover the Black-Scholes formula from a two-year training set of daily options prices, and that the resulting network formula can be used successfully to both price and delta-hedge options out-of-sample. For comparison, we estimate models using four popular methods: ordinary least squares, radial basis functions, multilayer perceptrons, and projection pursuit. To illustrate practical relevance, we also apply our approach to S&P 500 futures options data from 1987 to 1991.

MA348exam 1999

Exam questions and solutions in LaTex

MA348exam 1998

Exam questions and solutions in LaTex

MA348exam 1998 pdf

Exam questions and solutions in PDF

MA348exam 1999 pdf

Exam questions and solutions in PDF

Modelo telegráfico de valoración de opciones

En este trabajo construimos un modelo de mercado financiero basado en un proceso telegráfico más un proceso de saltos para la valoración de opciones Europeas. Vamos a asumir que el tamaño de los saltos es constante y después que es aleatorio, en ambos casos estos saltos ocurren cuando la tendencia del mercado cambia. Estos modelos capturan la dinámica del mercado en periodos con presencia de ciclos financieros. Mostraremos la estructura del conjunto de medidas neutrales al riesgo, además, de fórmulas explícitas para los precios de las opciones Europeas de venta y compra.

Volatilidade implícita versus volatilidade estatística : uma avaliação para o mercado brasileiro a partir dos dados de opções e ações da Telemar S.A.

A partir de uma base de dados de ações da Telemar S.A., do período de 21/09/1998 a 21/10/2002, e de opções de 02/10/2000 a 21/10/2002, foi avaliado qual o previsor que prevê com maior precisão a volatilidade futura: o implícito ou o estatístico. A volatilidade implícita foi obtida por indução retroativa da fórmula de Black-Scholes. As previsões estatísticas da volatilidade foram obtidas pelos modelos de média móvel ponderada igualmente, modelo GARCH, EGARCH e FIGARCH. Os resultados das regressões do conteúdo de informação revelam que a volatilidade implícita ponderada possui substancial quantidade de informações sobre a volatilidade um passo à frente, pois apresenta o maior R2 ajustado de todas as regressões. Mesmo sendo eficiente, os testes indicam que ela é viesada. Porém, a estatística Wald revela que os modelos EGARCH e FIGARCH são previsores eficientes e não viesados da variação absoluta dos retornos da Telemar S.A. entre t e t + 1, apesar do R2 um pouco inferior a volatilidade implícita. Esse resultado a partir de parâmetros baseados em dados ex-post, de certo modo refuta a hipótese de que as opções possibilitam melhores informações aos participantes do mercado sobre as expectativas de risco ao longo do próximo dia Nas regressões do poder de previsão, que testam a habilidade da variável explicativa em prever a volatilidade ao longo do tempo de maturidade da opção, os resultados rejeitam a hipótese da volatilidade implícita ser um melhor previsor da volatilidade futura. Elas mostram que os coeficientes das volatilidades implícitas e incondicionais são estatisticamente insignificantes, além do R2 ajustado ser zero ou negativo. Isto, a princípio, conduz à rejeição da hipótese de que o mercado de opções é eficiente. Por outro lado, os resultados apresentados pelos modelos de volatilidade condicional revelam que o modelo EGARCH é capaz de explicar 60% da volatilidade futura. No teste de previsor eficiente e não viesado, a estatística Wald não rejeita esta hipótese para o modelo FIGARCH. Ou seja, um modelo que toma os dados ex-post consegue prever a volatilidade futura com maior precisão do que um modelo de natureza forward looking, como é o caso da volatilidade implícita. Desse modo, é melhor seguir a volatilidade estatística - expressa pelo modelo FIGARCH, para prever com maior precisão o comportamento futuro do mercado.

Precificação e hedge dinâmico de opções de Telebrás utilizando redes neurais

As redes neurais podem ser uma alternativa aos modelos paramétricos tradicionais para a precificação de opções quando a dinâmica do ativo primário não for conhecida ou quando a equação associada à condição de não-arbitragem não puder ser resolvida analiticamente. Este trabalho compara a performance do modelo tradicional de Black-Scholes e as redes neurais. Os modelos foram utilizados para precificar e realizar a cobertura dinâmica das opções de compra das ações de Telebrás. Os resultados obtidos sugerem que as redes neurais deveriam ser consideradas pelos operadores de opções como uma alternativa aos modelos tradicionais.

Estimação da volatilidade para hedge de carteiras de opções: um teste de eficiência

Neste trabalho compara-se diversos métodos de determinação da volatilidade de uma ação, quando a finalidade é tornar um dado spread de opções delta-neutro, usando o modelo de Black-Scholes. Os spreads são formados com o objetivo de gerar lucros de arbitragem, através de uma estratégia de exploração sistemática de distorções de volatilidades implícitas das opções de compra da Telebrás na BOVESPA, no período de Abril de 93 a Maio de 95. A comparação dos métodos é feita através de medidas da eficiência dos mesmos em hedgear os spreads formados. Nessas condições, conclui-se que a melhor maneira de tomar a carteira delta-neutra é usando para cada opção a sua respectiva volatilidade implícita. Além disso, verifica-se que teria sido possível, para um agente com baixos custos de transação, obter lucros substanciais com a estratégia de trading utilizada.

Processus stochastiques en finance (2ème partie)

Este documento é um texto didático destinado aos estudantes e pesquisadores em econometria e finanças. Baseia-se na experiência dos autores em cursos de pós-graduação na ULB, Bruxelles e na FGV IEPGE, Rio. Não há a pretensão de rigor matemático, e nem a de cobrir todas as aplicações financeiras da teoria dos processos estocásticos. Esta segunda parte discute as medidas equivalentes de martingale e o resultado de Girsanov, a sua aplicação ao modelo de Black-Scholes e a questão da avaliação de um call europeu.

Análise de investimentos envolvendo risco: estudo de caso: determinação do preço de imóvel em lançamento imobiliário

Dada a motivação inicial da análise de investimentos envolvendo risco e seus possíveis desdobramentos, apresenta-se o desenvolvimento da tese ao longo de 4 capítulos. No primeiro capitulo, caracterizam-se as oportunidades (opções) de investimento apresentando uma retrospectiva de artigos fundamentais, a partir do de Black-Scholes (1973), que utiliza arbitragens para determinação do preço de opções. Em seguida, é adicionado a idéia de avaliação de projetos de investimentos em ativos reais, oriunda de artigos mais recentes, empregando o conceito de opção. No capitulo seguinte, as oportunidades sequenciais de troca de um ativo por outro ativo, representado por um fluxo de caixa, são avaliadas, a partir de um modelo com certo número de hipóteses, Carr (1988), obtendo-se algumas propriedades gerais. Incluem-se hipóteses sobre a distribuição dos preços dos ativos envolvidos nas opções de opções (opções sequenciais). No terceiro capitulo, expande-se o modelo para avaliação de uma sequência de gastos de investimentos, necessários ao desenvolvimento do projeto/montagem/operação de um ativo. No capítulo final, avalia-se o sinal teórico na compra de um imóvel em construção, comparando com o sinal realizado em lançamento imobiliário.

Um Modelo para Avaliação de Garantia de Recompra de Franquias, Fundamentado na Teoria das Opções Reais

o objetivo deste estudo é desenvolver um modelo avaliação fundamentado na teoria das opções reais, que permita avaliar a garantia de recomr~::. de franquias oferecida por alguns franqueadores. A metodologia das opções reais procura entender os métodos de avaliação de ativos financeiros a ativos não-financeiros, utilizando-~·;. principalmente, de metodologias amplamente conhecidas para o cálculo de opções financeiras, como a fórmula desenvolvida por Black-Scholes-Merton e o modelo de precificação 'Jinomial desenvolvido por Cox-Ross-Rubinstein. Nos processos de avaliação tradicionalmente realizados no contexto das finanças corporativas. as avaliações financeiras costurr:~lramente não incorporam variáveis econômico-financeiras com características de opções. bem como não valorizam a possibilidade de se pagar um prêmio para ter o direito de decidir. posteriormente, se a empresa deve ou não desenvolver um projeto ou realizar um investimento. O~tra situação, normalmente nào considerada pelas técnicas tradicionais de avaliação de negócios e de projetos, é o direito de abandonar um projeto; este direito de abandono é denominado opção de abandono. na temlinologia das opções reais. A metodologia das opções reais visa complementar os métodos tradicionais de avaliação de empresas e/ou de projetos, buscando identificar e precificar a obtençào de direitos de decidir ex poslJelclo. A metodologia das opções reais pode também ser aplicada à valorização do patrimônio líquido das empresas, aplicando o conceito de que o investidor se beneficia do fato de seu prejuízo limitar-se ao investimento já realizado, em caso de liquidação da empresa. podendo, por outro lado, beneficiar-se de uma possível valorização (lei infinitum do patrimônio líquido da empresa. A opção de abandono é tecnicamente uma opção de venda. podendo-se aplicar a metodologia das opções reais para situações em que o investidor poderá decidir. em algum tempo futuro. se lhe é mais conveniente continuar no seu negócio ou abandoná-lo conforme condições previamente estabelecidas. Esta assimetria de direitos, típica das oI': :.:s financeiras, é assim incorporada ao processo de valorização de empresas e de proJetos. ~;:-egando variáveis econômico-financeiras não consideradas pelos métodos tradicic:1ais .:.: avaliação que se haseiam, primordialmente, no cálculo do valor presente líquido dos :·.JXOS de caixa descontados. Este trabalho está estruturado em quatro capítulos: O Primeiro Capítulo trata da Introdução aos temas em estudo. cc:"'.tendo uma explicação da importância da Teoria das Opções Reais e de sua inserção no un:·,erso de metodologias de avaliação de projetos e de investimentos. A Teoria das Opções R~ais é associada ao contexto das relações existentes entre franqueadores e franqueados. mais especificamente, em relação à garantia de recompra que alguns franqueadores ofer~cem aos seus fi'anqueados; O Segundo Capítulo explica a Metodologia utilizada no desen\"oivimento deste estudo; O Terceiro Capítulo trata do Referencial Teórico, que explica. aIos princípios básicos da Teoria das Opções. mostrando as principais técnicas já desen\"ohtdas para o cálculo do valor justo de opções; b) os conceitos de avaliação de empresas C) a Teoria das Opções Reais; d) a interaçào entre estes conceitos; e e) os conceitos de franquia. O Quarto Capítulo desenvolve um Modelo de Garantia de Recompra, estabelecendo um referencial teórico-prático que identifica como esta situação comercial pode ser analisada sob a ótica da Teoria das Opções Reais. É descrito um caso prático. com sua solução específica através de diversas técnicas diferentes, mostrando as abordagens disponíveis na Teoria das Opções Reais; e, Ao final, apresentamos nossas conclusões.