Convergenza di martingale

In questo lavoro di tesi sono stati presentati alcuni concetti sulla teoria delle martingale, un processo stocastico dipendente dal tempo. Nel primo capitolo si studiano le prime proprietà delle martingale, ponendo particolare attenzione per il valore atteso condizionato. Nel secondo capitolo si analizza la convergenza delle martingale negli spazi L^p e nel caso particolare dello spazio L^1, richiamando alcuni importanti teoremi di convergenza di Doob. Infine è stata studiata un'applicazione delle martingale alla Finanza Matematica: i moti browniani.

Disuguaglianza di Doob e traiettorie di martingale

In questa tesi abbiamo dimostrato la Disuguaglianza di Doob in L^p per sub-martingale discrete, utilizzando un metodo moderno, che consiste nel ricavarla come conseguenza dell'elementare controparte deterministica applicata a traiettorie di martingale. Abbiamo inoltre fornito un'interpretazione finanziaria in termini di super-replicazione indipendente dal modello per un'opzione esotica.

Disuguaglianza puntuale di Doob

In questa tesi si dimostra la disuguaglianza puntuale di Doob e si spiega perché è importante nell'ambito della finanza matematica

Martingálmértékek és a várható diszkontált jelenérték szabály (Martingale measures and the law of the discounted present value)

A dolgozatban a legegyszerűbb kérdést feszegetjük: Hogyan kell az árakat meghatározni véletlen jövőbeli kifizetések esetén. A tárgyalás némiképpen absztrakt, de a funkcionálanalízis néhány közismert tételén kívül semmilyen más mélyebb matematikai területre nem kell hivatkozni. A dolgozat kérdése, hogy miként indokolható a várható jelenérték szabálya, vagyis hogy minden jövőbeli kifizetés jelen időpontban érvényes ára a jövőbeli kifizetés diszkontált várható értéke. A dologban az egyetlen csavar az, hogy a várható értékhez tartozó valószínűségi mértékről nem tudunk semmit. Csak annyit tudunk, hogy létezik a matematikai pénzügyek legtöbbet hivatkozott fogalma, a misztikus Q mérték. A dolgozat megírásának legfontosabb indoka az volt, hogy megpróbáltam kiiktatni a megengedett portfólió fogalmát a származtatott termékek árazásának elméletéből. Miként közismert, a származtatott termékek árazásának elmélete a fedezés fogalmára épül. (...) ____ In the article the author discusses some problems of the existence of the martingale measure. In continuous time models one should restrict the set of self financing portfolios and introduce the concept of the admissible portfolios. But to define the admissible portfolios one should either define them under the martingale measure or to turn the set of admissible portfolios to a cone which makes the interpretation of the pricing formula difficult.

Residuals for log-Burr XII regression models in survival analysis

In this paper, we compare three residuals to assess departures from the error assumptions as well as to detect outlying observations in log-Burr XII regression models with censored observations. These residuals can also be used for the log-logistic regression model, which is a special case of the log-Burr XII regression model. For different parameter settings, sample sizes and censoring percentages, various simulation studies are performed and the empirical distribution of each residual is displayed and compared with the standard normal distribution. These studies suggest that the residual analysis usually performed in normal linear regression models can be straightforwardly extended to the modified martingale-type residual in log-Burr XII regression models with censored data.

A log-extended Weibull regression model

A bathtub-shaped failure rate function is very useful in survival analysis and reliability studies. The well-known lifetime distributions do not have this property. For the first time, we propose a location-scale regression model based on the logarithm of an extended Weibull distribution which has the ability to deal with bathtub-shaped failure rate functions. We use the method of maximum likelihood to estimate the model parameters and some inferential procedures are presented. We reanalyze a real data set under the new model and the log-modified Weibull regression model. We perform a model check based on martingale-type residuals and generated envelopes and the statistics AIC and BIC to select appropriate models. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Log-modified Weibull regression models with censored data: Sensitivity and residual analysis

This paper proposes a regression model considering the modified Weibull distribution. This distribution can be used to model bathtub-shaped failure rate functions. Assuming censored data, we consider maximum likelihood and Jackknife estimators for the parameters of the model. We derive the appropriate matrices for assessing local influence on the parameter estimates under different perturbation schemes and we also present some ways to perform global influence. Besides, for different parameter settings, sample sizes and censoring percentages, various simulations are performed and the empirical distribution of the modified deviance residual is displayed and compared with the standard normal distribution. These studies suggest that the residual analysis usually performed in normal linear regression models can be straightforwardly extended for a martingale-type residual in log-modified Weibull regression models with censored data. Finally, we analyze a real data set under log-modified Weibull regression models. A diagnostic analysis and a model checking based on the modified deviance residual are performed to select appropriate models. (c) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

A Log-Linear Regression Model for the Beta-Weibull Distribution

We introduce the log-beta Weibull regression model based on the beta Weibull distribution (Famoye et al., 2005; Lee et al., 2007). We derive expansions for the moment generating function which do not depend on complicated functions. The new regression model represents a parametric family of models that includes as sub-models several widely known regression models that can be applied to censored survival data. We employ a frequentist analysis, a jackknife estimator, and a parametric bootstrap for the parameters of the proposed model. We derive the appropriate matrices for assessing local influences on the parameter estimates under different perturbation schemes and present some ways to assess global influences. Further, for different parameter settings, sample sizes, and censoring percentages, several simulations are performed. In addition, the empirical distribution of some modified residuals are displayed and compared with the standard normal distribution. These studies suggest that the residual analysis usually performed in normal linear regression models can be extended to a modified deviance residual in the proposed regression model applied to censored data. We define martingale and deviance residuals to evaluate the model assumptions. The extended regression model is very useful for the analysis of real data and could give more realistic fits than other special regression models.

A spectral-based cusum test of evolutionary change

We develop a test of evolutionary change that incorporates a null hypothesis of homogeneity, which encompasses time invariance in the variance and autocovariance structure of residuals from estimated econometric relationships. The test framework is based on examining whether shifts in spectral decomposition between two frames of data are significant. Rejection of the null hypothesis will point not only to weak nonstationarity but to shifts in the structure of the second-order moments of the limiting distribution of the random process. This would indicate that the second-order properties of any underlying attractor set has changed in a statistically significant way, pointing to the presence of evolutionary change. A demonstration of the test's applicability to a real-world macroeconomic problem is accomplished by applying the test to the Australian Building Society Deposits (ABSD) model.

Sobrevida e fatores prognósticos de pacientes com câncer de próstata clinicamente localizado

OBJETIVO: Estimar a sobrevida e os fatores prognósticos clínicos (pré-tratamento) de pacientes com adenocarcinoma de próstata localizado. MÉTODOS: Coorte hospitalar composta por 258 pacientes do Instituto Nacional de Câncer, Rio de Janeiro, RJ, de 1990 a 1999. As funções de sobrevida em cinco e dez anos foram calculadas empregando-se o estimador de Kaplan-Meier, tomando-se como início da observação a data do diagnóstico histológico e como eventos os óbitos por câncer de próstata. Para avaliação dos fatores prognósticos pré-tratamento foram calculadas hazard ratios (HR) e intervalos com 95% de confiança, seguindo-se o modelo de riscos proporcionais de Cox. O pressuposto desses riscos foi avaliado pela análise dos resíduos de Schoenfeld e a influência de valores aberrantes pelos resíduos martingale e escore. RESULTADOS: Dos 258 pacientes estudados, 46 foram a óbito durante o período de seguimento.A sobrevida específica por câncer de próstata foi de 88% em cinco anos e de 71% em dez. A classificação de Gleason maior que 6, PSA maior que 40ng/ml, estádio B2 e cor da pele branca foram marcadores independentes de pior prognóstico. CONCLUSÕES: A classificação de Gleason, o toque retal e o valor do PSA possuem grande poder preditivo e devem ser utilizados na estratificação de risco pré-tratamento dos pacientes com câncer de próstata localizado.

Memória de longo prazo nos retornos acionistas dos índices de referência da euronext, implicações para a hipótese de mercados eficientes e contributo fractal para aperfeiçoamento do capital asset pricing model

Não existe uma definição única de processo de memória de longo prazo. Esse processo é geralmente definido como uma série que possui um correlograma decaindo lentamente ou um espectro infinito de frequência zero. Também se refere que uma série com tal propriedade é caracterizada pela dependência a longo prazo e por não periódicos ciclos longos, ou que essa característica descreve a estrutura de correlação de uma série de longos desfasamentos ou que é convencionalmente expressa em termos do declínio da lei-potência da função auto-covariância. O interesse crescente da investigação internacional no aprofundamento do tema é justificado pela procura de um melhor entendimento da natureza dinâmica das séries temporais dos preços dos ativos financeiros. Em primeiro lugar, a falta de consistência entre os resultados reclama novos estudos e a utilização de várias metodologias complementares. Em segundo lugar, a confirmação de processos de memória longa tem implicações relevantes ao nível da (1) modelação teórica e econométrica (i.e., dos modelos martingale de preços e das regras técnicas de negociação), (2) dos testes estatísticos aos modelos de equilíbrio e avaliação, (3) das decisões ótimas de consumo / poupança e de portefólio e (4) da medição de eficiência e racionalidade. Em terceiro lugar, ainda permanecem questões científicas empíricas sobre a identificação do modelo geral teórico de mercado mais adequado para modelar a difusão das séries. Em quarto lugar, aos reguladores e gestores de risco importa saber se existem mercados persistentes e, por isso, ineficientes, que, portanto, possam produzir retornos anormais. O objetivo do trabalho de investigação da dissertação é duplo. Por um lado, pretende proporcionar conhecimento adicional para o debate da memória de longo prazo, debruçando-se sobre o comportamento das séries diárias de retornos dos principais índices acionistas da EURONEXT. Por outro lado, pretende contribuir para o aperfeiçoamento do capital asset pricing model CAPM, considerando uma medida de risco alternativa capaz de ultrapassar os constrangimentos da hipótese de mercado eficiente EMH na presença de séries financeiras com processos sem incrementos independentes e identicamente distribuídos (i.i.d.). O estudo empírico indica a possibilidade de utilização alternativa das obrigações do tesouro (OT’s) com maturidade de longo prazo no cálculo dos retornos do mercado, dado que o seu comportamento nos mercados de dívida soberana reflete a confiança dos investidores nas condições financeiras dos Estados e mede a forma como avaliam as respetiva economias com base no desempenho da generalidade dos seus ativos. Embora o modelo de difusão de preços definido pelo movimento Browniano geométrico gBm alegue proporcionar um bom ajustamento das séries temporais financeiras, os seus pressupostos de normalidade, estacionariedade e independência das inovações residuais são adulterados pelos dados empíricos analisados. Por isso, na procura de evidências sobre a propriedade de memória longa nos mercados recorre-se à rescaled-range analysis R/S e à detrended fluctuation analysis DFA, sob abordagem do movimento Browniano fracionário fBm, para estimar o expoente Hurst H em relação às séries de dados completas e para calcular o expoente Hurst “local” H t em janelas móveis. Complementarmente, são realizados testes estatísticos de hipóteses através do rescaled-range tests R/S , do modified rescaled-range test M - R/S e do fractional differencing test GPH. Em termos de uma conclusão única a partir de todos os métodos sobre a natureza da dependência para o mercado acionista em geral, os resultados empíricos são inconclusivos. Isso quer dizer que o grau de memória de longo prazo e, assim, qualquer classificação, depende de cada mercado particular. No entanto, os resultados gerais maioritariamente positivos suportam a presença de memória longa, sob a forma de persistência, nos retornos acionistas da Bélgica, Holanda e Portugal. Isto sugere que estes mercados estão mais sujeitos a maior previsibilidade (“efeito José”), mas também a tendências que podem ser inesperadamente interrompidas por descontinuidades (“efeito Noé”), e, por isso, tendem a ser mais arriscados para negociar. Apesar da evidência de dinâmica fractal ter suporte estatístico fraco, em sintonia com a maior parte dos estudos internacionais, refuta a hipótese de passeio aleatório com incrementos i.i.d., que é a base da EMH na sua forma fraca. Atendendo a isso, propõem-se contributos para aperfeiçoamento do CAPM, através da proposta de uma nova fractal capital market line FCML e de uma nova fractal security market line FSML. A nova proposta sugere que o elemento de risco (para o mercado e para um ativo) seja dado pelo expoente H de Hurst para desfasamentos de longo prazo dos retornos acionistas. O expoente H mede o grau de memória de longo prazo nos índices acionistas, quer quando as séries de retornos seguem um processo i.i.d. não correlacionado, descrito pelo gBm(em que H = 0,5 , confirmando- se a EMH e adequando-se o CAPM), quer quando seguem um processo com dependência estatística, descrito pelo fBm(em que H é diferente de 0,5, rejeitando-se a EMH e desadequando-se o CAPM). A vantagem da FCML e da FSML é que a medida de memória de longo prazo, definida por H, é a referência adequada para traduzir o risco em modelos que possam ser aplicados a séries de dados que sigam processos i.i.d. e processos com dependência não linear. Então, estas formulações contemplam a EMH como um caso particular possível.

Optimal Martingales and American Option Pricing

Pricing American options is an interesting research topic since there is no analytical solution to value these derivatives. Different numerical methods have been proposed in the literature with some, if not all, either limited to a specific payoff or not applicable to multidimensional cases. Applications of Monte Carlo methods to price American options is a relatively new area that started with Longstaff and Schwartz (2001). Since then, few variations of that methodology have been proposed. The general conclusion is that Monte Carlo estimators tend to underestimate the true option price. The present paper follows Glasserman and Yu (2004b) and proposes a novel Monte Carlo approach, based on designing "optimal martingales" to determine stopping times. We show that our martingale approach can also be used to compute the dual as described in Rogers (2002).

The daily market for funds in Europe: Mathematical appendix

This paper includes the derivations of the main expressions in the paper ``The Daily Market for Funds in Europe: Has Something Changed With the EMU?'' by G. Pérez Quirós and H. Rodríguez Mendizábal.

The daily market for funds in Europe: Has something changed with the EMU?

This paper presents evidence that the existence of deposit and lending facilities combined with an averaging provision for the reserve requirement are powerful tools to stabilize the overnight rate. We reach this conclusion by comparing the behavior of this rate in Germany before and after thestart of Stage III of the EMU. The analysis of the German experience is useful because it allows us to isolate the effects on the overnight rate of these particular instruments of monetary policy. To show that this outcome is a general conclusion and not a particular result of the German market, we develop a theoretical model of reserve management which isable to reproduce our empirical findings.