Дмитрий Новиков
Дмитрий Новиков личный блог
08 апреля 2019, 10:42

Основы (дифуры Ито)

Был такой дядька. Киёси Ито. Работал в статистическом  управлении и писал книжки. Интернета тогда не было, поэтому он, как и Тимофей Мартынов, делал книжки из бумаги и писал в них ручками. Писал он о теории вероятности и стохастике, то есть про кроликов, и внимание. За эти работы он получил степень доктора философии. То есть, тут не столько вопрос в математике, сколько в философии.

Дифур это такой способ записи философской мысли. Когда вы рисуете каналы по лоу на графике, вы даже не задумываетесь, что это касательная, а значит производная функции цены от времени. Для записи мысли или идеи мы воспользуемся дифурами, а потом переведем их. В общем, их особо ни кто не решает. Берут справочник производных и вуаля.  dx/dt = α x => x(t) = x0 e^αt. Уравнение разряда конденсатора dx/dt.  У каждого уважающего опционщика такой справочник есть. Это греки опционов. Там дифур и его значение в обычной формуле, куда можно уже цифры подставить. И все.

Из предыдущего материала мы помним. dx = µ x dt + σ x δW. Мгновенное изменение цены=среднему изменению+размеру изменения*случайное изменение. Давайте этим философским языком пообщаемся. И легче всего это понять методом Кирилла Ильинского.

Мы не скажем про случайности, распределения, улыбки, логнормали. Будем, как нормальные люди, смотреть на цены. Купим колл, и продадим БА, получим стреддл. У нас получится профиль в виде параболы.

Основы (дифуры Ито)

Парабола у нас получилась, потому что x^2. Ну и теперь посмотрим, откуда у нас берется тетта. А тетта это изменение кола за время t. Тогда можно записать изменение цены кола dC/dt, С-колл. И вы помните, что в табличке этому выражению есть соответствующая формул. Теперь, цена БА S у нас начинает меняться, движемся вправо. Мы движемся по проекции параболы. И у нас возникает первая производная. Касательная к параболе в точке P/L. Помните, в школе через тангенс находили? И это производная наша дельта dC/dS (изменение цены кола от изменения цены БА). Если на величину этой дельты мы продадим еще актива, то начнем, как бы сначала (дельта0), и мы продадим. Еще нас интересует, как эта дельта меняется. А это вторая производная. И мы запишем d^2*C/d*S^2, что есть гамма и у нас есть ее перевод в обычную формулу. В то же время при движении вверх у рынка начинает меняться доходность. Актив начинают продавать и цена возвращается назад на цену «раз».  Цена вернулась, мы откупили, то, что продали, выровняли дельту, сделали денег.  Так как цена сходила вверх вниз, то мы возьмем только половину ее всего движений ½. Кроме того у нас происходило изменение цены на величину (разницу) delta (это не дельта опциона, а такой треугольник перед S, обозначение) deltaS. А так как изменение цены туда сюда, то это изменение deltaS^2 (возводим в квадрат). У нас получится dC/dt=1/2*( d^2*C/d*S^2)* deltaS^2. В этом месте мы должны определится. Что лучше 1000 рублей и дельта 100 или 500 рублей и дельта 100. Что вы будите анализировать цены или доходность. Поэтому мы запишем deltaS^2=S^2*процент изменения^2. Процент изменения назовем «σ», а ее квадрат дисперсией. Получили dC/dt=1/2*( d^2*C/d*S^2)* S^2* σ^2. И это и есть формула БШ. Так как мы сходили наверх там продали дорого, а вернувшись, купили дешево, то у нас есть гешефт и мы хотим зафиксировать прибыль. Так все хотят зафиксировать прибыль. Поэтому опционы продают, а когда продают, цена становится дешевле. Таким образом ваша тетта зависит не от времени до экспирации, а от того как ходит актив. Не от стакана и ликвидности, а от того, кому надо прибыль зафиксировать. Если бы цена не сходила туда сюда, опцион бы остался по той же цене.

Теперь берем табличку греков и подставляем. Тетта=1/2гамма*ценаБА^2*волатильность^2. Тетта это ваш доход. Давайте в этих же терминах обсудим без опционов. Конечно, если вы купили один фьючерс, поставили стоп лосс и тейк профит, то это несколько другое. Это как в игровой автомат бросил 15 копеек и проиграл. Там другой расчет. Я о том, что вы сделали позицию. 50% акций 50% облигаций. Дельта вашей позиции dD/dS, где D объем купленный акций, а S весь ваш капитал. Это может быть цена одной бумаги, или подобранного портфеля, но мы уже знаем, что меняться она будет как S^2* σ^2.  Поэтому, ваш доход dD/dt  будет равен S^2* σ^2 * 1/2 второй производной *( d^2*D/d*S^2)*0.5 и так как у нас 50% капитала задействовано, то наш весь капитал это ЦС.

Пишем решение. Приравняем к нулю  1/2Гамма* S^2* σ^2  — Тетта=0. Гамма, 1/2* N`(d1)/(S σT^0.5)* (S^2* σ^2). Сокращаем S и σ получаем тетту. И правда 0. Тогда наш доход D=тета. И если наша стратегия покупать на росте, продавать на падении, то тета отрицательная. D=-(S*N`(d1)*σ)/(2*T^0.5). Давайте время Т возьмем один год, а годовую IV волу 20%, капитал за 1 000. Получим (1/(2Пи)^0.5*1000*0.2*1)/2=-40 и это с минусом. Ну и понятно, откуда это взялось. Портфель ребалансируется, покупаем дорого, продаем дешево. Берем цифры, S=1000, вола 20%, время год, подставляем в калькулятор опционов и получаем, что наша премия 80. Куда 40 рублей делось, не знаю. Может кто расскажет?

ЗЫ Коль пошли такие сложности. Нужна визуализация. В следующий раз я сделаю файлик из эксель и мы построим график цены. Построим мы его из случайный чисел. И он будет полностью соответствовать движению настоящего БА. С уровнями, волнами, пробоями. Вы сможете на нем тренироваться не только в опционах, но и в обычном трейдинге. И там поговорим о случайностях.

Если интересно…

93 Комментария
  • Панкратов
    08 апреля 2019, 10:43
     Когда вы рисуете каналы по лоу на графике, вы даже не задумываетесь, что это касательная, а значит производная функции цены от времени.

    А там точно существует производная в точке касания?

    • ch5oh
      08 апреля 2019, 10:49

      Ruslan Pankratov, по идее, нет: броуновское движение недифференцируемо.

       

      =) Но все ТА-шники все равно проводят прямые линии через локальные экстремумы графика.

      • Мальчик buybuy
        08 апреля 2019, 11:26
        ch5oh, не, ну вы чего, мужики!

        Нет там производной. И производной Ито в природе не существует.
        Есть стохастический дифференциал. Что такое дифференциал для стохастического процесса с нигде не дифференцируемыми траекториями — легко можно представить — это значит, что малое приращение такого процесса будет похоже на другой, известный процесс (с медленно изменяющимися параметрами).

        Поэтому и стохастические дифуры записываются в терминах дифференциалов.

        С уважением
          • ch5oh
            08 апреля 2019, 13:09
            Дмитрий Новиков, нарушим, конечно. Но Вам можно.
          • Мальчик buybuy
            08 апреля 2019, 13:34
            Дмитрий Новиков, легко можем нарушить

            Просто если есть понимание, что такое стохастический дифференциал (я примерно написал выше), то формула Ито — вполне очевидное следствие из разложения функции в ряд Тейлора.

            Если же рассматривать формулу Ито как правило для дифференцирования — получаем сложную, громоздкую, непонятную конструкцию, в которой легко запутаться. К примеру — перепутать где- нибудь частную производную с обычной — и п"№; ец котенку...

            Я ничего Вам не навязываю, просто вычисления надо делать аккуратно. К примеру, все греки, кроме гаммы — первые производные, гамма — вторая. Так что работать с ними надо по-разному...

            С уважением
            • ch5oh
              08 апреля 2019, 15:32
              Мальчик Buybuy, кстати, построение стохастических уравнений по Ито мне показалось крайне надуманным и ограниченным. Настолько надуманным, что встает вопрос вообще о применимости всего этого аппарата к реальному рынку…
              • Мальчик buybuy
                08 апреля 2019, 15:36
                ch5oh, не, ну почему же

                Обобщенный винеровский процесс, у которого матожидание и дисперсия нестационарны, зависят как от цены, так и от времени.
                Нормальная такая модель в первом приближении.

                Не?
                • ch5oh
                  08 апреля 2019, 15:40
                  Мальчик Buybuy, не уверен в адекватности этой модели. Даже можно сказать "сомневаюсь".
                  • Мальчик buybuy
                    08 апреля 2019, 15:48
                    ch5oh, it's Ok

                    А как должна выглядеть адекватная модель? Хотя бы примерно

                    С уважением
                    • ch5oh
                      08 апреля 2019, 15:51
                      Мальчик Buybuy, =)
        • ch5oh
          08 апреля 2019, 13:11

          Дмитрий Новиков, мы уже раз 10 ездили по этой дискуссии. Все упирается в определение термина «случаен». Если Вы не можете предсказать в точности цену закрытия следующей минутки, значит, рынок случаен (для Вас). И тогда начинаются игры с распределением вероятности и т.д.

           

          И, кстати, из Вашего опроса следует, что 2/3 зала считают рынок случайным.

            • ch5oh
              08 апреля 2019, 15:19

              Дмитрий Новиков, не понял мысль про "распределение больше чем случайность"??? В каком смысле "больше"?


              Если Вы имеете в виду что Распределение Случайной Величины "априорно содержит дополнительную информацию о случайной величине" — согласен.

               

              Что оно неким образом ограничивает и структурирует возможную реализацию — согласен.

               

              Делает ли распределение Случайную Величину менее случайной??? Звучит как схоластика. Вроде бы делает (особенно гауссово распределение), а вроде бы и нет. Случайность же никуда не делась. В исследуемом процессе не появился дополнительный «детерминизм» просто от того, что мы тщательней изучили гистограмму эмпирического распределения.

                • ch5oh
                  08 апреля 2019, 15:30
                  Дмитрий Новиков, например?


                  Если мы не берем экзотику типа Коши, то у всех СВ есть первые 3-4 момента.


                  Какие такие загадочные «некоторые свойства» помимо этих Вы имеете в виду? =)
                    • ch5oh
                      08 апреля 2019, 15:43
                      Дмитрий Новиков, тоже думал, что мы это проехали. «Все эти моменты» появляются просто потому, что практически любое распределение имеет нетривиальные моменты. А вовсе не потому, что где-то там на балконе кто-то нестационарен.
                        • ch5oh
                          08 апреля 2019, 15:50

                          Дмитрий Новиков, чет не хочется делать +1/-1. Зачем? Изобретаем биномиальную модель???

                           

                          Лучше сделать N(mu, sigma) сразу.

                • ch5oh
                  08 апреля 2019, 15:38

                  Дмитрий Новиков, где именно «премия получилась в 2 раза больше»? Премия — это премия. Она в рублях. Тета — это первая производная. Она имеет размерность рубль/день. Сравнивать тету и цену и справшивать «почему?» — примерно как спрашивать "что слаще: громкое или зеленое?"

                    • ch5oh
                      08 апреля 2019, 15:48
                      Дмитрий Новиков, если мы взяли годовой опцион и взяли интервал времени год, то интеграл теты по времени в точности равен премии опциона в первый момент времени. Нет?


                      Вы дергаете с потолка какую-то формулу и… и дальше что? Вдруг спрашиваете «почему она некрасивая»? Я не знаю. Жизнь ее так сложилась. Может ли получиться красивым ребенок, которого рожали 3 мужика коллективно?.. =)
            • А. Г.
              08 апреля 2019, 15:41
              Дмитрий Новиков, распределение — частный случай вероятностного пространства, которое в свою очередь является человеческой моделью случайности. Как мы можем подходить к вероятностному пространству с «аршином»: больше-меньше, чем случайность?
          • А. Г.
            08 апреля 2019, 15:38
            ch5oh, если в любой момент времени (!) можно точно предсказать цену закрытия следующей минутки, то можно точно предсказать цену и через час, и через день, и через месяц, и через год и т.  д…
        • Мальчик buybuy
          08 апреля 2019, 13:40
          Дмитрий Новиков, сорри — я совсем запутался

          Если вола исчезает, то рынок — это просто функция времени.
          Если она еще и дифференцируемая, то ее прекрасно приближает последовательность сумм начальных членов ряда Тейлора.
          При желании можно и Фурье приплести.
          Зачем все эти греки то?

          С уважением
            • Мальчик buybuy
              08 апреля 2019, 14:09
              Дмитрий Новиков, вот-вот

              Без броуновского процесса с ненулевой дисперсией не будет динамики.
              А как только появляется dW — тут же выясняется, что дифференцировать надо аккуратно. Просто манипуляций с греками не хватит — нельзя отдельно дифференцировать по dt и по dW.

              Так что, даже без кружка, все равно давайте все вместе учиться считать правильно.

              С уважением
        • Мальчик buybuy
          08 апреля 2019, 13:43
          Дмитрий Новиков, все это пройдено 100500 раз

          Давным давно, еще в 1996 г. я пытался строить приближения рядом Тейлора ценовых рядов (в целях прогнозирования будущей цены).
          Идея проста — нет производной в непрерывной области, зато есть бесконечное число производных в дискретной области (если данные цены бесконечно доступны в прошлом).
          Составляем последовательность сумм начальных членов ряда Тейлора — вуаля — наблюдаем чушь полную и несусветную.

          С уважением
          • SergeyJu
            08 апреля 2019, 14:09
            Мальчик Buybuy, я пытался найти аппроксимацию цен в некотором временном окне из параметрического пространства полиномов. Хреновенько. Но если аппкоксимацмя полиномами не катит, о каких производных, о каком разложении в ряд тейлора  можно говорить? 
            • Мальчик buybuy
              08 апреля 2019, 14:11
              SergeyJu, не, ну формально то можно

              Есть производные (дискретные) любого порядка — есть аппроксимация.
              Полиномы для этого не обязательны — можно решить (линейное) уравнение для определения будущей цены, если известна первая и вторая производная (т.е. будущее на 1 шаг значение первой производной тоже примерно известно).

              Это не вполне ряд Тейлора, конечно, но близко.

              С уважением
              • SergeyJu
                08 апреля 2019, 15:01
                Мальчик Buybuy, производная — локальная характеристика, для многих процессов, типа цен, она не существует. В то же время, аппроксимация из параметрического ряда «хороших» функций (полиномы, вейвлеты, фурье и т. д. ) вполне себе существует. Даже для недифференцируемых функций. 
            • А. Г.
              08 апреля 2019, 15:55
              SergeyJu, полиномом n+1 степени можно точно аппроксимировать любые n точек. Только смысл?
              • SergeyJu
                08 апреля 2019, 16:02
                А. Г., не надо N+1 точек аппроксимировать, надо все точки сразу. То есть, число точек должно быть многократно избыточным. Постейшие примеры — выборочное среднее, или линейная аппроксимация, или кубические сплайны дефекта один. Или, из другого класса — фильтр нижних частот и преобразование Гильберта. 
                • А. Г.
                  08 апреля 2019, 16:11
                  SergeyJu, ну число точек цен у нас всегда конечно, а значит сможем аппроксимировать многочленом соответствующей степени.
                  • ch5oh
                    08 апреля 2019, 16:13
                    А. Г., =) а мы Вам свободу выбора степени полинома обрежем. Используем критерий AIC или BIC (или оба сразу).
                    • SergeyJu
                      08 апреля 2019, 16:24
                      ch5oh, идеологически — да, что-то вроде критерия Акаике. Только пожестче.
                    • А. Г.
                      08 апреля 2019, 16:35
                      ch5oh, зачем себя ограничивать? Возможности человеческого мозга безграничны 
                  • SergeyJu
                    08 апреля 2019, 16:21
                    А. Г., Вы же понимаете прекрасно, что так делать нельзя. Число подгоняемых параметров должно быть много меньше, чем число измерений.
                    • А. Г.
                      08 апреля 2019, 16:34
                      SergeyJu, понимаю, но в нейросетках столько параметров…
                      • SergeyJu
                        08 апреля 2019, 16:45
                        А. Г., я не торгую нейросети и ничего тут про них не писал. Вы знаете, что с RandomForest у нас прорыва не вышло. 
                        Впрочем, готов допустить, что RNN на рынке могут быть применены. Но не очень очевидным образом. При этом число параметров RNN должно быть много меньше, чем общий объем входных данных. 
            • Мальчик buybuy
              08 апреля 2019, 14:15
              Дмитрий Новиков, это да

              А как Вы хотите получить модель волы?
              Вывести для нее отдельный стохастический дифур?
              Меняется она весьма странно, на детерминированную функцию точно непохожа.

              С уважением
  • ch5oh
    08 апреля 2019, 10:53

    "Парабола параболическая"???

    Строго говоря, это гипербола с двумя наклонными асимптотами.

     

  • Александр Исаев
    08 апреля 2019, 10:56
    походу этот ито чёткий клавишь был
  • Rostislav Kudryashov
    08 апреля 2019, 11:55
    Ха-ха:"… он получил степень доктора философии. То есть, тут не столько вопрос в математике, сколько в философии."
    На Западе специалисты в естественных науках квалифицируютя по древней традиции (от греков) как натур-философы.
    Так что тут вопрос вовсе не в философии, но именно в математике.
    А вот с точки зрения более широкой, нежели математика, никакие естественно-научные методы не приемлемы к тем сферам человеческой деятельности, где не только существует свобода выбора, но сам характер этого выбора изменчив.
    В отличие от статистической физики, где частицы не обладают свободой выбора.
      • Сберегатель (Сэр Лонг)
        10 апреля 2019, 12:15
        Дмитрий Новиков, 

        Несмотря на название, в настоящее время степень не имеет никакого практического отношения к философии (только историческое) и присуждается почти во всех научных областях, например: доктор философии по литературе или доктор философии по физике.

        Такое положение связано с традициями, восходящими к временам средневековых университетов, стандартная структура которых обычно предполагала наличие факультетов философии, юриспруденции, теологии и медицины. Поэтому помимо степени доктора философии существуют и ограниченный ряд других докторских степеней того же ранга; врачам присуждается степень доктор медицины, юристам — доктор права, богословам — доктор богословия, а всем остальным — доктор философии.

        ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%BE%D0%BA%D1%82%D0%BE%D1%80_%D1%84%D0%B8%D0%BB%D0%BE%D1%81%D0%BE%D1%84%D0%B8%D0%B8
    • ch5oh
      08 апреля 2019, 13:15
      Rostislav Kudryashov, Вы удивитесь как быстро пропадает «свобода воли» и «свобода выбора» с увеличением размера «свободовольной толпы».
      • SergeyJu
        08 апреля 2019, 14:05
        ch5oh, толпа на рынке не вполне толпа. Это толпа и полтора столпа. Думаю, что распределение капиталов паретообразное, поэтому толпу время от времени смывает цунами.
        • ch5oh
          08 апреля 2019, 15:28

          SergeyJu, в комменте скорее пояснял Ростиславу, что наличие свободы воли у участников исследования очень мало ограничивает применимость математики. Сейчас вон нобелевки сплошь и рядом дают за формальное описание как этих самых «свободных людей» надо ставить в стойло и извлекать из них деньги мирным и законным путем. С полной иллюзией, что потребители сделали «свободный и осознанный выбор». =)

  • Dmitryy
    08 апреля 2019, 13:03
    Спасибо, это очень интересно. Меня правда заставляет изучать кучу еще не изведанного, но это хорошо. Будем ждать табличек.

  • А. Г.
    08 апреля 2019, 16:20
    А чего «огород городить» со стохастическим дифференцированием? Предполагаем, что  изменение логарифма цены за t тактов имеет нормальное распределение со средним нуль и дисперсией сигма. Выводим «справедливую цену» опциона как  средний выигрыш покупателя равен безрисковой ставке, а средний проигрыш продавца — ей же. В формуле безрисковой ставки (1+r)t заменяем на ert и получаем бесконечно дифференцируемую по t,r, сигма (не стохастически, а обычно) функцию, названную формулой Блэка-Шоулза. Зачем нам dW?
      • А. Г.
        08 апреля 2019, 16:58
        Дмитрий Новиков, причем здесь «цена продавца» и «цена покупателя», если речь идет о «справедливой цене», которая точно определена в условии? А если сигму обнулить, то только r и t останутся.
          • А. Г.
            08 апреля 2019, 17:05
            Дмитрий Новиков, «вола», она же сигма — это СКО приращения логарифма цены.  Причем здесь тики, которые точно не логнормальны и вообще являются реализацией с. в.?
              • А. Г.
                08 апреля 2019, 19:34
                Дмитрий Новиков, приращение, только какое отношение реализация случайной величины имеет к параметрам случайной величины?
                  • А. Г.
                    08 апреля 2019, 23:09
                    Дмитрий Новиков, точный параметр случайной величины может быть подсчитан только при известной функции распределения. А вопрос стоял о случайности приращений цен тех же акций, т. е. невозможности  точного прогноза даже их знака в будущем в любой (!) момент времени в настоящем. 
                      • А. Г.
                        08 апреля 2019, 23:39
                        Дмитрий Новиков, откуда мы знаем функцию распределения?
                          • А. Г.
                            08 апреля 2019, 23:46
                            Дмитрий Новиков,  строя распределение по выборке, мы можем построить только выборочно распределение. Но что делать, если оно не похоже ни на одно безгранично делимое? Ведь в этом случае мы не можем его стохастически дифферинцировать по t.
                              • А. Г.
                                09 апреля 2019, 00:46
                                Дмитрий Новиков,  да кучу разниц найду на разных отрезках по 100 дней. 
                                  • А. Г.
                                    09 апреля 2019, 01:11
                                    Дмитрий Новиков, да там даже средние будут отличаться. Возьмите 2008-й и 2009-й.
                                      • А. Г.
                                        09 апреля 2019, 08:45
                                        Дмитрий Новиков,  нестационарной среднее влияет на цену опциона, потому  что его пытаются «загнать» в волу при расчёте этой цены и тем самым допускают ошибку. 
                        • ch5oh
                          08 апреля 2019, 23:44
                          А. Г., Дмитрию очевидно, что это нормальное распределение.
                            • ch5oh
                              08 апреля 2019, 23:56

                              Дмитрий Новиков, =) ну, уж мы-то с Вами точно знаем, что надо смотреть именно приращение логарифмов. И даже недавние провокации Бориса нас не смогли поколебать.

                               

                              А дальше мы расходимся разными тропами. Вы — в сверкающий мир блаженной лог-нормальности. =)

                          • А. Г.
                            09 апреля 2019, 00:48
                            ch5oh, не просто нормальное, но ещё и стационарное.
                            • ch5oh
                              09 апреля 2019, 01:23
                              А. Г., да, точно. Мы же как те богатыри расходимся по трем разным дорогам.
                              Меня несет в темный лес ненормальных распределений на верную погибель. Вас — в нестационарную нормальность. Видимо, за богатством. А Дмитрия — в царские чертоги стационарного нормального распределения. К прекрасной невесте. =) или красоту не предлагали в комплекте?..
                              • А. Г.
                                09 апреля 2019, 08:47
                                ch5oh, нестационарная нормальность ведёт к обобщенным гиперболическим распределениям, которые тоже не нормальны, да к тому же ещё и не безгранично делимы. Т. е. сигма*dW от них в модели не получишь. Точнее вторая величина не приведёт к линейности по t. 
  • Dmitryy
    09 апреля 2019, 23:20
    Несколько раз перечитывал ваш топик, так называемые основы Ито, и так и не понял, при чем тут собственно Ито? Начал читать о лемме Ито, пришлось прочесть не мало литературы, чтобы понять, что я не понял в этом топике, но в итоге я так и не понял, где тут Ито? :)

    Вы привели красивый пример дельта-хеджа, а Ито, насколько я понимаю, применяется для моделирования стахостических процессов. По сути используется броуновское движение, но т.к. оно не дифференцируется, меняем dWt^2 на dt и получаем процесс Ито, который уже дифференцируется.
  • Сберегатель (Сэр Лонг)
    10 апреля 2019, 10:50
    вы криптовалютчики совсем уже задрали своими формулами
    гнать вас надо с лаба
      • Сберегатель (Сэр Лонг)
        10 апреля 2019, 12:02
        Дмитрий Новиков, у нас ничё по формулам не торгуется
        ибо инсайдеры сильны
        и законодатели
        и жулики

Активные форумы
Что сейчас обсуждают

Старый дизайн
Старый
дизайн