σμimplied vol · KKmax(S−K,0)udβρᵢⱼfat tailsPnL · drawdownyield · TdSₜ = μSₜ dt + σSₜ dWₜC = S·N(d₁) − K·e⁻ʳᵀ·N(d₂)σₚ² = wᵀΣwd₁ = [ln(S/K) + (r + σ²⁄2)T] ⁄ σ√T∂V/∂t + ½σ²S²·∂²V/∂S² + rS·∂V/∂S − rV = 0Sharpe = (Rₚ − R_f) ⁄ σₚVaR₉₉ = μ − 2.33σρ = Cov(X,Y) ⁄ σₓσᵧE[Rₚ] = Σ wᵢ·E[Rᵢ]φ(x) = e^(−x²/2) ⁄ √2πE[Rᵢ] = R_f + βᵢ(E[Rₘ] − R_f)dXₜ = θ(μ − Xₜ)dt + σ dWₜσ²ₜ = ω + α·ε²ₜ₋₁ + β·σ²ₜ₋₁C − P = S − K·e⁻ʳᵀΔ = ∂V/∂S Γ = ∂²V/∂S²p = (e^(rΔt) − d) ⁄ (u − d)rₜ = ln(Pₜ ⁄ Pₜ₋₁)E[Xₜ₊₁ | ℱₜ] = Xₜf* = (bp − q) ⁄ bz = (x − μ) ⁄ σP(N=k) = λᵏe^(−λ) ⁄ k!Θ = −∂V/∂Tν = S·φ(d₁)·√Tmin wᵀΣw s.t. wᵀμ = μ*∫Σ∂∞λ
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σμimplied vol · KKmax(S−K,0)udβρᵢⱼfat tailsPnL · drawdownyield · TdSₜ = μSₜ dt + σSₜ dWₜC = S·N(d₁) − K·e⁻ʳᵀ·N(d₂)σₚ² = wᵀΣwd₁ = [ln(S/K) + (r + σ²⁄2)T] ⁄ σ√T∂V/∂t + ½σ²S²·∂²V/∂S² + rS·∂V/∂S − rV = 0Sharpe = (Rₚ − R_f) ⁄ σₚVaR₉₉ = μ − 2.33σρ = Cov(X,Y) ⁄ σₓσᵧE[Rₚ] = Σ wᵢ·E[Rᵢ]φ(x) = e^(−x²/2) ⁄ √2πE[Rᵢ] = R_f + βᵢ(E[Rₘ] − R_f)dXₜ = θ(μ − Xₜ)dt + σ dWₜσ²ₜ = ω + α·ε²ₜ₋₁ + β·σ²ₜ₋₁C − P = S − K·e⁻ʳᵀΔ = ∂V/∂S Γ = ∂²V/∂S²p = (e^(rΔt) − d) ⁄ (u − d)rₜ = ln(Pₜ ⁄ Pₜ₋₁)E[Xₜ₊₁ | ℱₜ] = Xₜf* = (bp − q) ⁄ bz = (x − μ) ⁄ σP(N=k) = λᵏe^(−λ) ⁄ k!Θ = −∂V/∂Tν = S·φ(d₁)·√Tmin wᵀΣw s.t. wᵀμ = μ*∫Σ∂∞λ
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Probability スキル›モジュール 5 · 依存関係と実際のテール›トピック 5.2·~1 時間上級

同時分布とコピュラ

スキル上の位置モジュール 5/5 · トピック 2/3
5.2 同時分布とコピュラ
—ラボスコア— / 100合計XP—連続日数—

複数の変数を同時に扱う

同時分布は組 (X,Y)(X,Y)(X,Y) に確率を割り当てます。一方の変数について足し合わせると、他方の周辺分布が得られます。同時確率がつねに周辺確率の積 P(X=x,Y=y)=P(X=x)P(Y=y)P(X=x,Y=y)=P(X=x)P(Y=y)P(X=x,Y=y)=P(X=x)P(Y=y) になるとき、またそのときに限り XXX と YYY は独立です。そうでなければ従属で、前のトピックの共分散と相関は、その依存関係の線形な部分を1つの数にまとめたものです。

F(x,y)=C(FX(x),FY(y)),C:[0,1]2→[0,1]F(x,y)=C\big(F_X(x),F_Y(y)\big),\qquad C:[0,1]^{2}\to[0,1]F(x,y)=C(FX​(x),FY​(y)),C:[0,1]2→[0,1](1)

相関は、依存関係が線形でない場合や、テールで最も強い場合には不十分な要約です。コピュラ CCC は同時分布の2つの要素を分けます。周辺分布 FX,FYF_X,F_YFX​,FY​ は各変数が単独でどう振る舞うかを、コピュラ(一様な変数の同時分布)は両者がどう一緒に動くかを表します(スクラーの定理)。ガウス・コピュラは、相関がどれだけ高くてもテール依存を持ちません。一方の極端な動きが、極限では他方の極端な動きを起こりやすくしないのです。スチューデントtコピュラはテール依存を持つため、一緒に暴落する資産に好まれます。

同時分布表XXX と YYY を2つの株式で損失が出たかどうかの0/1指標とし、同時確率を P(0,0)=0.5P(0,0)=0.5P(0,0)=0.5、P(0,1)=0.1P(0,1)=0.1P(0,1)=0.1、P(1,0)=0.1P(1,0)=0.1P(1,0)=0.1、P(1,1)=0.3P(1,1)=0.3P(1,1)=0.3 とします。周辺確率は P(X=1)=P(Y=1)=0.4P(X=1)=P(Y=1)=0.4P(X=1)=P(Y=1)=0.4 です。独立なら P(1,1)=0.4⋅0.4=0.16P(1,1)=0.4\cdot0.4=0.16P(1,1)=0.4⋅0.4=0.16 のはずですが実際は 0.30.30.3 なので、2つの株は偶然より頻繁に一緒に損をします。Cov⁡=E[XY]−E[X]E[Y]=0.3−0.16=0.14\operatorname{Cov}=E[XY]-E[X]E[Y]=0.3-0.16=0.14Cov=E[XY]−E[X]E[Y]=0.3−0.16=0.14、それぞれの分散は 0.4⋅0.6=0.240.4\cdot0.6=0.240.4⋅0.6=0.24 なので、相関は 0.14/0.24≈0.5830.14/0.24\approx0.5830.14/0.24≈0.583 です。
  • 周辺分布は同時分布を足し合わせて得る。独立は同時分布が周辺分布の積になること。
  • コピュラ:周辺分布を除いた後に残る依存構造(スクラー)。
  • テール依存:ガウス・コピュラにはなく、スチューデントtコピュラにはある。
2008年の危機の背後にあったコピュラ2008年以前、多くのクレジット・デリバティブの価格付けは、相関を1つの数で表すガウス・コピュラを使っていました。これは、危機での同時デフォルトが実際よりずっとまれになるという含意を持っていました。キャリブレーションした相関では、欠けているテール依存を補えません。リスクのために依存関係をモデル化するときは、モデルが極端な損失を同時に何度生むかを調べ、過去と比べてください。

ラボ:採点される内容

  • 周辺確率10点
  • 共分散15点
  • 相関15点
  • 独立か10点
  • コピュラに関する事実15点
  • ガウス・コピュラによるシミュレーション15点
  • 低い相関、同時暴落20点
0/ 7問回答済み
問題
1数値で答える10点未回答

X と Y を2つの株式の損失を表す0/1指標とし、P(0,0)=0.5、P(0,1)=0.1、P(1,0)=0.1、P(1,1)=0.3 とします。周辺確率 P(X=1) を求めてください。

P(X=1)=P(X=1) =P(X=1)=許容:± 0.001
2数値で答える15点未回答

X と Y を2つの株式の損失を表す0/1指標とし、P(0,0)=0.5、P(0,1)=0.1、P(1,0)=0.1、P(1,1)=0.3 とします。Cov(X,Y) = E[XY] - E[X]E[Y] を計算してください。

Cov⁡=\operatorname{Cov} =Cov=許容:± 0.002
3数値で答える15点未回答

X と Y を2つの株式の損失を表す0/1指標とし、P(0,0)=0.5、P(0,1)=0.1、P(1,0)=0.1、P(1,1)=0.3 とします。X と Y の分散はそれぞれ 0.24 です。相関を小数第3位まで求めてください。

ρ=\rho =ρ=許容:± 0.002
4選択10点未回答

X と Y を2つの株式の損失を表す0/1指標とし、P(0,0)=0.5、P(0,1)=0.1、P(1,0)=0.1、P(1,1)=0.3 とします。X と Y は独立ですか。

5選択15点未回答

正しい記述をすべて選んでください。

6手順を並べ替える15点未回答

ガウス・コピュラで相関のあるリターンをシミュレートする手順を正しい順に並べてください。

ドラッグして並べ替えます。または項目にフォーカスし、スペースで持ち上げ、矢印キーで移動、スペースで置きます。

  1. 1相関のある各正規変数に正規CDFを適用して一様変数を得る
  2. 2独立な標準正規乱数を引く
  3. 3各資産の逆CDFを一様変数に適用してリターンを得る
  4. 4相関行列のコレスキー因子を掛けて相関をつける
7言葉で説明する20点未回答

相関が低い2資産が、それでも一緒に暴落しうる仕組みを2文で説明してください。

数学モードキーボードまたは LaTeX で入力問題1/7 · Ctrl ⏎ で確認

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