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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Stochastic Calculus スキル›モジュール 5 · シミュレーションと実践›トピック 5.1·~55 分上級

オイラー・丸山法とミルシュタイン法

スキル上の位置モジュール 5/5 · トピック 1/2
5.1 オイラー・丸山法とミルシュタイン法
—ラボスコア— / 100合計XP—連続日数—

確率方程式をシミュレートする

多くの確率方程式は解の公式を持たないので、シミュレーションします。時間を大きさ hhh のステップに区切ります。オイラー・丸山法は、状態を1ステップ分のドリフトと、ボラティリティ×ランダムな一歩 ΔW\Delta WΔW(平均 000、分散 hhh の正規分布の数)だけ動かします。dX=a(X) dt+b(X) dWdX=a(X)\,dt+b(X)\,dWdX=a(X)dt+b(X)dW なら Xn+1=Xn+a(Xn) h+b(Xn) ΔWX_{n+1}=X_n+a(X_n)\,h+b(X_n)\,\Delta WXn+1​=Xn​+a(Xn​)h+b(Xn​)ΔW です。最も単純な規則で、オイラー法の確率版です。

Xn+1=Xn+a(Xn) h+b(Xn) ΔWX_{n+1}=X_n+a(X_n)\,h+b(X_n)\,\Delta WXn+1​=Xn​+a(Xn​)h+b(Xn​)ΔW(1)

ミルシュタイン法は項を1つ加えます:12 b b′(ΔW2−h)\tfrac12\,b\,b'(\Delta W^{2}-h)21​bb′(ΔW2−h)。これは二次変動から来る項で、オイラー法が無視する誤差の部分を直します。幾何ブラウン運動では b=σxb=\sigma xb=σx なので b b′=σ2xb\,b'=\sigma^{2}xbb′=σ2x です。手法の精度はどうでしょうか。強い誤差は各シミュレーション経路が真の経路にどれだけ近いかを測り、オイラー法は次数 12\tfrac1221​(誤差は h\sqrt hh​ のように縮む)、ミルシュタイン法は次数 111(hhh のように縮む)です。弱い誤差はオプション価格のような平均の近さを測り、どちらも次数 111 です。そのためヨーロピアン・オプションの価格付けなら、多数の経路でオイラー法を使えば通常は十分です。ヘッジの検証や経路依存の商品ではミルシュタイン法が役立ちます。

Xn+1=Xn+a h+b ΔW+12 b b′ (ΔW2−h)X_{n+1}=X_n+a\,h+b\,\Delta W+\tfrac12\,b\,b'\,(\Delta W^{2}-h)Xn+1​=Xn​+ah+bΔW+21​bb′(ΔW2−h)(2)
1ステップ、3つの答えx=100x=100x=100、μ=0.05\mu=0.05μ=0.05、σ=0.2\sigma=0.2σ=0.2、h=0.01h=0.01h=0.01 で、引いた値を ΔW=0.2\Delta W=0.2ΔW=0.2 とします。オイラー法は 100+0.05+4=104.05100+0.05+4=104.05100+0.05+4=104.05。ミルシュタイン法は 12×0.04×100×(0.04−0.01)=0.06\tfrac12\times0.04\times100\times(0.04-0.01)=0.0621​×0.04×100×(0.04−0.01)=0.06 を加えて 104.11104.11104.11 になります。幾何ブラウン運動の厳密解は 100 e(0.05−0.02)×0.01+0.2×0.2=104.1123100\,e^{(0.05-0.02)\times0.01+0.2\times0.2}=104.1123100e(0.05−0.02)×0.01+0.2×0.2=104.1123 で、ミルシュタイン法のほうがずっと近くなります。
  • オイラー・丸山法:1ステップ分のドリフトに、ボラティリティ×正規の一歩を加える。強次数は 12\tfrac1221​。
  • ミルシュタイン法:12 b b′(ΔW2−h)\tfrac12\,b\,b'(\Delta W^{2}-h)21​bb′(ΔW2−h) を加えて強次数 111 になる。
  • 強い誤差と弱い誤差:経路か平均か。価格付けに必要なのは弱い誤差で、どちらも次数 111。

ラボ:採点される内容

  • オイラー法の1ステップ15点
  • ミルシュタイン法の1ステップ15点
  • ステップを小さくしたときのオイラー法の誤差15点
  • ステップを小さくしたときのミルシュタイン法の誤差15点
  • 価格付けでどの誤差が重要か15点
  • 用語を結び付ける10点
  • なぜミルシュタイン法がオイラー法に勝るのか15点
0/ 7問回答済み
問題
1数値で答える15点未回答

dX=μX dt+σX dWdX=\mu X\,dt+\sigma X\,dWdX=μXdt+σXdW で x=100x=100x=100、μ=0.05\mu=0.05μ=0.05、σ=0.2\sigma=0.2σ=0.2、h=0.01h=0.01h=0.01、ΔW=0.2\Delta W=0.2ΔW=0.2 とします。オイラー・丸山法の1ステップ x+μx h+σx ΔWx+\mu x\,h+\sigma x\,\Delta Wx+μxh+σxΔW はいくつですか。小数第2位まで答えてください。

x=x =x=許容:± 0.01
2数値で答える15点未回答

前のタスクのオイラー法の結果に、ミルシュタイン項 12 σ2x (ΔW2−h)\tfrac12\,\sigma^{2}x\,(\Delta W^{2}-h)21​σ2x(ΔW2−h) を加えてください。ミルシュタイン法の1ステップはいくつですか。小数第2位まで答えてください。

m=m =m=許容:± 0.01
3数値で答える15点未回答

オイラー法の強い誤差は次数 12\tfrac1221​ で h\sqrt hh​ のように変わります。h=0.01h=0.01h=0.01 で 0.040.040.04 です。h=0.0025h=0.0025h=0.0025 ではいくつですか。

e=e =e=許容:± 0.0005
4数値で答える15点未回答

ミルシュタイン法の強い誤差は次数 111 で hhh のように変わります。h=0.01h=0.01h=0.01 で 0.010.010.01 です。h=0.0025h=0.0025h=0.0025 ではいくつですか。

e=e =e=許容:± 0.0001
5選択15点未回答

ヨーロピアン・オプションを、シミュレートした経路の平均ペイオフとして価格付けします。最も重要な誤差はどれですか。

6対応づけ10点未回答

各項目をその意味に結び付けてください。

左の各項目に対応するものを選んでください。

ΔW\Delta WΔW
オイラー・丸山法
ミルシュタイン法
弱い誤差
7言葉で説明する15点未回答

1〜2文で、ミルシュタイン法の追加項が何をするのか、なぜ役立つのかを説明してください。

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