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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Roteiro de Matrix Decompositions›Módulo 5 · Fatores e carteiras›Tópico 5.2·~1 h 40 minAvançado

Projeto final: uma covariância sem ruído para variância mínima

Posição no roteiroMódulo 5 de 5 · Tópico 2 de 2
5.2 Projeto final: uma covariância sem ruído para variância mínima
—Nota do lab— / 100XP total—Sequência—

Limpar a matriz compensa?

A carteira de variância mínima toma uma matriz de covariância Σ e devolve os pesos totalmente investidos de menor variância, w=Σ⁻¹ 1 / ( 1ᵀΣ⁻¹ 1). Parece matemática pura, mas é o teste mais afiado de um estimador de covariância, porque explora cada erro da matriz. Este projeto final submete toda a habilidade a esse teste. Estima-se Σ nos últimos 63 dias de negociação, constrói-se a carteira, mantém-se nos 21 dias seguintes, avança-se e mede-se a volatilidade da carteira que realmente se teria mantido. Três estimadores competem: a covariância amostral simples, a de autovalores cortados e a encolhida de Ledoit-Wolf.

w=(Σ⁻¹ 1)/(1ᵀΣ⁻¹ 1), Σ^(*)=δμI+(1-δ)S, δ=(min(b̄²,d²))/d², λ₊=(1+√(N/T))²

Nunca inverta a matriz: resolva o sistema linear Σ x= 1 e divida pela soma, o que é mais rápido e preciso. A parte honesta é o calendário. Os pesos de um bloco de dias só podem usar os dias anteriores, e o resultado é a volatilidade dos retornos fora da amostra emendados, não a variância que o otimizador prometeu. No corte, trabalha-se com a matriz de correlação, substituem-se pela média os autovalores que não superam λ₊, reconstrói-se, reescala-se a diagonal para 1 e multiplica-se de novo pelas volatilidades. No encolhimento, calcula-se a intensidade com a fórmula do arquivo inicial, exatamente como na lição anterior, com S dividida por T.

O que dizem os dados reaisPara doze grandes ações americanas desde 2010, com janela de 63 dias e passos de 21 dias (3680 dias fora da amostra), a carteira de variância mínima construída com a covariância amostral tem volatilidade anual de cerca de 14,3%. Com a matriz de autovalores cortados é cerca de 13,9% e com Ledoit-Wolf cerca de 13,7%, então o encolhimento ganha, e uma carteira de pesos iguais das mesmas ações tem cerca de 18,4%. O ganho da limpeza é de poucos pontos percentuais de volatilidade com 12 ativos; com centenas de ativos é muito maior, porque então q=N/T fica perto de 1. Com janelas mais longas os três estimadores se aproximam, e com 126 dias ou mais o corte na borda simples de Marchenko-Pastur é um pouco pior que a matriz amostral, lembrete de que é preciso validar cada refinamento fora da amostra.
  • Pesos: resolver Σ x= 1 e dividir pela soma; nunca inverter a matriz.
  • Corte e encolhimento: autovalores de ruído para a média; ou mistura com μI com intensidade calculada.
  • Backtest: estimar com os últimos window dias, manter step dias, avançar e medir a volatilidade fora da amostra emendada.
O sentido de toda a habilidadeUma matriz de covariância é uma estimativa, não um fato, e quem a usa, os otimizadores acima de tudo, é quem encontra seus erros. Os autovalores e a SVD dizem onde vive a informação de uma matriz, a borda de Marchenko-Pastur e a intensidade de encolhimento dizem quanto confiar nela, e só um teste em dias não vistos diz se o seu reparo funcionou. Mantenha os três hábitos.

Lab: o que é avaliado

  • Corte de autovalores25 pts
  • Encolhimento de Ledoit-Wolf25 pts
  • Pesos de variância mínima10 pts
  • Um backtest móvel20 pts
  • Comparar os estimadores20 pts
Explorador · lab-md-12
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learner@quantcraft:~/lab-md-12$
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