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 SciPy›Módulo 1 · Ajustar e encontrar›Tópico 1.5·~50 minIntermediário

Carteiras com restrições usando minimize

Posição no roteiroMódulo 1 de 3 · Tópico 5 de 8
1.5 Carteiras com restrições usando minimize
—Nota do lab— / 100XP total—Sequência—

Um otimizador é uma função mais regras

scipy.optimize.minimize(fun, x0, method='SLSQP', bounds=..., constraints=...) acha o vetor que torna fun mínima. Você dá três tipos de informação. O objetivo fun(w) devolve um número a minimizar: para uma carteira de variância mínima é w @ cov @ w, e para maximizar algo minimiza-se o seu oposto. Os limites são uma lista de pares (baixo, alto), um por peso: (0, cap) significa sem venda a descoberto e sem posição acima do teto. As restrições são dicionários: {'type': 'eq', 'fun': lambda w: w.sum() - 1} obriga os pesos a somarem um, pois uma função eq deve valer zero, enquanto uma função ineq deve ficar maior ou igual a zero. O ponto de partida x0 também importa: pesos iguais são um início sensato e viável.

Dois detalhes decidem se a resposta está certa. Primeiro, a escala: as variâncias diárias são números como 0,0001, e o SLSQP para quando o objetivo muda menos que sua tolerância ftol (1e-6 por padrão), então com números diários crus ele pode parar no ponto de partida sem se mover. Anualize as entradas (vezes 252) e passe options={'ftol': 1e-12, 'maxiter': 500}, e sempre confira result.success e se os pesos obedecem às regras. Segundo, a formulação: maximizar o índice de Sharpe é uma razão, então minimize -(w @ mu) / sqrt(w @ cov @ w); a paridade de risco pede cotas de risco iguais wᵢ(Σw)ᵢ/ wᵀΣw, então minimize os desvios ao quadrado em relação a 1/n; e uma fronteira eficiente é um problema de variância mínima por retorno-alvo, com uma segunda restrição eq w @ mu - alvo.

O que dizem os dados reaisPegue dez ações, a utility DUK e o ETF de ouro GLD nos últimos 2.500 dias, com no máximo 25% em qualquer ativo. Pesos iguais têm volatilidade de 14,6%. A carteira de variância mínima a reduz para 11,9% com 25% de ouro, 18% de JNJ e 14% de KO, e nada de AAPL nem HD. A carteira de Sharpe máximo rende 21,3% ao ano com volatilidade de 14,3%, um índice de Sharpe de 1,48, apoiando-se em ouro, WMT e CAT: um número que reflete os últimos dez anos, não os próximos dez. A paridade de risco mantém entre 5,8% e 19,6% em cada ativo, com o ouro o maior, e cada ativo carrega 8,3% do risco.
  • Escala e tolerância: anualize as entradas e aperte ftol, ou o SLSQP pode parar onde começou.
  • Confira a resposta: os pesos devem somar um e obedecer aos limites; veja result.success.
  • Uma ferramenta, quatro problemas: variância mínima, Sharpe negativo, cotas de risco iguais e um problema por retorno-alvo são chamadas a minimize com objetivos e restrições diferentes.

Lab: o que é avaliado

  • Entradas anuais8 pts
  • Retorno e risco de uma carteira8 pts
  • Variância mínima com teto18 pts
  • Índice de Sharpe máximo18 pts
  • Contribuições ao risco10 pts
  • Paridade de risco16 pts
  • Uma fronteira ponto a ponto10 pts
  • Três carteiras12 pts
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