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 statsmodels›Módulo 1 · A regressão e suas verificações›Tópico 1.8·~45 minIntermediário

Modelos logit e probit

Posição no roteiroMódulo 1 de 3 · Tópico 8 de 8
1.8 Modelos logit e probit
—Nota do lab— / 100XP total—Sequência—

Modelar um sim ou um não

Alguns resultados não são números e sim eventos: o mercado fechou em alta ou em baixa, uma ação estava na metade superior, uma empresa deu calote. Uma reta não consegue modelar uma probabilidade porque pode sair do intervalo de 0 a 1. Logit e probit passam um escore linear z=α+βxz=\alpha+\beta xz=α+βx por uma curva em S. O logit usa p=1/(1+e−z)p=1/(1+e^{-z})p=1/(1+e−z), então o escore é o log das chances ln⁡p1−p\ln\frac{p}{1-p}ln1−pp​. O probit usa a função de distribuição normal p=Φ(z)p=\Phi(z)p=Φ(z). Dão probabilidades quase iguais, e os coeficientes do probit são cerca de 1/1,61/1{,}61/1,6 dos do logit. No statsmodels escreve-se smf.logit('up ~ lag', data).fit(), e o modelo é estimado por máxima verossimilhança, não por mínimos quadrados: escolhe os coeficientes que tornam as altas e baixas observadas mais prováveis.

p=11+e−z,ln⁡p1−p=α+βx,∂p∂x=p(1−p)β,ℓ=∑i[yiln⁡pi+(1−yi)ln⁡(1−pi)],RMcF2=1−ℓℓ0p=\frac{1}{1+e^{-z}},\qquad \ln\frac{p}{1-p}=\alpha+\beta x,\qquad \frac{\partial p}{\partial x}=p(1-p)\beta,\qquad \ell=\sum_i\bigl[y_i\ln p_i+(1-y_i)\ln(1-p_i)\bigr],\qquad R^{2}_{\mathrm{McF}}=1-\frac{\ell}{\ell_0}p=1+e−z1​,ln1−pp​=α+βx,∂x∂p​=p(1−p)β,ℓ=i∑​[yi​lnpi​+(1−yi​)ln(1−pi​)],RMcF2​=1−ℓ0​ℓ​(1)
Ler um logit à mãoUm escore z=0,2z=0{,}2z=0,2 dá p=1/(1+e−0,2)=1/1,8187=0,55p=1/(1+e^{-0{,}2})=1/1{,}8187=0{,}55p=1/(1+e−0,2)=1/1,8187=0,55. Uma inclinação β=−0,054\beta=-0{,}054β=−0,054 significa que as chances são multiplicadas por e−0,054=0,947e^{-0{,}054}=0{,}947e−0,054=0,947 a cada unidade extra de xxx. O efeito sobre a própria probabilidade depende de onde se está: em p=0,55p=0{,}55p=0,55 é p(1−p)β=0,55⋅0,45⋅(−0,054)=−0,0134p(1-p)\beta=0{,}55\cdot0{,}45\cdot(-0{,}054)=-0{,}0134p(1−p)β=0,55⋅0,45⋅(−0,054)=−0,0134, o efeito marginal. A verossimilhança soma os logaritmos das probabilidades do que aconteceu: para altas previstas 0,8;0,3;0,60{,}8;0{,}3;0{,}60,8;0,3;0,6 e resultados 1,0,11,0,11,0,1 a log-verossimilhança é ln⁡0,8+ln⁡0,7+ln⁡0,6=−1,09\ln0{,}8+\ln0{,}7+\ln0{,}6=-1{,}09ln0,8+ln0,7+ln0,6=−1,09. O pseudo R ao quadrado de McFadden compara com um modelo que só tem constante: se esse modelo tem ℓ0=−69,3\ell_0=-69{,}3ℓ0​=−69,3 e o seu ℓ=−60\ell=-60ℓ=−60, então 1−60/69,3=0,1341-60/69{,}3=0{,}1341−60/69,3=0,134.

Os dados reais mantêm a lição honesta. Para o SPY em 5 4035\,4035403 pregões desde 2005, 54,86%54{,}86\%54,86% dos dias fecharam em alta. Um logit da direção do dia seguinte sobre o retorno de hoje, em percentual, dá α^=0,198\hat\alpha=0{,}198α^=0,198 e β^=−0,054\hat\beta=-0{,}054β^​=−0,054 com z=−2,34z=-2{,}34z=−2,34 (p=0,019p=0{,}019p=0,019): após uma queda de 2%2\%2% a chance de um dia de alta é 57,6%57{,}6\%57,6%, após um dia neutro 54,9%54{,}9\%54,9% e após uma alta de 2%2\%2% 52,2%52{,}2\%52,2%. O efeito marginal é −0,0134-0{,}0134−0,0134 e o probit concorda (β^=−0,034\hat\beta=-0{,}034β^​=−0,034, efeito marginal −0,0134-0{,}0134−0,0134, mesma log-verossimilhança −3716,76-3716{,}76−3716,76). Mesmo assim o R2R^2R2 de McFadden é 0,00070{,}00070,0007, e prever alta sempre que a probabilidade passa de um meio acerta 54,97%54{,}97\%54,97% dos dias contra 54,86%54{,}86\%54,86% de dizer sempre alta. Um coeficiente pode ser estatisticamente detectável e ainda assim inútil para negociar.

  • Probabilidades pedem uma curva: logit e probit mantêm a chance ajustada entre 0 e 1 e concordam de perto.
  • Os coeficientes são log-chances: exponencie para a razão de chances, multiplique por p(1−p)p(1-p)p(1−p) para o efeito na probabilidade.

Lab: o que é avaliado

  • De um escore a uma probabilidade15 pts
  • Uma razão de chances10 pts
  • Um efeito marginal15 pts
  • Uma log-verossimilhança20 pts
  • Um pseudo R ao quadrado15 pts
  • Associar o vocabulário10 pts
  • Significativo mas inútil15 pts
0/ 7 respondidas
Tarefas
1Resposta numérica15 ptsSem resposta

Um logit tem escore z=0,2z=0{,}2z=0,2. Quanto vale p=1/(1+e−z)p=1/(1+e^{-z})p=1/(1+e−z)? Use e−0,2=0,8187e^{-0{,}2}=0{,}8187e−0,2=0,8187 e dê duas casas decimais.

p=p =p=aceito: ± 0.005
2Resposta numérica10 ptsSem resposta

A inclinação é β=−0,054\beta=-0{,}054β=−0,054 por ponto percentual do retorno de hoje. Por que fator as chances são multiplicadas, eβe^{\beta}eβ? Dê três casas decimais.

or=or =or=aceito: ± 0.003
3Resposta numérica15 ptsSem resposta

Com uma probabilidade ajustada p=0,55p=0{,}55p=0,55 e β=−0,054\beta=-0{,}054β=−0,054, quanto vale o efeito marginal p(1−p)βp(1-p)\betap(1−p)β sobre a probabilidade? Dê quatro casas decimais.

me=me =me=aceito: ± 0.0003
4Resposta numérica20 ptsSem resposta

O modelo deu a probabilidade de um dia de alta como 0,80{,}80,8, 0,30{,}30,3 e 0,60{,}60,6, e os resultados foram alta, baixa, alta. As probabilidades do que aconteceu são 0,80{,}80,8, 0,70{,}70,7 e 0,60{,}60,6. Quanto vale a log-verossimilhança ln⁡0,8+ln⁡0,7+ln⁡0,6\ln0{,}8+\ln0{,}7+\ln0{,}6ln0,8+ln0,7+ln0,6? Use ln⁡0,8=−0,2231\ln0{,}8=-0{,}2231ln0,8=−0,2231, ln⁡0,7=−0,3567\ln0{,}7=-0{,}3567ln0,7=−0,3567, ln⁡0,6=−0,5108\ln0{,}6=-0{,}5108ln0,6=−0,5108 e dê duas casas decimais.

ll=ll =ll=aceito: ± 0.01
5Resposta numérica15 ptsSem resposta

O modelo só com constante tem ℓ0=−69,3\ell_0=-69{,}3ℓ0​=−69,3 e o seu modelo ℓ=−60\ell=-60ℓ=−60. Quanto vale o 1−ℓ/ℓ01-\ell/\ell_01−ℓ/ℓ0​ de McFadden? Dê três casas decimais.

r2=r2 =r2=aceito: ± 0.003
6Associar10 ptsSem resposta

Associe cada termo ao seu significado.

Escolha o par de cada item da esquerda.

Log-chances
Razão de chances
Efeito marginal
Máxima verossimilhança
7Explicar com palavras15 ptsSem resposta

A inclinação do retorno defasado tem p=0,019p=0{,}019p=0,019, e no entanto a taxa de acerto do logit é só 54,97%54{,}97\%54,97% contra 54,86%54{,}86\%54,86% de dizer sempre alta. Em uma ou duas frases, explique por que uma inclinação significativa não faz um sinal de negociação.

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