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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Hidden Markov Models 学习路线›模块 1 · 链与隐含状态›主题 1.2·~45分钟中级

隐含状态与发射

路线进度模块 1/3 · 主题 2/2
1.2 隐含状态与发射
—实验得分— / 100总 XP—连续天数—

状态隐藏,波动可见

在市场里你永远看不到这一天是平静还是动荡,只能看到波动的大小,比如小或大。隐马尔可夫模型(HMM)有三个部分:初始概率 π\piπ 给出第一天各状态的可能性;转移矩阵 AAA 说明隐含状态如何变动;发射概率 Bj(o)B_j(o)Bj​(o) 说明状态为 jjj 时各观测 ooo 出现的可能性。这里平静日以概率 0.90.90.9 产生小波动,动荡日以概率 0.70.70.7 产生大波动,且 π=(0.6, 0.4)\pi=(0.6,\,0.4)π=(0.6,0.4)。

P(s1,…,sT, o1,…,oT)=πs1Bs1(o1)∏t=2TAst−1st Bst(ot)P(s_1,\dots,s_T,\,o_1,\dots,o_T)=\pi_{s_1}B_{s_1}(o_1)\prod_{t=2}^{T}A_{s_{t-1}s_t}\,B_{s_t}(o_t)P(s1​,…,sT​,o1​,…,oT​)=πs1​​Bs1​​(o1​)t=2∏T​Ast−1​st​​Bst​​(ot​)(1)

公式先乘以起点,再对之后的每一天乘以状态转移的概率和所观测波动的概率。难点在于我们只能看到 ooo。大波动在动荡日更可能出现,但平静日也可能出现,所以一次观测只是关于状态的证据,而不是证明。本技能的其余部分就是把一串观测变成对隐含状态的信念:数据有多大可能、每一天处于哪个状态、模型的数是多少。

一条路径一个概率设观测为 小、大、大,隐含路径为 平静、动荡、动荡。它的概率为 0.6×0.90.6\times0.90.6×0.9(平静开始、小波动)乘 0.1×0.70.1\times0.70.1×0.7(转为动荡、大波动)乘 0.8×0.70.8\times0.70.8×0.7(保持动荡、大波动),即 0.02120.02120.0212。第一天出现小波动的概率是 0.6×0.9+0.4×0.3=0.660.6\times0.9+0.4\times0.3=0.660.6×0.9+0.4×0.3=0.66;已知是小波动时,第一天为平静的概率是 0.54/0.66=0.820.54/0.66=0.820.54/0.66=0.82。
  • HMM 由三部分组成:初始概率 π\piπ、转移 AAA 和发射概率 BBB。
  • 隐藏与可见:状态从不被观测,只有发射可见。
  • 一次观测是证据而非证明,因为每个状态都可能产生任何结果。

实验:评分内容

  • 一条路径及其观测15 分
  • 第一天的小波动15 分
  • 第一天是平静的吗15 分
  • 明天的大波动15 分
  • 用 HMM 生成数据10 分
  • 配对 HMM 的各部分15 分
  • 为什么一次观测不是证明15 分
0/ 已答 7 题
任务
1数值作答15 分未作答

隐含路径 平静、动荡、动荡 与观测 小、大、大 同时出现的概率 0.6⋅0.9⋅0.1⋅0.7⋅0.8⋅0.70.6\cdot0.9\cdot0.1\cdot0.7\cdot0.8\cdot0.70.6⋅0.9⋅0.1⋅0.7⋅0.8⋅0.7 是多少?保留四位小数。

p=p =p=允许误差:± 0.0002
2数值作答15 分未作答

第一天出现小波动的概率 πCBC(s)+πSBS(s)\pi_CB_C(s)+\pi_SB_S(s)πC​BC​(s)+πS​BS​(s)(0.6⋅0.9+0.4⋅0.30.6\cdot0.9+0.4\cdot0.30.6⋅0.9+0.4⋅0.3)是多少?

p=p =p=允许误差:± 0.005
3数值作答15 分未作答

已知第一天为小波动,该日为平静的概率 0.54/0.660.54/0.660.54/0.66 是多少?保留三位小数。

p=p =p=允许误差:± 0.003
4数值作答15 分未作答

今天平静。明天出现大波动的概率 ACCBC(g)+ACSBS(g)A_{CC}B_C(g)+A_{CS}B_S(g)ACC​BC​(g)+ACS​BS​(g)(0.9⋅0.1+0.1⋅0.70.9\cdot0.1+0.1\cdot0.70.9⋅0.1+0.1⋅0.7)是多少?

p=p =p=允许误差:± 0.003
5排列步骤10 分未作答

把生成一天数据的步骤按正确顺序排列。

拖动以重新排序;也可聚焦某项,按空格抬起,用方向键移动,再按空格放下。

  1. 1用 A 的一行转到明天的状态
  2. 2从 B 的一行抽取今天的观测
  3. 3从初始概率抽取第一个状态
  4. 4记录观测并让状态保持隐藏
6配对15 分未作答

把每个部分与其含义配对。

为左侧每一项选择配对项。

π\piπ
AAA
BBB
观测
7用文字解释15 分未作答

用一两句话解释:为什么看到一次大波动并不能确定市场处于动荡状态。

数学模式键盘或 LaTeX 输入第 1/7 题 · Ctrl ⏎ 检查

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