Tài liệu: Essays on pricing fixed income derivatives and risk management

Nghiên cứu định giá phái sinh thu nhập cố định và quản trị rủi ro. Phân tích mô hình, chiến lược đầu tư hiệu quả cho thị trường tài chính.

Trường đại học

University of Massachusetts Amherst

Chuyên ngành

Finance

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

dissertation

2000

229
0
0

Phí lưu trữ

55 Point

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Định giá Chứng chỉ Lợi tức Cố định

Định giá chứng chỉ lợi tức cố định là một lĩnh vực quan trọng trong quản lý rủi ro tài chính hiện đại. Luận án "Essays on Pricing Fixed Income Derivatives and Risk Management" của Jun Zhang (2000) từ Đại học Massachusetts Amherst cung cấp những nghiên cứu sâu sắc về phương pháp định giá các công cụ phái sinh lợi tức cố định. Tài liệu này tập trung vào việc phát triển các công thức tính toán chính xác cho các sản phẩm tài chính phức tạp, bao gồm trái phiếu lãi suất thay đổi và các hoán đổi lãi suất. Nghiên cứu của Zhang kết hợp các phương pháp tiên tiến như mô hình Vasicek mở rộng để cải thiện độ chính xác trong định giá công cụ phái sinh. Công trình này đánh dấu một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực quản lý rủi ro tài chính, cung cấp các công cụ thực tiễn cho các chuyên gia tài chính.

1.1. Bối cảnh phát triển của định giá lợi tức cố định

Trong những năm 1990-2000, nhu cầu về các phương pháp định giá chính xác cho công cụ phái sinh lợi tức cố định ngày càng tăng. Các nhà đầu tư và tổ chức tài chính cần các mô hình toán học tinh vi để quản lý rủi ro lãi suất. Luận án của Jun Zhang ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu này bằng cách phát triển các công thức tính toán hiệu quả và chính xác cho các sản phẩm tài chính phức tạp.

1.2. Tầm quan trọng của nghiên cứu trong thực tiễn

Định giá công cụ phái sinh không chỉ là vấn đề lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn rất lớn. Các ngân hàng, quỹ đầu tư và công ty bảo hiểm cần các công cụ để định giá chính xác các vị thế của họ. Luận án này cung cấp các phương pháp thực tiễn giúp cải thiện quy trình quản lý rủi ro và tăng hiệu quả kinh doanh.

II. Các Phương pháp Định giá Chứng chỉ Phái sinh

Luận án "Essays on Pricing Fixed Income Derivatives" giới thiệu các phương pháp định giá tiên tiến dựa trên mô hình toán học. Phương pháp chính được sử dụng là mô hình Vasicek mở rộng, kết hợp với xấp xỉ Briys để định giá các sản phẩm như caps, floors và collars. Các phương pháp này cho phép tính toán chính xác giá trị của các công cụ phái sinh lợi tức cố định. Luận án cũng cung cấp các công thức duration (thời gian kỳ hạn) để đo lường rủi ro lãi suất. Những công thức này rất quan trọng vì chúng giúp các nhà quản lý rủi ro hiểu rõ hơn về tác động của thay đổi lãi suất đến giá trị danh mục đầu tư. Ngoài ra, luận án còn thực hiện phân tích độ nhạy (sensitivity analysis) để xác định cách các yếu tố khác nhau ảnh hưởng đến định giá.

2.1. Mô hình Vasicek mở rộng trong định giá

Mô hình Vasicek là một trong những mô hình cấu trúc kỳ hạn quan trọng nhất trong tài chính. Luận án sử dụng phiên bản mở rộng của mô hình này để tính toán cấu trúc kỳ hạn lãi suất chính xác hơn. Mô hình này cho phép mô phỏng sự biến động của lãi suất và từ đó định giá các sản phẩm phái sinh một cách chính xác hơn.

2.2. Định giá Caps Floors và Collars

Caps là những hợp đồng giới hạn mức lãi suất tối đa, trong khi floors giới hạn mức tối thiểu. Collars kết hợp cả hai để tạo ra một dải lãi suất nhất định. Luận án cung cấp các công thức cụ thể để định giá các công cụ này, giúp các nhà đầu tư quản lý rủi ro lãi suất hiệu quả.

III. Ứng dụng Duration trong Quản lý Rủi ro

Duration là một chỉ số quan trọng để đo lường rủi ro lãi suất của các chứng chỉ lợi tức cố định. Luận án của Jun Zhang cung cấp các công thức duration chuyên biệt cho các sản phẩm phức tạp như trái phiếu lãi suất thay đổi, caps, floorshoán đổi lãi suất có điều khoản collar. Những công thức này cho phép các nhà quản lý rủi ro tính toán chính xác mức độ nhạy cảm của giá trị danh mục đầu tư đối với thay đổi của lãi suất. Luận án cũng thực hiện phân tích độ nhạy (comparative statics) để chỉ ra cách volatility lãi suất, mức caps, mức floors và các yếu tố khác ảnh hưởng đến duration. Điều này giúp các chuyên gia tài chính có thể quản lý danh mục đầu tư một cách hiệu quả hơn và giảm thiểu rủi ro lãi suất.

3.1. Duration của trái phiếu lãi suất thay đổi

Trái phiếu lãi suất thay đổi có những đặc điểm riêng biệt so với trái phiếu lãi suất cố định. Luận án cung cấp các công thức duration chuyên biệt cho loại trái phiếu này, giúp quản lý rủi ro chính xác hơn. Duration của trái phiếu lãi suất thay đổi thường thấp hơn do lãi suất được điều chỉnh theo thời gian.

3.2. Phân tích độ nhạy với các yếu tố thị trường

Luận án thực hiện phân tích độ nhạy chi tiết để hiểu cách volatility lãi suất, mức capsmức floors ảnh hưởng đến giá trị các sản phẩm phái sinh. Phân tích này rất hữu ích cho các nhà đầu tư trong việc quản lý rủi ro và đưa ra các quyết định đầu tư.

IV. Ý nghĩa và Ứng dụng Thực tiễn

Luận án "Essays on Pricing Fixed Income Derivatives and Risk Management" có ý nghĩa khoa học và thực tiễn rất lớn. Các phương pháp định giá được trình bày trong luận án có thể áp dụng trực tiếp vào thực tiễn kinh doanh của các tổ chức tài chính. Các công thức duration cung cấp các công cụ hiệu quả cho quản lý rủi ro lãi suất. Ngoài ra, luận án còn góp phần làm phong phú thêm lý thuyết tài chính bằng cách phát triển các mô hình định giá tiên tiến. Công trình này có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo cho các nhà nghiên cứu, sinh viên cao học và các chuyên gia tài chính muốn hiểu sâu hơn về định giá công cụ phái sinh lợi tức cố định. Những phương pháp được giới thiệu cũng có thể được áp dụng để phát triển các công cụ quản lý rủi ro mới.

4.1. Ứng dụng trong hoạt động ngân hàng

Các ngân hàng thương mại sử dụng rộng rãi các sản phẩm phái sinh lợi tức cố định như caps, floorshoán đổi lãi suất. Luận án cung cấp các công cụ để định giá chính xác những sản phẩm này, giúp các ngân hàng quản lý rủi ro và tối ưu hóa lợi nhuận. Các phương pháp được giới thiệu cũng hỗ trợ các quyết định quản lý tài sản và nợ của ngân hàng.

4.2. Giá trị cho các nhà đầu tư và quản lý danh mục

Các nhà quản lý danh mục đầu tư cần các công cụ chính xác để quản lý rủi ro và tối ưu hóa lợi suất. Luận án cung cấp các công thức durationphương pháp phân tích độ nhạy giúp các nhà đầu tư hiểu rõ hơn về rủi ro lãi suất của danh mục và đưa ra các quyết định đầu tư tốt hơn.

19/12/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

INFORMATION TO USERS This manuscript has been reproduced from the microfilm master. UMI films the text directly from the original or copy submitted. Thus, some thesis and dissertation copies are in typewriter face, while others may be from any type of computer printer. The quality of this reproduction is dependent upon the quality of the copy submitted.

Broken or indistinct print, colored or poor quality illustrations and photographs, print bleedthrough, substandard margins, and improper alignment can adversely affect reproduction. in the unlikely event that the author did not send UMI a complete manuscript and there are missing pages, these will be noted. Also, if unauthorized copyright material had to be removed, a note will indicate the deletion., maps, drawings, charts) are reproduced by sectioning the original, beginning at the upper left-hand comer and continuing from left to right in equal sections with small overlaps. Photographs included in the original manuscript have been reproduced xerographically in this copy.

Higher quality 6" x 9” black and white photographic prints are available for any photographs or illustrations appearing in this copy for an additional charge. Contact UMI directly to order. Bell & Howell Information and Leaming 300 North Zeeb Road, Ann Arbor, MI 48106-1346 USA 800-521-0600 UMI ® ESSAYS ON PRICING FIXED INCOME DERIVATIVES AND RISK MANAGEMENT A Dissertation Presented by JUN ZHANG Submitted to the Graduate School of the University of Massachusetts Amherst in partial fulfillment of the requirement for the degree of DOCTOR OF PHILOSOPHY September 2000 Isenberg School of Management UMI Number: 9988858 Copyright 2000 by Zhang, Jun All rights reserved. UMI ® UMI Microform9988858 Copyright 2001 by Beil & Howell Information and Learning Company.

All rights reserved. This microform edition is protected against unauthorized copying under Title 17, United States Code. Bell & Howell Information and Learning Company 300 North Zeeb Road P. Box 1346 Ann Arbor, Mi 48106-1346 © Copyright by Jun Zhang 2000 All Rights Reserved ESSAYS ON PRICING FIXED INCOME DERIVATIVES AND RISK MANAGEMENT A Dissertation Presented by JUN ZHANG Approved as to style and content by: — ẩ Saw Ue Sanjay K.

Nawalkha, Chair Z⁄/, ir: Hossein B. Kazemi, Merhiber (_=s—_ Thomas R. Schneeweis, Member y Hossein B. Kazemi, Dire¢tor Ph.

Program Isenberg School of Management To Kai and Wesley ACKNOWLEDGEMENTS First of all, I would like to thank my parents, my husband and my son for their unconditional love, their sacrifice, and their belief in me. I would like to thank my committee member, Professor Hossein Kazemi. for his acceptance and encouragement through all the years I have been in the Finance Ph. It is Professor Kazemi who taught me the basics of finance theory and showed me the tools of finance research.

Without his guidance, [ would have had a much more difficult time finishing this dissertation. I would also like to thank my other committee member, Professor Thomas Schneeweis, for his insightful comments on my dissertation and for providing an excellent research environment. [ appreciate the participation of my outside committee member. Professor Jin Feng from the Statistics Department.

for his steadfast help and for his timely feedback on some issues in my dissertation. Further, I would like to thank Professor Ben Branch for introducing me to the practical world of finance and for being so kind to me and the other doctoral students. Thanks also to Professor Nelson Lacey and Professor Nikunj Kapadia for their constant help and support. I am grateful to all my fellow Ph.

students for being my friends and cheering me up through the ups and downs of the Ph. Finally, my most heartfelt gratitude goes to my chair, Professor Sanjay Nawalkha, who inspired me and helped me every step along the way through the whole process of writing this dissertation. Without his ideas, his knowledge, and his intensive time input. this dissertation would not have been possible.

[ am truly thankful to him. ABSTRACT ESSAYS ON PRICING FIXED INCOME DERIVATIVES AND RISK MANAGEMENT SEPTEMBER 2000 JUN ZHANG, B., HUAZHONG UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY M., UNIVERSITY OF MASSACHUSETTS AMHERST Ph. UNIVERSITY OF MASSACHUSETTS AMHERST Directed by: Professor Sanjay Nawalkha This dissertation consists of four essays on pricing fixed income derivatives and risk management. The first essay presents pricing and duration formulas for floating rate honds and interest rate swaps with embedded options.

It combines Briys et al.’s approximation with the extended Vasicek term structure model to value caps and floors. Using this approach, it computes the durations of caps, floors. collars, floating rate bonds with collars and interest rate swaps with collars, and provides comparative statics analyses of the these durations with respect to the underlying variables such as the cap rate, the floor rate, the interest rate volatility, and the level of interest rates. The second essay explores a class of polynomial Taylor series expansions for approximating the bond return function, and examines its implication for managing interest rate risk.

The generalized duration vector models derived from alternative Taylor series expansion extend Fong and Fabozzi’s M-square model and Nawalkha and Chambers’ M-vector model, and the empirical tests show that immunization results can be improved for models g(t) =t* with @ less than | when higher order generalized duration vectors are used. The third essay develops a methodology to build recombining trees for pricing American options on bonds under deterministic volatility HTM models. Without imposing the HJM drift restriction, our approach uses the Nelson-Ramaswamy transformation to generate recombining forward rate trees. We show that the option prices obtained from our recombining trees satisfy Merton’s bond option PDE when step size approaches zero.

Numerical simulations provide evidence that this approach is efficient in pricing both European and American contingent claims. The fourth essay obtains computationally efficient trees for pricing European options under two types of proportional volatility HJM models. We construct a numeraire economy in which European options are priced using a maturity-specific equivalent martingale measure. We then show that for the two types of proportional volatility models, European option prices are independent of the forward rate drift under this maturity-specific equivalent martingale measure.

Our method is particularly beneficial when used to price long-dated caps, floors and collars because these instruments involve a large number of long-dated puts and calls. TABLE OF CONTENTS ACKNOWLEDGEMENTISS. cece cence renrccccerccceerccenrnsnrccanenaenencccesereeseW pee ene ee bene heen Eee ENE E OER UN OER R UTERO Ene DEE eben NEE nee be Een unas venabernncereneerevenveeWh LIST OF TABLES 7.0 ce cee nnn cece nce cc nccccvcccnnsvvcesnncvccccsvennccesnuvenncvenswcesancusesend I FI. INTRODUCTION eee ROHR RR EEE PRE EHH EE HE SEES HH HER HER EES HR ROE EEE HD neeeuveavencececnevencseevercecel 2.

PRICING AND DURATION OF FLOATERS AND INTEREST RATE SWAPS WITH EMBEDDED OPTIONS. cece ecw cence weet ecnneccccenewecnneunseercasncentteecesnsseesses)5 22 ae ng oe FattDerivation HSER KEKE EKER HEE HESEFESEERAR KERR HH HHAH RRR HEHE RE ceuuuacucsneccccanveccneseusvened 2. Price and Duration Relationships. Pricing and Durations of Caps, Floors, Collars, Floaters, and SŠWAapS.cccces ec cccne cence cece cnneercanvcsseucccsnnnne L® 2 2.

GENERALIZED DURATION VECTOR MODELS FOR MANAGING 3. Introduction SOR RSH HERE HE EHH HEHE KEKE HEHE 0h do đc HSH RYH EEE HET EER YY ORR HERRERO HY Oe we ce-----v. The Generalized Duraton Vector Models. Review of M-Square Model and M-Vector ModelL.

The Generalized Duration Vector Models. Empirical pric T ests wes nh. SEER R ERROR OEE EH EE REO EE ED REE HERR R EEE PEE RENEE HY EEE RE DORE ME DERE EME 10 2. RECOMBINING FORWARD RATE TREES — A NEW APPROACH TO PRICING INTEREST RATE CONTINGENT CLAIMS UNDER HIM MODEL WTTH DETEERRMTNISTIC VOLATTLTTTES.

c eee ce cee nen ce ee ne ne cee nveveennewetreerrcesreee ke eseree 49 42.4 ; Review | of HJM Forward Rate 33 Model. che The MiodelÌ.-~ tr nh vn nhe — *» ~~ đc.--~ con em ke rời 64 —_ sec sex. 65 Extension to Multi-Factor ModeÌs. ke eeeeee ¬ ¬— OS 5.

PRICING LONG-DATED CAPS, FLOORS, AND COLLARS UNDER PROPORTIONAL VOLATILITY HJM FORWARD RATE MODELS. -- ni nh nàn KÝ Km nh Hư vi vi vi 74 5. Maturity-Specific Equivalent Martingale Measure in the Numeraire Economy. Proportional Volatlity HIM Models.- cà cà ceee enero ee nies 81 5.

The Simple Proportional Volatility HJM Model. Hybrid Proportional Volaulty HIM Miodel. Recombining Trees for Pricing European Calls and Puts Based on Proportional Volatility HJM Models.-- cà eeằe«eee 85 5. Recombining Tress for Pricing Caps and Floors Based on Proportional Volatility HIM ModelÌs._ nành ens conene 90 5.

kh ve ekvvveeDˆ BIBLIOGRAPHY —. LIST OF TABLES Table 3. Deviation of Actual Values from Target Values for D' Strategy. Deviation of Actual Values from Target Values for D* Strategy .45 Deviation of Actual Values from Target Values for DỶ Strategy.

Deviation of Actual Values from Target Values for D* Strategy .47 Deviation of Actual Values from Target Values for D® Strategy. European Put Option Prices for Deterministic Volatility HJM Model. American Put Option Prices for Deterministic Volatility HJM Model. European Call Option Prices for Proportional Volatility HJM Model.

European Put Option Prices for Proportional Volatility HIM Model. Recombining Trees to Pricing Caps and Floors for Proportional Volatility HIM Model. | LIST OF FIGURES Figure 2. Duration of Cap vs.

Cap Rate and Duration of Floor vs. Duration of Collar vs. Cap Rate and Floor Rate. Durations of Cap, Floor and Collar vs.

Interest Rate Volatility. Durations of Cap, Floor and Collar vs. Instantaneous Interest Rate. Duration of Floater vs.

Cap Rate, Floor Rate, Interest Rate Volatility and [nstantaneous Ínterest Rate. Duration of Swap vs. Interest Rate Volaninty: and Instantaneous Interest Rate. 29 CHAPTER I Introduction The dramatic increase in interest rate volatility over the past twenty-five years has led to an increased use of interest rate derivatives and other risk management tools by financial institutions.

Correctly pricing interest rate derivatives and understanding their complex interest risk characteristics, refining existing methodology and developing new approaches for managing interest rate risk have become important issues in financial research and practice. This dissertation focuses on four different but related issues in pricing fixed income derivatives and risk management. The essays are self-contained. and can be read independently of each other.

The risk measure “duration” has been traditionally used to measure and hedge the interest rate risk of fixed income securities. Since duration was discovered about four decades before the development of the continuous-time term structure models, the research on duration models has evolved somewhat independently of the research on term structure models. In the past few years. some research effort has been made to integrate duration models with the term structure models.

The first essay of this dissertation provides an application of using continuous time term structure model in characterizing the interest rate risk of variable rate instruments with embedded options within the traditional duration framework. This essay combines Briys et al.’s [1991] approximation with the extended Vasicek term structure model (see Hull and White [1990b]) to value caps and floors. and computes the durations of caps. floors, collars, floating rate bonds with collars and interest rate swaps with collars.

It also presents comparative statics analyses of the duration risk measure of these securities with respect to the underlying variables such as the cap rate. the floor rate, the interest rate volatility, and the level of interest rates. We find that the magnitude of the durations of caps, floors. and collars are very large due to the implicit leverage in these securities.

Duration and immunization have long been used by fixed income portfolio managers and financial institutions to control interest rate nsk. Researchers have derived second and higher order extensions to the duration model. The M-square model of Fong and Fabozzi [1985] and the M-vector model of Nawalkha and Chambers [1997] are based upon higher order Taylor series expansions of the bond return function around a planning horizon H. These models improve the immunization performance considerably over the traditional Macaulay duration model.

there exist other non-standard Taylor series expansions which may allow better approximation to the bond return function.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ