本系列的从布朗运动出发,介绍了布朗运动的性质并解释了为什么使用几何布朗运动来描述股价是被投资界广泛接受的。此外,前文给出了伊藤引理的最基本形式,它是随机分析的基础,为分析衍生品定价提供了坚实的武器。
作为本系列的后篇,本文将从扩展伊藤引理出发,并用它求解几何布朗运动,然后推导 BS 微分方程以及 BS 公式(也称 Black-Scholes-Merton 公式)。在介绍 BS 公式时,论述的重点会放在衍生品定价中的一个核心方法,即风险中性定价理论。此外,我们会花一定的笔墨来解释 BS 公式中的两个核心要素(即 N(d_1) 和 N(d_2) 的业务含义),明白它们对理解 BS 公式至关重要。
阅读提示:下文中将涉及大量数学公式,对阅读体验造成影响,我们表示歉意。我们当然不是在写学术论文,但是必要的数学推导对于理解期权定价模型至关重要。如果你对阅读大数学实在不感兴趣,可以跳过第二、三两节,从第四节开始看。
在那之前,先来点轻松的,看看 Black,Scholes 和 Merton 三位大咖长什么样子。Scholes 和 Merton 因在衍生品定价方面的杰出工作于 1997 年获得诺贝尔经济学奖。Black 没有在列的原因是他不幸地于 1995 年去世,而诺贝尔奖不追授给颁奖时已故 6 个月以上的学者。
2 伊藤引理的一般形式在前篇中,我们介绍了带有漂移(drift)和扩散(diffusion)的布朗运动有如下形式的随机微分方程。在这里,μ 和 σ 被假定为常数。
更一般的,漂移和扩散的参数均可以是随机过程 X(t) 以及时间 t 的函数。假设我们令 a(X(t),t) 和 b(X(t),t) 表示漂移和扩散参数(则在上面这个例子中,a(X(t),t) = μ 而 b(X(t),t) = σ)。我们称满足如下随机微分方程(stochastic differential equation,或 SDE)的随机过程为伊藤漂移扩散过程(Itō drift-diffusion process,下称伊藤过程):
令 f(X(t), t) 为 X(t) 的二阶连续可导函数(并对 t 一阶可导),由伊藤引理可知(省略自变量以简化表达):