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FX forward con fijación de precios estocásticos de los tipos de interés

Me gustaría ampliar la siguiente pregunta sobre los tipos de cambio a plazo en una configuración estocástica de tipos de interés: "Expectativa" de un FX Forward

Consideramos un proceso FX $X_t = X_0 \exp( \int_0^t(r^d_s-r^f_s)ds -\frac{\sigma^2}{2}t+ \sigma W_t)$ donde $r^d$ y $r^f$ son procesos estocásticos no independientes del movimiento browniano $W$ . Como sabemos, el tipo de cambio a plazo es $F^X(t,T) = E_t^d\left[X_T \right]$ bajo la medida nacional de riesgo neutral.

La cuestión es cómo demostrar que $F^X(t,T) = X_t \frac{B_f(t,T)}{B_d(t,T)}$ donde $B_d(t,T)$ y $B_f(t,T)$ son los precios respectivos de los bonos nacionales y extranjeros de cupón cero con vencimiento $T$ en el momento $t$ .

Desde $X_T = X_t \exp\left( \int_t^T(r^d_s-r^f_s)ds+ \sigma (W_T-W_t)\right)$ \begin{align} F^X(t,T) &= X_t E_t^d\left[\exp\left( \int_t^T(r^d_s-r^f_s)ds-\frac{\sigma^2}{2}(T-t) + \sigma (W_T-W_t)\right)\right] \\& =X_t E_t^d\left[\exp\left( \int_t^T(r^d_s-r^f_s)ds \right) \frac{\mathcal E_T(\sigma W )}{\mathcal E_t(\sigma W )}\right] \\&= X_t E_t^d\left[\exp\left( \int_t^T(r^d_s-r^f_s)ds \right) \frac{d\mathcal Q^f}{d\mathcal Q^d} \frac{1}{E_t^d \left[\frac{d\mathcal Q^f}{d\mathcal Q^d}\right]}\right] \\&= X_t E_t^f\left[\exp\left( \int_t^T(r^d_s-r^f_s)ds \right) \right] \end{align}

Ahora cómo concluir dado que $r^d$ y $r^f$ no son necesariamente independientes entre sí, ya que ambos dependen del movimiento browniano $W$ (por cierto supongamos que trabajamos en la filtración natural de $W$ )?

Editar

Me gustaría ampliar mi pregunta a la fijación de precios de los FX forwards. He publicado una nueva pregunta al respecto aquí: Precios a plazo de las divisas con correlación entre las divisas y el cupón cero .

10voto

otto.poellath Puntos 1594

La fórmula $F^X(t,T) = E_t^d\left(X_T \right)$ En el caso de la medida de neutralidad del riesgo nacional, es problemático. Obsérvese que, en el momento $t$ el tipo de cambio a plazo $F^X(t,T)$ , para la madurez $T$ es el tipo de cambio tal que el beneficio $X_T-F^X(t,T)$ tiene un valor cero en $t$ . Es decir, \begin{align*} B_t^d E_d\left(\frac{X_T-F^X(t,T)}{B_T^d} \mid \mathcal{F}_t\right)=0, \end{align*} donde $E_d$ es la expectativa bajo la medida nacional de riesgo neutral $Q_d$ . Aquí, $B_t^d$ y $B_t^f$ denotan respectivamente los valores de las cuentas del mercado monetario nacional y extranjero. Entonces, \begin{align*} F^X(t,T) &= \frac{1}{B_d(t, T)}B_t^d E_d\left(\frac{X_T}{B_T^d} \mid \mathcal{F}_t\right) \tag{1}\\ &\neq E_d(X_T \mid \mathcal{F}_t), \end{align*} bajo la hipótesis del tipo de interés estocástico.

Dejemos que $Q_d^T$ sea el doméstico $T$ -medida de avance, y $E_d^T$ sea el operador de expectativa correspondiente. Entonces, para $0 \le t \le T$ , \begin{align*} \frac{dQ_d}{dQ_d^T}\big|_t = \frac{B_t^d B_d(0, T)}{B_d(t, T)}. \end{align*} Desde $(1)$ , \begin{align*} F^X(t,T) &= \frac{1}{B_d(t, T)}B_t^d E_d\left(\frac{X_T}{B_T^d} \mid \mathcal{F}_t\right)\\ &=\frac{1}{B_d(t, T)}B_t^d E_d^T\left(\frac{X_T}{B_T^d} \frac{\frac{dQ_d}{dQ_d^T}\big|_T}{\frac{dQ_d}{dQ_d^T}\big|_t}\mid \mathcal{F}_t\right)\\ &=\frac{1}{B_d(t, T)}B_t^d E_d^T\left(\frac{X_T}{B_T^d} \frac{B_T^dB_d(t, T)}{B_t^d}\mid \mathcal{F}_t\right)\\ &= E_d^T\left(X_T\mid \mathcal{F}_t\right).\tag{2} \end{align*} Es decir, es la expectativa del tipo de cambio al contado al vencimiento $T$ En el marco de la $T$ -La medida de avance en lugar de la medida de riesgo neutro.

Volver a la fórmula $(1)$ . Sea $Q_f$ sea la medida neutra del riesgo exterior y $E_f$ sea el operador de expectativa correspondiente. Entonces, para $t\ge 0$ , \begin{align*} \frac{dQ_d}{dQ_f}\big|_t = \frac{B_t^d X_0}{B_t^f X_t}. \end{align*} Además, \begin{align*} F^X(t,T) &= \frac{1}{B_d(t, T)}B_t^d E_d\left(\frac{X_T}{B_T^d} \mid \mathcal{F}_t\right)\\ &=\frac{1}{B_d(t, T)}B_t^d E_f\left(\frac{X_T}{B_T^d} \frac{\frac{dQ_d}{dQ_f}\big|_T}{\frac{dQ_d}{dQ_f}\big|_t}\mid \mathcal{F}_t \right)\\ &=\frac{1}{B_d(t, T)}B_t^d E_f\left(\frac{X_T}{B_T^d} \frac{B_T^d}{B_T^f X_T} \frac{B_t^fX_t}{B_t^d}\mid \mathcal{F}_t\right)\\ &=\frac{X_t}{B_d(t, T)}E_f\left(\frac{B_t^f}{B_T^f}\mid \mathcal{F}_t \right)\\ &=X_t\frac{B_f(t, T)}{B_d(t, T)}. \end{align*}

Información adicional.

Combinación con fórmula $(2)$ , \begin{align*} E_d^T(X_T \mid \mathcal{F}_t) &= E_d^T\left(X_T\frac{B^f(T, T)}{B_d(T, T)} \mid \mathcal{F}_t\right)\\ &=X_t\frac{B_f(t, T)}{B_d(t, T)}. \end{align*} Es decir, el proceso de tipo de cambio a plazo $\left\{X_t\frac{B_f(t, T)}{B_d(t, T)}, 0 \le t \le T \right\}$ es una martingala bajo la doméstica $T$ -Medida de avance.

5voto

MayahanaMouse Puntos 71

Creo que deberías verlo al revés.

Dejemos que $X_t$ denotan el tipo de cambio al contado FOR/DOM, es decir, 1 unidad de moneda extranjera = $X_t$ unidades de moneda nacional en el momento $t$ .

El tipo de cambio a plazo de las divisas $F^X(t,T)$ es definido como $$ F^X(t,T) = X_t \frac{B_f(t,T)}{B_d(t,T)} $$ por la base de la oportunidad de arbitraje.

Para entenderlo, considere el siguiente experimento mental. Sea $C_0$ representan un importe en efectivo denominado en la moneda extranjera. En $t=0$ Usted, un inversor con un capital inicial $C_0$ - básicamente se enfrentan a una elección:

  • Invertir en la economía extranjera: comprar $C_0/B^f(0,T)$ unidades de bonos extranjeros de cupón cero a $t=0$ . Esto le cuesta $C_0$ . En $t=T$ recibirás (suponiendo que no haya impagos): $C_0/B^f(0,T)$ .
  • Invierta en la economía nacional: cambie su $C_0$ unidades de la moneda extranjera para $C_0 X_0$ unidades de moneda nacional y comprar $C_0 X_0/B^d(0,T)$ unidades de bonos nacionales de cupón cero a $t=0$ . Esto le cuesta $C_0 X_0$ . En $t=T$ recibirás (suponiendo que no haya impagos): $C_0 X_0 / B^d(0,T)$ .

Ahora bien, para excluir las oportunidades de arbitraje, está claro que las dos estrategias deben ser equivalentes a la vista de hoy. En otras palabras, el tipo de cambio justo a plazo debe ser tal que, lo que se recibe al invertir $C_0$ en la economía extranjera, convertida al tipo de cambio justo a plazo, debería coincidir con lo que se recibe al invertir $C_0$ en la economía nacional. Con las anotaciones anteriores esto se escribe: $$ \left( C_0/B^f(0,T) \right) \times F^X(0,T) = C_0 X_0 / B^d(0,T)$$ por lo que $$ F^X(0,T) = X_0 \frac{B^f(0,T)}{B^d(0,T)} $$

[REM 1] La pregunta es: ¿hay que considerar los bonos frente a la inversión en las respectivas cuentas del mercado monetario cuando los tipos de interés son estocásticos, porque la evolución de las cuentas del mercado monetario ya no es determinista: cuando inviertes, no sabes lo que vas a obtener al final? Comprar bonos y asumir un impago cero salva el día.

[REM 2] : Como se explica en la respuesta de Gordon, si se quiere escribir el tipo de cambio a plazo como una martingala bajo una determinada medida $\mathbb{X}$ $$ F^X(0,T) = X_0 \frac{B^f(0,T)}{B^d(0,T)} = \mathbb{E}^{\mathbb{X}}_0 \left[ X_T \underbrace{\frac{B^f(T,T)}{B^d(T,T)}}_{=1} \right] = \mathbb{E}_0^{\mathbb{X}} [ F(T,T) ]$$ se ve que esta medida está asociada al numéraire $B^d(t,T)$ ya que la última expresión equivale a escribir eso: $$ F(t,T) = \frac{X_t B^f(t,T)}{B^d(t,T)} \text{ is a } \mathbb{X} \text{ martingale} $$ y $\mathbb{X}$ se llama $T$ -Medida doméstica de avance, normalmente denotada $\mathbb{Q}^d_T$ .

[REM3] : Si se pregunta si su propuesta de SDE es consistente con los resultados anteriores, así es como puedes convencerte. Aplicando el lema de Itô a tu SDE (expresada bajo la medida nacional de riesgo neutral $\mathbb{Q}^d$ ) e integrando desde $t=0$ a $t=T$ te consigue $$ X_T = X_0 \exp\left(\int_0^T (r^d_t-r^f_t) dt - \frac{1}{2}\sigma^2 T + \sigma W_T^{\mathbb{Q}^d} \right) = X_0 \frac{B^d(T)}{B^f(T)}\mathcal{E}[\sigma W_T^{\mathbb{Q}^d}]$$ donde he utilizado la notación $B(t)$ para el $t$ -valor de una cuenta del mercado monetario en las economías nacionales/extranjeras donde $1$ unidad monetaria se ha invertido en $t=0$ .

El cambio de medida quanto escribe clásicamente (ver preguntas relacionadas de SE) $$ \left. \frac{d\mathbb{Q}^f}{d\mathbb{Q}^d} \right\vert_{\mathcal{F}_T} = \frac{X_T B^f(T)}{X_0 B^d(T)} = \mathcal{E}[\sigma W_T^{\mathbb{Q}^d}] $$ dada la expresión de $X_T$ que se encuentra más arriba (nótese que se trata de una exponencial de Doléans-Dade).

Ahora nos gustaría calcular el precio justo a plazo como una expectativa bajo el $T$ -medida anticipada $\mathbb{Q}^d_T$ cuya derivada de Radon-Nikodym wrt $\mathbb{Q}^d$ lee: $$ \left. \frac{d\mathbb{Q}^d_T}{d\mathbb{Q}^d} \right\vert_{\mathcal{F}_T} = \frac{1/B^d(T)}{B^d(0,T)} $$ (nótese que es igual a uno para los índices deterministas). Entonces tenemos: \begin{align} F^X(0,T) &= \mathbb{E}^{\mathbb{Q}^d_T}_0[ X_T ] \\ &= \mathbb{E}^{\mathbb{Q}^d}_0 \left[ X_T \left. \frac{d\mathbb{Q}^d_T}{d\mathbb{Q}^d} \right\vert_{\mathcal{F}_T} \right] = \mathbb{E}^{\mathbb{Q}^d}_0 \left[ X_T \frac{1/B^d(T)}{B^d(0,T)} \right] \tag{1} \\ &= \frac{1}{B^d(0,T)} X_0 \mathbb{E}^{\mathbb{Q}^d}_0 \left[ \frac{1}{B^f(T)} \mathcal{E}[\sigma W_T^{\mathbb{Q}^d}] \right] \tag{2} \\ &= \frac{1}{B^d(0,T)} X_0 \mathbb{E}^{\mathbb{Q}^f}_0 \left[ \frac{1}{B^f(T)} \underbrace{\mathcal{E}[\sigma W_T^{\mathbb{Q}^d}] \left. \left(\frac{d\mathbb{Q}^f}{d\mathbb{Q}^d}\right)^{-1} \right\vert_{\mathcal{F}_T}}_{=1} \right] \tag{3} \\ &= X_0 \frac{B^f(0,T)}{B^d(0,T)} \tag{4} \end{align} donde hemos utilizado:

  1. Cambio de medida del $T$ -Medida interna avanzada $\mathbb{Q}^d_T$ a la medida domótica $\mathbb{Q}^d$ + expresión de la correspondiente derivada de Radon-Nikodym
  2. Definición de $X_t$ solución de la SDE original proporcionada bajo la medida doméstica $\mathbb{Q}^d$
  3. Cambio de medida de la medida nacional $\mathbb{Q}^d$ a medida extranjera $\mathbb{Q}^f$ + expresión de la correspondiente derivada de Randon-Nikodym
  4. Definición del precio de un bono cupón cero según la medida extranjera $\mathbb{Q}^f$

La conclusión es que se puede utilizar con seguridad esa SDE, ya que no implica ningún problema de arbitraje flagrante.

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