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Árbol binomial con volatilidad dependiente del tiempo

En el enfoque de Cox para árboles binomiales, el movimiento ascendente $u$ y el movimiento hacia abajo $d$ están dadas por: $u = e^{\sigma \sqrt{dt}}$ y $d = e^{-\sigma \sqrt{dt}}$ . En este enfoque la volatilidad $\sigma$ se supone constante. Estoy intentando construir un árbol con volatilidad dependiente del tiempo.

Que la volatilidad $\sigma(t)$ depender del tiempo. Para tener un árbol recombinado se requiere que la varianza $\sigma_i \sqrt{dt_i}$ es independiente de $i$ . Esto significa que hay 2 grados de libertad para elegir porque variando $dt_i$ o $\sigma_i$ dará como resultado un árbol no recombinante. No me queda claro cómo podemos elegir estos?

Según tengo entendido, $\sigma_i$ es la volatilidad "a plazo" en el intervalo de tiempo $[t_i, t_{i+1}]$ . Si considero que la volatilidad sonríe hoy y denota $\sigma(K,t)$ la volatilidad implícita de una opción con strike $K$ y caducidad $t$ Entonces tenemos la relación: $$\sigma_{i}^2dt_i = \sigma(K,t_{i+1})^2t_{i+1} - \sigma(K,t_{i})^2t_{i}$$

El cálculo de estas volatilidades a plazo es entonces sencillo dado que conozco $t_i$ ya que puedo calcular la volatilidad implícita $\sigma(K,t)$ para cualquier $t$ . Sin embargo, dado que $t_i$ son desconocidos no puedo determinar $\sigma(K,t_i)$ antes de saber primero $t_i$ ... Estoy tratando con una ecuación con demasiadas incógnitas.

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luckyreed76 Puntos 11

Es probable que haya algo mucho menos burdo que esto pero:

Fijación de un intervalo de tiempo inicial $[t_0, t_1]$ tenemos que la volatilidad en ese intervalo de tiempo viene dada por:

Sea la volatilidad en un intervalo de tiempo denotada por: $$ vol(t_i, dt_{i}) = \sigma_i \sqrt{d t_i} = \sigma_i \sqrt{(t_i + d t_i) - t_i} = \sigma_i \sqrt{t_{i+1} - t_i} $$

Para ser recombinante se requiere que, para cualquier $i$ : $$ vol(t_i, dt_{i}) = vol(t_0, d t_0) $$

donde necesitamos $vol$ para satisfacer:

$$ vol(t_i, dt_{i}) = \sqrt{\sigma(K, t_{i} + d t_i)^2 (t_i+dt_{i}) - \sigma(K, t_i)^2t_i}$$

Desde $t_i$ se fijará sólo podemos variar $dt_i$ .

La volatilidad del intervalo de tiempo será igual a $0$ cuando $dt = 0$ y por aumento a $\infty$ como $t \to \infty$ (por supuesto). Asumiendo la suavidad de $\sigma(K, t)$ y algunos otros supuestos, $vol(t_i, dt_i)$ debería aumentar en $dt_i$ .

Por lo tanto, sólo aumentar lentamente $dt_i$ de $0$ hasta que satisfaga $vol(t_i, dt_{i}) = vol(t_0, d t_0)$ Hazlo en cada paso.

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