Hay dos casos en los que se permiten las ventas en corto: Con préstamos sin riesgo y sin ellos. Como se menciona en los comentarios, sólo hay que resolver un sistema lineal.
Con los préstamos y empréstitos sin riesgo
La existencia de un tipo de interés activo y pasivo sin riesgo rf implica que hay una única cartera de activos de riesgo, que es preferida a todas las demás carteras. Se quiere maximizar la función
θ=ˉRP−Rfσp
sujeto a la restricción ∑Ni=1Xi=1 .
ˉRP denota la rentabilidad media de la cartera de N activos i con pesos Xi y σP es la desviación estándar de los rendimientos de la cartera. A partir de la definición de rentabilidad de la cartera, Rf=1⋅Rf=(∑Ni=1Xi)⋅Rf=∑Ni=1(XiRf) y su desviación estándar, se obtiene
θ=∑Ni=1Xi(ˉRi−Rf)[∑Ni=1(X2iσ2i)+∑Ni=1∑Nj=1j≠iXiXjσij]12 donde σij es la covarianza de los rendimientos de los activos ri y rj .
Es un simple problema de maximización, se toma la derivada con respecto a cada variable y se hace igual a cero. Se obtiene un sistema de ecuaciones:
- dθdX1=0
- dθdX2=0
- dθdXi=0
- ...
En general: dθdXi=−(λX1σ1i+λX2σ2i+...+λXiσ2i+...+λXN−1σN−1,i+λXNσNi)+ˉRi−Rf=0
con
λ=∑Ni=1Xi(ˉRi−Rf)∑Ni=1(X2iσ2i)+∑Ni=1∑Nj=1j≠iXiXjσij
Después de definir una nueva variable Zk=λXk la formulación se simplifica al sistema (llamémoslo A):
ˉR1−Rf=Z1σ21+Z2σ12+Z3σ13+ZNσ1N ˉR2−Rf=Z1σ12+Z2σ22+Z3σ23+ZNσ2N ... ˉRN−Rf=Z1σ1N+Z2σ2N+Z3σ3N+ZNσ2N
El ZN son proporcionales a la cantidad óptima a invertir en cada valor. En primer lugar, resolvemos el sistema anterior para ZN entonces el peso óptimo Xk para cada activo k es
Xk=Zk∑Ni=1Zi
Sin préstamos y empréstitos sin riesgo
Si un tipo sin riesgo Rf no está disponible, hay que modificar la solución anterior. Supongamos que Rf existe y encontrar la cartera óptima con el método anterior. A continuación, suponga una Rf y encontrar la cartera óptima que corresponde a esta tasa sin riesgo ligeramente modificada. Continúe cambiando la tasa asumida hasta que se determine la frontera eficiente completa.
Consideremos de nuevo el sistema lineal A. Sin embargo, no tenemos que sustituir en un valor particular de Rf . Podemos simplemente dejar Rf como parámetro general y resolver para Zk en términos de Rf . Esto da lugar a una solución de la forma
Zk=C0k+C1kRf
donde C0k y C1k son constantes. Tienen un valor diferente para cada activo k pero ese valor no cambia con los cambios en Rf . Una vez que el Zk se determinan como funciones de Rf podríamos variar Rf para determinar la cantidad a invertir en cada valor en varios puntos de la frontera eficiente.
Observación adicional
Lintner(1965) tiene una definición alternativa de las ventas al descubierto que es más realista. Asume correctamente que cuando un inversor vende acciones en corto, no se recibe dinero en efectivo, sino que se mantiene como garantía. Además, el inversor debe aportar una cantidad adicional de efectivo igual a la cantidad de acciones que vende en corto. En resumen, el problema es el siguiente ∑Ni=1|Xi|=1 .
Referencia
Elton/Gruber/Brown/Götzmann (2014) , Teoría moderna de la cartera y análisis de la inversión , ed. 9, John Wiley & Sons.