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Die Zeitstruktur der impliziten Volatilitäten

Die Zeitstruktur der impliziten Volatilitäten
Über dieses Buch
  • Art: Diplomarbeit
  • Autor: Michael Hoesgen
  • Abgabedatum: August 1998
  • Umfang: 95 Seiten
  • Dateigröße: 2,0 MB
  • Note: 1,7
  • Institution / Hochschule: Universität zu Köln Deutschland
  • ISBN (eBook): 978-3-8324-1173-2
  • ISBN (Paperback) :
    978-3-8324-1173-2 P
  • ISBN (CD) :978-3-8324-1173-2 CD
  • Sprache: Deutsch
  • Prämierung:
  • Arbeit zitieren: Hoesgen, Michael August 1998: Die Zeitstruktur der impliziten Volatilitäten, Hamburg: Diplomica Verlag
  • Schlagworte: Optionspreistheorie, Black/Scholes Modell, Derman/Kani, Lokale Volatilitäten, Volatility Smile

Diplomarbeit von Michael Hoesgen

Einleitung:

Diese Arbeit behandelt die Zeitstruktur der impliziten Volatilitäten.

Als implizite Volatilität bezeichnet man die aus einem gehandelten Optionspreis abgeleitete Volatilität eines Wertpapiers. Die Zeitstruktur der impliziten Volatilitäten ist eine Menge von impliziten Volatilitäten für alternative Restlaufzeiten und Basispreise einer Option. Unter der Annahme, daß die Marktpreise liquider Optionen ökonomisch relevante Informationen über die zukünftigen Kursentwicklungen eines Wertpapiers beinhalten, kann die Zeitstruktur der impliziten Volatilitäten zur Prognose zukünftig realisierter Volatilitäten verwendet werden.

Gang der Untersuchung:

In Abschnitt 2 wird die dem Black/Scholes Modell zugrundeliegende implizite Volatilität charakterisiert.

In Abschnitt 3 werden zunächst die mit der Zeitstruktur der impliziten Volatilitäten in Zusammenhang stehenden Spot und Lokalen Volatilitäten in Analogie zu den Spot und Forward Rates in der Zinstheorie definiert. Danach werden die Zusammenhänge zwischen der impliziten (Spot) Volatilität und der impliziten Lokalen Volatilität verdeutlicht. Die implizite Volatilität repräsentiert die durchschnittliche erwartete Volatilität über die Restlaufzeit der Option. Die implizite Lokale Volatilität hingegen stellt die erwartete Volatilität für einen bestimmten Preis des Underlying zu einem zukünftigen Zeitpunkt dar. Der letzte Abschnitt des Kapitels erörtert die theoretischen Grundlagen der impliziten Modellen zugrundeliegenden Annahme einer Lokalen Volatilität als deterministische Funktion der Zeit und des Preises des Underlying.

Die Abschnitte 4 und 5 behandeln als Hauptteil der Arbeit zeitkontinuierliche und zeitdiskrete Modelle zur Abbildung der Zeitstruktur der impliziten Volatilitäten.

In Abschnitt 6 erfolgt eine Zusammenfassung.

Inhaltsverzeichnis:

Abkürzungsverzeichnis III
Symbolverzeichnis IV
Abbildungsverzeichnis VII
1. Überblick 1
2. Implizite Volatilitäten 2
2.1 Historische Volatilität 2
2.2 Implizite Black/Scholes Volatilität 3
2.3 Numerisches Verfahren zur Berechnung der impliziten Black/Scholes Volatilität 6
2.4 Die Volatilitätsstruktur 8
3. Determinanten der Zeitstruktur der impliziten Volatilitäten 11
3.1 Spot Volatilitäten 12
3.2 Lokale Volatilitäten 14
3.2.1 Bestimmung der Lokalen Volatilitäten in Analogie zu den Forward Rates 14
3.2.2 Der Zusammenhang zwischen impliziten Volatilitäten und impliziten Lokalen Volatilitäten 20
3.3 Die Zeitstruktur der Lokalen Volatilitäten 22
3.4 Merkmale impliziter Modelle zur Ermittlung der Zeitstruktur der impliziten Volatilitäten 24
4. Das zeitkontinuierliche Modell von Dupire (1994) zur Abbildung der Zeitstruktur der impliziten Volatilitäten 26
4.1 Grundlagen: Die Kolmogorov Gleichungen 26
4.2 Die Ableitung der impliziten risikoneutralen Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion aus Optionspreisen 30
4.3 Die Bestimmung des Diffusionskoeffizienten und der Funktion der impliziten Lokalen Volatilitäten 32
5. Zeitdiskrete Modelle zur Abbildung der Zeitstruktur der impliziten Volatilitäten 36
5.1 Das Binomialmodell von Derman/Kani (1994) 36
5.1.1 Grundlagen 36
5.1.1.1 Die Struktur von Binomialbäumen 37
5.1.1.2 Risikoneutrale Wahrscheinlichkeiten 39
5.1.1.3 Optionsbewertung anhand des Standard Binomialbaums von Cox/Ross/Rubinstein 40
5.1.1.4 Arrow-Debreu Preise 42
5.1.2 Die Konstruktion des impliziten Binomialbaums 46
5.1.2.1 Merkmale des impliziten Binomialbaums 46
5.1.2.2 Bestimmung der Parameter 47
5.1.3 Das Problem negativer Pfadwahrscheinlichkeiten 52
5.1.4 Die Ableitung der impliziten Lokalen Volatilitäten 53
5.1.5 Beurteilung und Alternativansätze 55
5.2 Das Trinomialmodell von Derman/Kani/Chriss (1996) 56
5.2.1 Die Grundstruktur eines Trinomialbaums 56
5.2.2 Die Konstruktion des impliziten Trinomialbaums 57
5.3 Die Methode der finiten Differenzen 62
5.3.1 Überblick 62
5.3.2 Finite Differenzen 63
5.3.3 Die Diskretisierung der Bewertungsgleichung 66
5.3.4 Die Ermittlung der Funktion der impliziten Lokalen Volatilitäten 70
6. Zusammenfassung 73
Literaturverzeichnis 76

Automatisiert erstellter Textauszug:

rekombinierbaren Binomial- bzw. Trinomialbaum als zeitdiskrete Approximation des stochastischen Preisprozesses des Underlying (3.21) abzuleiten. Die Funktion der impliziten Lokalen Volatilitäten wird hier durch die zeitdiskreten einperiodigen Lokalen Volatilitäten an den einzelnen Knoten des Baums festgelegt. Die aus impliziten Binomial- und Trinomialbäumen abgeleiteten Optionspreise stimmen mit den Marktpreisen der Inputoptionen überein, wodurch sich die Modelle zur Abbildung der Zeitstruktur der impliziten Volatilitäten eignen. In den folgenden zeitdiskreten Modellen wird der Betrachtungszeitraum in N diskrete, äquidistante Teilperioden ∆t=T/N unterteilt. Insgesamt ergeben sich damit N+1 Betrachtungszeitpunkte 0, ∆t, 2∆t ,..., T. Der Aktienkurs stellt in diesen Modellen eine Zufallsvariable dar, die am Ende einer betrachteten Zeitperiode eine endliche Anzahl von neuen Werten annehmen kann. Dabei ist die Eintrittswahrscheinlichkeit des neuen Wertes bekannt. Beträgt der Aktienkurs nach n Perioden zum Zeitpunkt tn=n∆t bspw. Sn, so kann der Aktienkurs Sn+1 nach einer weiteren Periode zum Zeitpunkt tn+1 = (n+1)∆t jeden Wert aus einer a priori festgelegten endlichen Anzahl von Werten annehmen: Sn+1 ∈ {Sn+1,1, Sn+1,2, ..., Sn+1,N}. (5.1) [...]

27 P[ a ≤ x(t0) ≤ b |x(t ) = x ] = (4.3) Es sei angenommen, daß der Wert für x0 zu einem Zeitpunkt t0 feststeht. Sofern b≠0 besteht Unsicherheit über den zukünftigen Wert von x0. Dieser zukünftige Zeitpunkt und der Wert der Zufallsvariablen zu diesem Zeitpunkt werden mit t und x bezeichnet. Obwohl der Wert für x nicht unmittelbar bekannt ist, so kann dennoch die WDF für diesen Wert bestimmt werden, da (4.1) alle Informationen über die stochastische Entwicklung von x0 beinhaltet. Die Bestimmung dieser WDF erfolgt anhand einer PDG, der sog. Kolmogorov Forward Gleichung. Umgekehrt läßt sich über den Wert von x zum Zeitpunkt t die WDF für x0 zu einem früheren Zeitpunkt t0 ermitteln. Dies geschieht über die sog. Kolmogorov Backward Gleichung. Die beiden gesuchten WDF sind in der Funktion φ(x0,t0,x,t) enthalten. φ(.) wird auch als Green´sche Funktion bezeichnet. Sie erfüllt sowohl die Forward als auch die Backward Gleichung und kann als Lösung der beiden PDG abgeleitet werden 69. Zur Ableitung der Kolmogorov Gleichungen wird eine zeitdiskrete Darstellung des Zufallsprozesses in Form eines Trinomialprozesses gewählt [...]

daraus resultierenden zusätzlichen Risikokomponenten nicht ohne weiteres durch ein Hedgeportfolio aus dem zugrundeliegenden Wertpapier nachgebildet werden können, ist das Bewertungsmodell nicht länger vollständig und ermöglicht somit auch keine präferenzfreie Bewertung von Optionen 67. Da in impliziten Modellen die ungewisse Kursentwicklung dem Underlying den einzigen Risikofaktor darstellt, kann durch Bildung eines risikolosen Hedgeportfolios aus eine präferenzfreie Optionsbewertung in Analogie zum B/S Modell erfolgen. Implizite Modelle verwenden die Marktpreise gehandelter Optionen, sog. Inputoptionen, zur Ableitung des durch (3.21) beschriebenen Preisprozesses. Die aus impliziten Modellen resultierenden theoretischen Optionswerte stimmen daher mit den Marktwerten der Inputoptionen überein. Die in den Kapiteln 4 und 5 vorgestellten impliziten Modelle und Verfahren verwenden Marktpreise von Optionen mit allen möglichen Basispreisen und Fälligkeiten als Inputgrößen. Der aus ihnen abgeleitete implizite risikoneutrale Preisprozeß bildet daher die Zeitstruktur der impliziten Volatilitäten vollständig ab. [...]

Arbeit zitieren:
Hoesgen, Michael August 1998: Die Zeitstruktur der impliziten Volatilitäten, Hamburg: Diplomica Verlag

Schlagworte:
Optionspreistheorie, Black/Scholes Modell, Derman/Kani, Lokale Volatilitäten, Volatility Smile

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