1 OPCJE

2 OPCJE - zagadnienia Funkcja wypłaty, funkcja zysku Terminy: in the money, out of the money Rynek doskonały Wzory na wycenę opcji przy założeniu okresowej kapitalizacji odsetek Wzory na wycenę opcji przy założeniu ciągłej kapitalizacji odsetek Delta hedging (strategia osłonowa delta) Algorytm wyceny w ustalonej liczbie etapów

3 OPCJE / DEFINICJA Opcja jest prawem do zakupu lub sprzedaży określonej ilości wyspecyfikowanego przedmiotu (tzw. instrumentu bazowego) po z góry ustalonej cenie i w ciągu umówionego okresu lub w wyznaczonym terminie. Opcja jest to umowa dająca jej posiadaczowi prawo do wykonania określonej czynności w określonym momencie lub przedziale czasu.

4 CELE ZAWIERANIA KONTRAKTÓW OPCYJNYCHZabezpieczenie przed niekorzystnymi zmianami cen instrumentu bazowego Spekulacje na spadku lub wzroście instrumentu bazowego Arbitraż między rynkiem instrumentów pochodnych a rynkiem instrumentów bazowych

5 INSTRUMENTY BAZOWE DLA OPCJIWaluty opcje na kursy walutowe Akcje opcje na poszczególne akcje Obligacje opcje na obligacje Towary opcje na towary Stopy procentowe opcje na kontrakty na stopy procentowe

6 Funkcja wypłaty / europejska opcja kupnaK - cena realizacji (wykonania) T - data wygaśnięcia opcji ST - cena w momencie T waloru bazowego, na który wystawiona jest opcja   Jeśli w chwili T cena rynkowa waloru (ST) jest większa od ceny wykonania K , to posiadający opcję kupna uzyskuje kwotę ST - K , ( opcja daje mu prawo do zakupienia waloru za cenę K, który może sprzedać po cenie rynkowej wynoszącej ST ). Jeśli ST ≤ K, to opcja kupna jest bezwartościowa i nie zostanie zrealizowana. Niech C oznaczać będzie cenę opcji kupna a P będzie ceną opcji sprzedaży

7 Funkcja wypłaty / europejska opcja kupnaDefinicja Funkcję zdefiniowaną wzorem lub nazywamy funkcją wypłaty dla posiadacza opcji kupna.

8 Funkcja wypłaty / europejska opcja sprzedażyFunkcję zdefiniowaną wzorem lub nazywamy funkcją wypłaty dla posiadacza opcji sprzedaży.

9 Zysk posiadacza opcji kupna (long call)

10 Zysk wystawcy opcji kupna (short call) C – cena opcji kupna (premia)

11 Zysk posiadacza opcji sprzedaży (long put) P – cena opcji sprzedaży (premia)

12 Zysk wystawcy opcji sprzedaży (short put) P – cena opcji sprzedaży (premia)

13 Terminy: in the money, out of the money, at the moneyOpcja kupna Opcja sprzedaży in the money Cena instrumentu bazowego jest wyższa od ceny wykonania. Cena instrumentu bazowego jest niższa od ceny wykonania. out of the money Cena instrumentu bazowego jest niższa od ceny wykonania. at the money Cena instrumentu bazowego jest zbliżona lub równa cenie wykonania. Cena instrumentu bazowego jest zbliżona lub równa cenie wykonania

14 Wycena opcji – model dwumianowy założenia o rynku doskonałymoprocentowanie depozytów i kredytów bankowych jest jednakowe wysokość zaciąganych kredytów nie jest ograniczona zapewniona jest płynność obrotu wszystkimi aktywami nie ma żadnych kosztów związanych z zawieraniem transakcji wszystkie aktywa są doskonale podzielne dopuszczalna jest krótka sprzedaż aktywów brak jest możliwości arbitrażu

15 Cel: określenie ceny opcji kupna C0 Dane: cena realizacji - K Model dwustanowy jednookresowy wyceny opcji kupna. Kapitalizacja okresowa Cel: określenie ceny opcji kupna C0 Dane: cena realizacji - K cena początkowa akcji - S0 cena akcji po upływie okresu w przypadku wzrostu w przypadku spadku stopa wolna od ryzyka - r Zakładamy ponadto że - wycena będzie dokonana w warunkach obojętności wobec ryzyka, tzn. cena opcji nie będzie zależała od późniejszego zachowania akcji - akcja nie przynosi dywidendy - rynek jest doskonały - kapitalizacja okresowa

16 Model dwustanowy jednookresowy wyceny opcji kupna. Przykładcena realizacji – 110 zł cena początkowa akcji zł cena akcji po upływie okresu w przypadku wzrostu – 150 zł w przypadku spadku – 70 zł okresowa stopa wolna od ryzyka %

17 Model dwustanowy jednookresowy wyceny opcji kupna. PrzykładWartość opcji (funkcja wypłaty) po upływie jednego okresu w przypadku wzrostu ceny akcji Wartość opcji (funkcja wypłaty) po upływie jednego okresu w przypadku spadku ceny akcji

18 Model dwustanowy jednookresowy wyceny opcji kupna. PrzykładRozważmy portfel składający się z jednej opcji kupna w pozycji krótkiej oraz pewnej liczby akcji, którą oznaczamy symbolem ∆0 Wartość portfela po upływie jednego okresu będzie wynosić: - gdy cena akcji wzrośnie - gdy cena akcji spadnie.

19 Model dwustanowy jednookresowy wyceny opcji kupna. PrzykładZgodnie z założeniami portfel ma być wolny od ryzyka, czyli spełniać warunek oznacza to, że Stąd ∆0 = 0,5 Portfel powinien składać się z długiej pozycji w akcjach w liczbie 0,5 oraz z krótkiej pozycji opcji kupna w liczbie 1. W obu przypadkach (wzrostu bądź spadku ceny akcji) wartość portfela po upływie jednego okresu wynosi 35 zł.

20 Model dwustanowy jednookresowy wyceny opcji kupna. PrzykładAby po jednym okresie uzyskać z lokaty 35 zł należy w chwili początkowej zainwestować kwotę: Oznacza to, że wartość jego portfela (∆0 , - 1) w chwili początkowej musi być równa V0 = 29,17 zł. (Portfel jest wolny od ryzyka, dlatego jego okresowa stopa zwrotu musi być równa 20%). Z drugiej strony wartość portfela w chwili początkowej można przedstawić w postaci stąd C0 = 20,83

21 Model dwustanowy jednookresowy wyceny opcji kupna. PrzykładCena opcji C0 = 20,83 zł jest tzw. ceną arbitrażową, lub ceną fair. Gdyby cena opcji była większa, to inwestor potrzebowałby mniej niż 29,17 zł na konstrukcję portfela w chwili początkowej, zatem roczny zysk byłby większy niż 20%, czyli. istniałaby możliwość arbitrażu. (C0 = 22, to wartość portfela początkowego 28 zł, końcowego 35, zysk 25%) Gdyby cena opcji była mniejsza niż 20,83 zł , (np. 20 zł) to inwestor powinien zająć pozycję odwrotną (krótka sprzedaż 0,5 akcji, kupno opcji, zdeponowanie pozostałych pieniędzy (30 zł) na koncie). Po okresie należy odkupić 0,5 akcji za 75 zł i uzyskać z opcji 40 zł (w przypadku zwyżki), bądź odkupić 0,5 akcji za 35 zł w przypadku zniżki, zatem wydać w obu sytuacjach 35 zł. Ale po upływie okresu depozyt jest wart 36 zł. Otrzymujemy arbitrażowy zysk w wysokości 1 zł.

22 Model dwustanowy jednookresowy wyceny opcji kupna. Przypadek ogólnyRozważmy - jak w przykładzie - portfel składający się z jednej opcji kupna w pozycji krótkiej oraz pewnej liczby akcji ∆0 Portfel ma być wolny od ryzyka tzn: czyli gdzie

23 Model dwustanowy jednookresowy wyceny opcji kupna. Przypadek ogólnyGdyby d > 1+r, to możliwy byłby arbitraż polegający na możliwości zaciągnięcia nieograniczonego kredytu przy stopie r oraz inwestycja w akcje. Gdyby 1+r >u, to możliwy byłby arbitraż polegający na krótkiej sprzedaży akcji i ulokowanie pieniędzy na lokacie o oprocentowaniu r.

24 Model dwustanowy jednookresowy wyceny opcji kupna. Przypadek ogólnySkoro portfel jest wolny od ryzyka, jego roczna stopa zwrotu musi być równa stopie zwrotu wolnej od ryzyka. Zatem: wart. końc. portf./(1+r)= wart. początk. portf. Stąd wyliczając C0 otrzymujemy (uwzględniając wzór na delta)

25 Po uproszczeniach otrzymujemy

26 Model dwustanowy jednookresowy wyceny opcji kupna. Przypadek ogólnyModel dwustanowy jednookresowy wyceny opcji kupna. Przypadek ogólny. Podsumowanie Cena europejskiej opcji kupna w dwustanowym modelu jednookresowym (przy wcześniejszych oznaczeniach) dana jest wzorem zatem

27 Model dwustanowy jednookresowy wyceny opcji sprzedaży.Cena europejskiej opcji sprzedaży z ceną realizacji K w jednookresowym modelu dwumianowym wynosi: gdzie P1u oraz P1u oznaczają wartości opcji sprzedaży odpowiednio po wzroście lub spadku akcji, czyli Dowód w przypadku opcji sprzedaży można uzyskać naśladując postępowanie z dowodu dla opcji kupna

28 Model dwustanowy jednookresowy wyceny opcji kupna. UWAGI1. Wzór określający cenę opcji kupna nie zawiera wartości prawdopodobieństw wzrostu ani spadku ceny akcji. 2. Liczby p i (1-p) można interpretować jako prawdopodobieństwo (odpowiednio) wzrostu, spadku ceny akcji Przy interpretacji liczb p i (1-p) jako prawdopodobieństwa, cena opcji kupna jest oczekiwaną wartością funkcji wypłaty zdyskontowaną czynnikiem 1/(1+ r).

29 Model dwustanowy jednookresowy wyceny opcji kupna. UWAGIPrzy interpretacji probabilistycznej liczb p i (1- p) wartość oczekiwana ceny akcji po jednym okresie jest równa wartości przyszłej kwoty S0 . Dowód

30 Model dwustanowy dwuokresowy wyceny opcji kupna. Zmienność ceny akcji

31 Model dwustanowy dwuokresowygdzie

32 Model dwustanowy dwuokresowy wyceny opcji kupnaModel dwustanowy dwuokresowy wyceny opcji kupna. Zmienność wartości opcji Oznaczenia wartości opcji w węzłach

33 Model dwustanowy dwuokresowyStosując wzór na wycenę opcji kupna w modelu jednookresowym dla węzłów (b), (c) otrzymujemy Znając te wyceny można wyznaczyć cenę opcji w chwili początkowej - czyli w węźle (a)

34 Model dwustanowy dwuokresowyPodstawiając dwa poprzednie wzory do ostatniego otrzymujemy Mamy więc

35 Model dwustanowy dwuokresowy1. Podobnie jak dla wyceny opcji w modelu jednookresowym liczby można interpretować jak prawdopodobieństwa odpowiednio dwukrotnego wzrostu ,wzrostu i spadku oraz dwukrotnego spadku akcji. 2. Wzór na wycenę opcji można przedstawić następująco lub z użyciem dwumianu Newtona

36 Model dwustanowy n – okresowy Uogólnienie wzoru na wycenę opcji kupna dla modelu dwuokresowegoWzór na wycenę opcji kupna w modelu dwuokresowym można uogólnić (metodą indukcyjną) na przypadek modelu n - okresowego:

37 Drzewo cen w modelu multiplikatywnym, dwumianowym (4 etapy, S – cena początkowa)

38 Ceny końcowe akcji w modelu multiplikatywnym dwumianowym, n-etapowymMożliwe ceny końcowe muszą mieć postać Sukdn-k, gdzie k = 0,1,…,n. Na drzewie cenowym istnieje różnych dróg prowadzących do węzła identyfikowanego z ceną Sukdn-k , gdyż każda droga jest jednoznacznie scharakteryzowana przez n-wyrazowy ciąg (u,u,d,u,…,d,u), zawierający k liter u oraz (n-k) liter d.

39 Ceny końcowe w modelu multiplikatywnym dwumianowym, n-etapowymPrawdopodobieństwo każdej takiej drogi – jako koniunkcji zdarzeń niezależnych - wynosi pk (1-p)n-k Zatem prawdopodobieństwo ceny końcowej S0 ukdn-k wynosi

40 Interpretacja wzoru na wycenę opcji kupna w modelu n - okresowymJeżeli p potraktujemy jak prawdopodobieństwo wzrostu akcji, to liczba dana wyżej jest prawdopodobieństwem uzyskania ceny końcowej akcji ukdn-kS0, zaś liczba max(ukdn-kS0-K,0) jest wartością (funkcją wypłaty) opcji kupna przy tej cenie akcji. Cena opcji kupna C0 jest więc równa wartości bieżącej oczekiwanej funkcji wypłaty.

41 Model dwustanowy n – okresowy Wzór na wycenę opcji sprzedażyJeżeli p potraktujemy jako prawdopodobieństwo wzrostu akcji, to liczba P0 jest równa zaktualizowanej na moment początkowy oczekiwanej wartości funkcji wypłaty opcji sprzedaży. Liczba Max(K-ukdn-kS0, 0) jest wartością (funkcją wypłaty) opcji sprzedaży przy cenie akcji ukdn-kS0.

42 Wzory na wycenę opcji przy założeniu ciągłej kapitalizacji odsetekW modelu jednookresowym W modelu wielookresowym

43 Porównanie wzorów w modelu jednookresowym kapitalizacja ciągła, kapitalizacja roczna

44 Model dwumianowy wyceny opcji ciągła kapitalizacja odsetekTW. Wartość opcji w modelu jednookresowym dwumianowym jest dana wzorem C = e – rT [p Cu +(1-p) Cd ] gdzie p = (e rT – d)/(u – d)  Dowód. Rozważmy portfel składający się z ∆ akcji (długa pozycja) i jednej opcji (krótka pozycja). Obliczymy wartość ∆, dla której portfel ten jest wolny od ryzyka. W przypadku wzrostu ceny akcji wartość portfela w momencie wygaśnięcia opcji jest równa Su∆ - Cu zaś w drugim przypadku Sd∆ - Cd .

45 Model dwumianowy wyceny opcji ciągła kapitalizacja odsetekObojętność wobec ryzyka wymaga by wartości te były równe; Su ∆ - Cu = Sd ∆ - Cd . Zatem liczba akcji w portfelu wynosi ∆ = (Cu-Cd) / (Su – Sd) Bieżąca wartość rozpatrywanego portfela (Su∆ - Cu)e – rT. Ponieważ początkowy koszt utworzenia portfela wynosił S∆ - C, mamy więc równość S∆ - C = (Su∆ - Cu ) e – rT S∆ - (Su∆ - Cu ) e – rT = C S∆ e rT - (Su∆ - Cu ) = C e rT ∆(S e rT – Su) + Cu = C e rT

46 Model dwumianowy wyceny opcji ciągła kapitalizacja odsetek∆(S e rT – Su) + Cu = C e rT podstawiając ∆ = (Cu-Cd) / S(u – d) równanie przyjmie postać: C e rT = (Cu-Cd) S (e rT – u) /S(u – d) + Cu C e rT = (Cu-Cd) (e rT – u) /(u – d) + (u – d)Cu/(u – d) C e rT = [Cu e rT - Cd e rT – Cu u + Cd u + u Cu – dCu ]/(u – d) C e rT = [Cu e rT - Cd e rT + Cd u – dCu ]/(u – d) C e rT = Cu (e rT –d) )/(u – d) + Cd (u-e rT )/(u – d) C = e – rT [p Cu +(1-p) Cd ] gdzie p = (e rT –d)/(u – d), 1- p = (u-d- erT +d)/(u – d)= (u- erT )/(u – d)

47 Porównanie wzorów w modelu n – okresowym kapitalizacja ciągła, kapitalizacja roczna

48 UWAGI O DELCIE (delta hedging)W analizie jednookresowego modelu wyceny opcji ustaliliśmy liczbę akcji przypadającej na jedną opcję w pozycji krótkiej Jest on jednocześnie proporcją liczby akcji do liczby opcji (w pozycji krótkiej) dla portfela całkowicie zabezpieczonego (hedge ratio). W modelu wielookresowym delta może być różna w każdym węźle siatki zmienności ceny akcji (zatem dla każdego etapu, dla każdej sytuacji) Jeżeli w każdym momencie portfel akcji i opcji ma być całkowicie zabezpieczony, należy modyfikować jego skład w zależności od scenariusza zmiany ceny akcji.

49 Drzewo cen w modelu multiplikatywnym, dwumianowym (4 etapy, S – cena początkowa)

50 UWAGI O DELCIE (delta hedging)Po k – tym okresie istnieje k+1 węzłów w przyjętym modelu zmienności akcji, które odpowiadają różnym, zrealizowanym do tego momentu scenariuszom. W każdym węźle wielkość delty może być inna. Można przyjąć, że w poniższym wzorze i=1 odpowiada scenariuszowi samych (dotychczasowych) spadków, zaś i = k+1 – samych wzrostów

51 Model dwustanowy wielookresowy Przykład wyceny w modelu 10 - etapowymDokonamy wyceny opcji kupna przy następujących danych

52 Model dwustanowy wielookresowy Algorytm wyceny w modelu 10 – etapowymZbudowanie siatki cen akcji w modelu dwumianowym Ustalenie funkcji wypłaty opcji ( max{ cena końcowa akcji – cena realizacji opcji, zero}) Wycena opcji w węzłach sieci etapu 9, ze wzoru na wycenę w modelu jednoetapowym Wycena opcji w węzłach sieci etapu 8, ze wzoru na wycenę w modelu jednoetapowym Itd. Wycena opcji w momencie początkowym

53 Przykład wyceny w modelu 10 – etapowym Siatka cen akcji w modelu dwumianowym

54

55 Model dwustanowy 10 – etapowy. Ustalenie funkcji wypłaty z opcji po 10Model dwustanowy 10 – etapowy. Ustalenie funkcji wypłaty z opcji po 10. etapie

56 Model dwustanowy 10 – etapowy. Ustalenie wartości opcji w 9Model dwustanowy 10 – etapowy. Ustalenie wartości opcji w 9. etapie – ze wzoru na wycenę w modelu jednookresowym

57 Model dwustanowy 10 – etapowyModel dwustanowy 10 – etapowy. Ustalenie wartości opcji w każdym etapie, w kazdej sytuacji ( ze wzoru na wycenę w modelu jednookresowym)

58 Model dwustanowy 10 – etapowyModel dwustanowy 10 – etapowy. Ustalenie wartości opcji na podstawie wzoru

59 Wartość wewnętrzna i wartość czasowaWartość wewnętrzna opcji jest to różnica między ceną instrumentu bazowego, a ceną wykonania w przypadku opcji kupna, natomiast w przypadku opcji sprzedaży wartość wewnętrzna jest równa różnicy między ceną wykonania, a ceną instrumentu bazowego. Wartość czasowa (zewnętrzna) opcji jest to różnica między ceną opcji (premią), a jej wartością wewnętrzną jeśli różnica ta jest nieujemna w przeciwnym razie wartość czasowa jest równa zeru.

60 Zależność między premią (ceną) opcji kupna a ceną instrumentu bazowego oraz wartością wewnętrzną opcji gdzie TV- ( time value ) wartość czasowa IV – (intristic value) wartość wewnętrzna

61 Wycena opcji J.C. Cox, S.A. Ross, M. Rubinstein Wycena opcji europejskiej w modelu dyskretnym Fischer Black, Myron Sholes, Robert Merton (1973) Wycena opcji europejskiej w modelu ciągłym Fischer Black, Myron Sholes Nagroda Nobla za nową metodę wyceny instrumentów pochodnych