第五章:远期和期货价格的确定

本章我们主要研究标的资产远期价格、期货价格与即期价格的关系。

远期合约相比期货合约更容易分析,因为它不需要每天结算。幸运的是,相同到期日的远期价格和期货价格非常接近。

因此我们首先学习远期价格的确定方法。

5.1 投资资产与消费资产

投资资产:有足够多的投资者持有它的唯一目的就是为了投资。
例如,黄金,白银,股票,证券(金融类)
消费资产:持有资产的主要目的是为了消费。
例如,铜,原油,猪肉(商品类)

对于投资类资产,我们可以从无套利假设出发,由即期价格与其他市场变量得出远期价格和期货价格。

而对于消费资产无法做到这点。因为他有使用价值,一般情况现货价格会高于期货价格。

5.2 卖空

一些套利策略需要用到“卖空”(short selling)操作。也就是说卖出不属于自己的资产。部分投资类资产允许卖空操作。我们以股票为例介绍如何进行卖空操作。

假设某投资者通过 broker 卖空 500 股 IBM 股票。broker 会通过“借用”其他客户的股票来卖出。在之后某个时期,这个投资者需要再买入 500 股 IBM 股票来平仓。这 500 股股票用于归还其他客户之前借出的股票。

在这个过程中,如果股票价值下跌了,那么这个投资者就实现了“高卖低买”从而获利,反之则遭受损失。

这个投资者在卖空期间需要支付资产所带来的收益给 broker。例如股息或者利息。broker 将这些收益转发给“借出”资产的客户。

5.4 投资资产的远期价格

5.4.1 不提供中间收入的资产

考虑一个投资类资产的远期合约,它不提供任何收入,即期价格为S_0。距离到期日时间为T,无风险利率为r,远期价格为F_0。则我们有:
F_0 = S_0e^{rT}

下面以一个简单的例子来说明定价的原理。

考虑一个 3 个月期无股息股票的远期合约。假设股票当前价格为 40 美元,3 个月期无风险利率为每年 5% (连续复利)。

则可以计算得到 3 个月无风险投资的收益为 40 e^{0.25 \times 0.05} = 40.50

远期价格 现在的交易 三个月后的交易
43美元 以 5% 利率借入 40 美元买入股票,并进入远期合约空头 以43 美元价格卖出股票,偿还利息40.5美元,无风险收益2.5美元
39美元 卖空一只股票,将40美元收益以 5% 利率投资三个月。进入远期合约的多头 获得 40.5 美元投资收益,以39美元买入股票对卖空交易平仓,无风险收益1.5美元

因此,为了保证无套利机会,远期价格必须为 40.5 美元。

5.4.2 提供已知中间收入的资产

考虑某个债券,当前价格为900美元,假定远期合约期限为9个月,在4个月后有 40 美元的券息付款,并假定 4 个月期及 9 个月期的利率分别是 3% 和 4%。

  1. 借入 900 美元,买入债券
    具体借款额度,可以根据 2. 得到
  2. 在 4 个月收到 40 美元券息付款,用于偿还债务
    贴现得到 40 e^{- 4/12 \times 0.03} = 39.6,故可偿还 39.6,期限为 4 个月,利率为 3% 的债务。因此当初借款时最优方案为借 39.6 美元 4个月期,860.4 美元 9 个月期。
  3. 在 9 个月时卖出债券并还款。
    还需还款 860.4 * e^{9/12 \times 0.04} = 886.60

因此只要该远期合约定价不等于 886.60,都存在套现机会。若低于 886.60,可以卖空套利。

假设 T 为期限,r 为无风险利率(连续复利),I折现后总的中间收入,S_0 为即期价格,则远期价格 F_0 可通过以下公式计算:

F_0 = (S_0 - I) e^{r T}

商品期货可以看作此类情形,由于商品期货存在存储费用等花销,可以认为是 I 为负的情况。

例如,假定黄金的即期价格为 450 美元,无风险利率为 7%,存储费用为 2 美元,年末支付。则 1 年期黄金的远期价格为:

(450 + 2e^{-0.07}) * e^{0.07} = 484.63

5.4.3 收益率为已知的情形

该结果类似于 5.4.1,假设收益率 q 也是以连续复利形式给出,T 为期限,r 为无风险利率(连续复利),则远期价格 F_0 可通过以下公式计算:

F_0 = S_0 e^{(r - q) T}

直观上非常好理解,因为收益率与无风险利率都是以连续复利形式计算的,两者其实作用是一样的。

复杂点说,假设我们在 0 时刻以利率 r 借入 S_0 买入资产,同时进入远期空头,卖出价格为 K

此外,我们将收益立刻用于还款,以降低利息支出。由于两者都是连续复利,可以认为我们实际借款利率变成了 r-q。因此,利用 5.4.1 结论可以得出上面的公式。

股指期货价格就是利用该公式确定的,因为它具有固定的股息收益。

例1

一家银行向客户提供两种选择:一种是按 11% 利率(每年复利 1 次)借入现金,另一种是以 2% 利率(每年复利 1 次)借入黄金(当借入黄金时,必须以黄金形式支付本息)。无风险利率是 9.25%,贮存费用为每年 0.5%,均是连续复利。讨论哪种方案利率更高?

假设该借款人直接将黄金卖出,并进入远期多头。

贮存费用可以看作是固定的负的收益率。因此可以算出一年后黄金的远期价格为(假设当前黄金价格为 S_0):

S_0 * e^{0.0925 - (-0.005)} = 1.1024S_0

此外,还需额外支付 2% 的黄金利息,即最后需要还 102%。则利率为 1.02 \times 1.1024 - 1 = 0.112446。显然大于现金的 0.11。

5.7 远期合约的定价

假设 K 是事先商量好的交割价格,F_0 是现在新签订远期合约的交割价格,r 是无风险利率,T 是距离到期日时间。则远期合约的价值为:

f = (F_0 - K) e^{-rT}

该式的意义是显然的,即目前对未来现金流的最好估计为 F_0-K,将其以无风险收益率 r 贴现至现在的价值即为远期合约的价值。

在刚刚进入远期合约时,其价值为 0。这是显然的,因为协商的交割价格 K=F_0,否则交易双方无法达成一致。随着时间推移,新签订的交割价格 F_0 会变动,而 K 维持不变, 所以上式会波动。

以一道例题说明。

例1

股票预计在 2 个月和 5 个月时支付 1 美元股息。股票当前价格为 50 美元,对应所有期限的连续复利无风险利率为 8%。某投资者刚刚进入了 6 个月期限的远期合约空头。
(a) 远期价格与远期合约的初始价值为多少?
(b) 在 3 个月后,股票价格变为 48 美元,无风险利率仍为每年 8%,这时远期价格和远期合约空头价值为多少?

(a)
远期价格套用公式即可:

(50 - e^{0.08*2/12} - e^{0.08*5/12}) \times e^{0.08*6/12} = 50.01

远期合约多头、空头初始价值为 0。

(b)
这里注意不能直接不能直接用 (a) 中的远期价格,因为 F_0 是随时间变化的。

3 个月后,F_0变为:
(50 - e^{0.08*2/12}) * e^{0.08*3/12} = 47.96

而该合约交割价格依然是3个月前商定的 50.01,带入公式计算合约价值:
(50.01 - 47.96) * e^{-0.08*3/12} = 2.01

5.10 货币的远期和期货合约

以两个例题说明。

例1

假设澳元和美元 2 年期无风险利率分别为 5% 和 7%。且澳元对美元汇率为 1 : 0.62。则 2 年期的远期汇率应该为多少?

由于美元利率较高,我们假设将澳元兑换为美元获取收益,再通过2年远期合约换回澳元。假设远期汇率为 x,若期望无套利机会,则应该有:

e^{0.05 * 2} x = 0.62 \times e^{0.07 * 2}

即在澳洲收益(在未来换算成美元)等于立即兑换为美元后收益。

解得 x = 0.62 \times e^{0.04} = 0.6453,否则可以通过上述方式套利。

例2

一家美国公司想通过期货合约来对冲澳元的风险敞口。假定美国和澳洲的无风险利率分别为 r_1r_2,公司利用 T 时刻到期的合约来对冲时间 t 的风险敞口(T>t)。则最佳对冲比率为多少?

该题与第三章结合起来了。首先计算在 t 时刻的现货和期货价格关系。假设 t 时刻约定的 T 时刻远期合约的交割汇率(美元/澳元)为 F_tt 时刻即期汇率为S_t。若要保证无套利机会,则从 tT 期间,有以下关系(澳洲收益=美国收益):

F_t e^{r_2 (T-t)} = S_t e^{r_1 (T-t)}

可以得出

F_t = S_t e^{(r_1 - r_2)(T-t)}

而最佳对冲比率计算方法为:

最小方差对冲比率 = 相关系数 * (即期价格变化标准差 / 期货价格变化标准差)

相关系数显然为1,标准差之比与 S_t/F_t 相同,故最佳对冲比率为 e^{(r2 - r1)(T-t)}

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