金融數(shù)量分析：基于MATLAB編程（第4版）

第1章 金融市場與金融產(chǎn)品…………… 1
1.1 金融市場………………………… 1
1.1.1 貨幣市場…………………… 2
1.1.2 資本市場…………………… 2
1.1.3 商品市場…………………… 3
1.2 金融機(jī)構(gòu)………………………… 3
1.2.1 存款性金融機(jī)構(gòu)…………… 4
1.2.2 非存款性金融機(jī)構(gòu)………… 4
1.2.3 家庭或個人………………… 5
1.3 基礎(chǔ)金融工具…………………… 6
1.3.1 原生金融工具……………… 6
1.3.2 衍生金融工具……………… 6
1.3.3 金融工具的基本特征……… 6
1.4 金融產(chǎn)品………………………… 7
1.5 金融產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)…………………… 8
第2章 MATLAB基礎(chǔ)知識概述……… 10
2.1 MATLAB的發(fā)展歷程和影響………… 10
2.2 基本操作………………………… 11
2.2.1 操作界面…………………… 11
2.2.2 Help幫助文檔…………… 12
2.2.3 系統(tǒng)變量…………………… 13
2.3 多項(xiàng)式運(yùn)算……………………… 17
2.3.1 多項(xiàng)式表達(dá)方式…………… 17
2.3.2 多項(xiàng)式求解………………… 17
2.3.3 多項(xiàng)式乘法(卷積)………… 18
2.4 多項(xiàng)式的曲線擬合……………… 18
2.4.1 函數(shù)擬合…………………… 18
2.4.2 曲線擬合工具CFTOOL………… 20
2.4.3 多項(xiàng)式插值………………… 20
2.5 微積分計(jì)算……………………… 22
2.5.1 數(shù)值積分計(jì)算……………… 22
2.5.2 符號積分計(jì)算……………… 23
2.5.3 數(shù)值微分運(yùn)算……………… 23
2.5.4 符號微分運(yùn)算……………… 25
2.6 矩陣計(jì)算………………………… 26
2.6.1 線性方程組的求解………… 26
2.6.2 矩陣的特征值和特征向量………… 26
2.6.3 矩陣求逆…………………… 27
2.7 M 函數(shù)編程規(guī)則……………… 27
2.8 繪圖函數(shù)………………………… 32
2.8.1 簡易函數(shù)繪圖……………… 32
2.8.2 二維圖形的繪制…………… 34
2.8.3 三維圖形的繪制…………… 35
2.8.4 等高線圖形的繪制………… 37
2.8.5 二維偽彩圖的繪制………… 38
2.8.6 矢量場圖的繪制…………… 39
2.8.7 圖形的填色………………… 40
第3章 MATLAB與Excel的數(shù)據(jù)交互與數(shù)據(jù)處理案例… 42
3.1 數(shù)據(jù)交互函數(shù)…………………… 42
3.1.1 獲取文件信息函數(shù)xlsfinfo……… 42
3.1.2 讀取數(shù)據(jù)函數(shù)xlsread …… 43
3.1.3 寫入數(shù)據(jù)函數(shù)xlswrite…… 45
3.1.4 可視化交互界面函數(shù)uiimport…… 46
3.2 Excel Link宏………………… 48
3.2.1 加載Excel Link宏……… 48
3.2.2 使用Excel Link宏……… 48
3.3 數(shù)據(jù)交互實(shí)例…………………… 51
3.3.1 基金相關(guān)性的計(jì)算………… 51
3.3.2 多個文件的讀取和寫入…… 53
3.4 數(shù)據(jù)的平滑處理………………… 54
3.4.1 smooth函數(shù)……………… 54
3.4.2 smoothts函數(shù)…………… 57
3.4.3 medfilt1函數(shù)……………… 60
3.5 數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化…………………… 61
3.5.1 數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化變換………… 62
3.5.2 數(shù)據(jù)的極差變換…………… 64
第4章 MATLAB與數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)交互……… 66
4.1 數(shù)據(jù)源配置……………………… 66
4.2 MATLAB連接數(shù)據(jù)庫………… 68
4.2.1 Database工具箱簡介…… 68
4.2.2 Database工具箱函數(shù)…… 68
4.2.3 數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)讀取………… 69
4.2.4 數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)寫入………… 73
4.3 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)讀取…………………… 76
4.3.1 Sina財(cái)經(jīng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)……… 76
4.3.2 Tencent財(cái)經(jīng)歷史數(shù)據(jù)…… 78
第5章 貸款按揭與保險(xiǎn)產(chǎn)品——現(xiàn)金流分析案例… 81
5.1 貨幣時(shí)間價(jià)值計(jì)算……………… 81
5.1.1 單利終值與現(xiàn)值…………… 81
5.1.2 復(fù)利終值與現(xiàn)值…………… 82
5.1.3 連續(xù)復(fù)利計(jì)算……………… 82
5.2 固定現(xiàn)金流計(jì)算………………… 83
5.2.1 固定現(xiàn)金流現(xiàn)值計(jì)算函數(shù)pvfix …… 83
5.2.2 固定現(xiàn)金流終值計(jì)算函數(shù)fvfix …… 84
5.3 變化現(xiàn)金流計(jì)算………………… 85
5.4 年金現(xiàn)金流計(jì)算………………… 86
5.5 商業(yè)按揭貸款分析……………… 88
5.5.1 按揭貸款還款方式………… 88
5.5.2 等額還款模型與計(jì)算……… 89
5.5.3 等額本金還款……………… 91
5.5.4 還款方式比較……………… 94
5.5.5 提前還款違約金估算……… 94
5.6 商業(yè)養(yǎng)老保險(xiǎn)分析……………… 95
5.6.1 商業(yè)養(yǎng)老保險(xiǎn)案例………… 95
5.6.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析……………… 96
5.6.3 現(xiàn)金流模型………………… 96
5.6.4 保險(xiǎn)支出現(xiàn)值函數(shù)………… 97
5.6.5 保險(xiǎn)收入現(xiàn)值函數(shù)………… 97
5.6.6 案例數(shù)值分析……………… 99
5.6.7 案例分析結(jié)果…………… 100
第6章 隨機(jī)模擬——概率分布與隨機(jī)數(shù)…… 101
6.1 概率分布 ……………………… 101
6.1.1 概率分布的定義………… 101
6.1.2 幾種常用的概率分布…… 101
6.1.3 密度函數(shù)、分布函數(shù)和逆概率分布函數(shù)值的計(jì)算… 104
6.2 隨機(jī)數(shù)與蒙特卡羅模擬……… 107
6.2.1 隨機(jī)數(shù)的生成…………… 107
6.2.2 蒙特卡羅模擬…………… 110
6.3 隨機(jī)價(jià)格序列………………… 113
6.3.1 收益率服從正態(tài)分布的價(jià)格序列…… 113
6.3.2 具有相關(guān)性的隨機(jī)序列… 115
6.4 帶約束的隨機(jī)序列…………… 117
第7章 CFTOOL數(shù)據(jù)擬合——GDP與用電量增速分析… 120
7.1 案例背景——GDP與用電量的關(guān)系…… 120
7.2 數(shù)據(jù)擬合方法………………… 122
7.3 MATLAB CFTOOL的使用………………122
7.3.1 CFTOOL函數(shù)的調(diào)用方式………… 123
7.3.2 導(dǎo)入數(shù)據(jù)………………… 123
7.3.3 數(shù)據(jù)的平滑處理………… 124
7.3.4 數(shù)據(jù)篩選………………… 125
7.3.5 數(shù)據(jù)擬合………………… 1263
7.3.6 繪圖控制………………… 129
7.3.7 擬合后處理……………… 130
7.4 加權(quán)重?cái)M合…………………… 131
第8章 策略模擬——組合保險(xiǎn)策略分析… 134
8.1 固定比例組合保險(xiǎn)策略……… 134
8.1.1 策略模型………………… 134
8.1.2 模型參數(shù)………………… 135
8.2 時(shí)間不變性組合保險(xiǎn)策略…… 136
8.2.1 策略模型………………… 136
8.2.2 模型參數(shù)………………… 136
8.3 策略數(shù)值模擬………………… 136
8.3.1 模擬情景假設(shè)…………… 136
8.3.2 固定比例組合保險(xiǎn)策略模擬……… 137
8.3.3 時(shí)間不變性組合保險(xiǎn)策略模擬…… 140
8.4 策略選擇與參數(shù)優(yōu)化………… 144
8.4.1 模擬情景假設(shè)…………… 144
8.4.2 模擬方案與模擬參數(shù)…… 144
8.4.3 模擬程序與結(jié)果………… 145
第9章 KMV 模型求解——方程與方程組的數(shù)值解… 153
9.1 方程與方程組………………… 153
9.1.1 方 程…………………… 153
9.1.2 方程組…………………… 153
9.2 方程與方程組的求解………… 154
9.2.1 fzero函數(shù)………………… 154
9.2.2 fsolve函數(shù)……………… 155
9.2.3 含參數(shù)方程組的求解…… 157
9.3 KMV模型方程組的求解…… 159
9.3.1 KMV模型簡介………… 159
9.3.2 KMV模型計(jì)算方法…… 160
9.3.3 KMV模型計(jì)算程序…… 161
第10章 期權(quán)定價(jià)模型與數(shù)值方法… 165
10.1 期權(quán)基礎(chǔ)概念………………… 165
10.1.1 期權(quán)及其相關(guān)概念……… 165
10.1.2 買入期權(quán)、賣出期權(quán)平價(jià)組合…… 166
10.1.3 期權(quán)防范風(fēng)險(xiǎn)的應(yīng)用…… 166
10.2 期權(quán)定價(jià)方法的理論基礎(chǔ)…… 167
10.2.1 布朗運(yùn)動………………… 168
10.2.2 伊藤引理………………… 169
10.2.3 Black Scholes微分方程……… 171
10.2.4 Black Scholes方程求解……… 173
10.2.5 影響期權(quán)價(jià)格的因素分析…… 175
10.3 B S公式隱含波動率計(jì)算… 178
10.3.1 隱含波動率概念………… 178
10.3.2 隱含波動率計(jì)算方法…… 179
10.3.3 隱含波動率計(jì)算程序…… 180
10.4 期權(quán)二叉樹模型……………… 184
10.4.1 二叉樹模型的基本理論……… 184
10.4.2 二叉樹模型的計(jì)算……… 185
10.5 期權(quán)定價(jià)的蒙特卡羅方法…… 187
10.5.1 模擬基本思路…………… 187
10.5.2 模擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)…………… 187
10.5.3 模擬技術(shù)改進(jìn)…………… 188
10.5.4 歐式期權(quán)蒙特卡羅模擬……… 190
10.5.5 障礙期權(quán)蒙特卡羅模擬……… 193
10.5.6 亞式期權(quán)蒙特卡羅模擬……… 196
第11章 股票掛鉤結(jié)構(gòu)分析………… 200
11.1 股票掛鉤產(chǎn)品的基本結(jié)構(gòu)…… 200
11.1.1 高息票據(jù)與保本票據(jù)…… 200
11.1.2 產(chǎn)品構(gòu)成要素說明……… 201
11.1.3 產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法………… 202
11.2 股票掛鉤產(chǎn)品案例分析……… 204
11.2.1 產(chǎn)品定價(jià)分析…………… 2044
11.2.2 產(chǎn)品案例要素說明……… 204
11.2.3 保本票據(jù)定價(jià)與收益…… 205
11.2.4 高息票據(jù)定價(jià)與收益…… 209
11.3 分級型結(jié)構(gòu)產(chǎn)品分析………… 210
11.3.1 分級型結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的組成………… 210
11.3.2 分級型結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)比例…… 211
11.3.3 分級型結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的收益分配……… 211
11.3.4 分級型結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的流通方式……… 212
11.3.5 分級型結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的風(fēng)險(xiǎn)控制…… 212
11.4 鯊魚鰭期權(quán)期望收益測算…… 213
11.4.1 鯊魚鰭期權(quán)簡介………… 213
11.4.2 鯊魚鰭期權(quán)收益率曲線………… 213
11.4.3 期望收益測算(歷史模擬法)…… 214
11.4.4 結(jié)果與分析……………… 215
第12章 馬科維茨均值方差模型…… 218
12.1 模型理論……………………… 218
12.2 收益與風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算函數(shù)………… 219
12.3 有效前沿計(jì)算函數(shù)…………… 220
12.4 約束條件下有效前沿………… 224
12.5 模型年化參數(shù)計(jì)算…………… 226
第13章 基金評價(jià)與投資組合績效… 228
13.1 資產(chǎn)定價(jià)(CAPM)模型……… 228
13.2 組合績效指標(biāo)………………… 229
13.2.1 Beta與Alpha的計(jì)算… 230
13.2.2 夏普比率………………… 234
13.2.3 信息比率………………… 235
13.2.4 跟蹤誤差………………… 236
13.2.5 最大回撤………………… 237
13.3 業(yè)績歸因分析………………… 240
13.3.1 大類資產(chǎn)配置效應(yīng)、行業(yè)配置效應(yīng)和個股選擇效應(yīng)…240
13.3.2 基金選股與擇時(shí)能力分析…… 241
第14章 風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值VaR計(jì)算………… 242
14.1 VaR模型…………………… 242
14.1.1 VaR模型的含義……… 242
14.1.2 VaR的主要性質(zhì)……… 242
14.1.3 VaR模型的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)………… 243
14.2 VaR的計(jì)算方法…………… 244
14.3 數(shù)據(jù)讀取……………………… 244
14.3.1 數(shù)據(jù)提取………………… 245
14.3.2 數(shù)據(jù)可視化與標(biāo)準(zhǔn)化…… 246
14.3.3 數(shù)據(jù)簡單處理與分析…… 247
14.4 數(shù)據(jù)處理……………………… 252
14.5 歷史模擬法程序……………… 254
14.6 參數(shù)模型法程序……………… 256
14.7 蒙特卡羅模擬程序…………… 257
14.7.1 基于隨機(jī)收益率序列的蒙特卡羅風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值計(jì)算…… 257
14.7.2 基于幾何布朗運(yùn)動的蒙特卡羅模擬………………… 260
第15章 跟蹤誤差最小化———非線性最小二乘法MATLAB編程… 262
15.1 理論與案例…………………… 262
15.1.1 非線性最小二乘法……… 262
15.1.2 跟蹤誤差最小化背景…… 262
15.2 模型建立……………………… 263
15.2.1 實(shí)際案例………………… 263
15.2.2 數(shù)學(xué)模型………………… 264
15.3 MATLAB實(shí)現(xiàn)……………… 265
15.3.1 lsqnonlin函數(shù)………… 265
15.3.2 建立目標(biāo)函數(shù)…………… 266
15.3.3 模型求解………………… 269
15.4 擴(kuò)展問題……………………… 272
第16章 分形技術(shù)———移動平均Hurst指數(shù)計(jì)算… 273
16.1 Hurst指數(shù)簡介……………… 273
16.2 R/S方法計(jì)算Hurst指數(shù)… 274
16.3 移動窗口Hurst指數(shù)計(jì)算程序… 274
16.3.1 時(shí)間序列分段…………… 274
16.3.2 Hurst指數(shù)計(jì)算………… 276
16.3.3 移動窗口Hurst指數(shù)計(jì)算…… 278
第17章 固定收益證券的久期與凸度計(jì)算… 281
17.1 基本概念……………………… 281
17.2 價(jià)格與收益率的計(jì)算………… 284
17.2.1 計(jì)算公式………………… 284
17.2.2 債券定價(jià)計(jì)算…………… 285
17.2.3 債券收益率計(jì)算………… 288
17.3 久期與凸度的計(jì)算…………… 291
17.3.1 債券久期的計(jì)算………… 291
17.3.2 債券凸度的計(jì)算………… 294
17.4 債券組合久期免疫策略……… 297
第18章 利率期限結(jié)構(gòu)與利率模型… 301
18.1 利率理論與投資策略………… 301
18.1.1 利率的期限結(jié)構(gòu)理論…… 301
18.1.2 利用利率結(jié)構(gòu)投資策略… 301
18.2 利率期限結(jié)構(gòu)………………… 303
18.2.1 建立利率期限結(jié)構(gòu)的方法… 303
18.2.2 利率期限結(jié)構(gòu)的計(jì)算…… 304
18.2.3 利率期限結(jié)構(gòu)的平滑…… 309
18.3 利用利率期限結(jié)構(gòu)計(jì)算遠(yuǎn)期利率… 310
18.4 利率模型……………………… 313
18.4.1 利率模型分類…………… 313
18.4.2 Ho Lee模型………… 314
18.4.3 BDT二叉樹的構(gòu)建…… 318
18.4.4 HJM 模型的構(gòu)建……… 321
第19章 線性優(yōu)化理論與方法……… 323
19.1 線性規(guī)劃理論………………… 323
19.1.1 線性規(guī)劃的求解方法…… 323
19.1.2 線性模型的標(biāo)準(zhǔn)形式…… 324
19.2 線性優(yōu)化MATLAB求解…… 324
19.2.1 linprog函數(shù)…………… 324
19.2.2 線性規(guī)劃模型的表示…… 325
19.2.3 內(nèi)點(diǎn)法求解……………… 326
19.2.4 單純形法求解…………… 326
19.3 含參數(shù)線性規(guī)劃……………… 327
第20章 非線性優(yōu)化理論與方法…… 329
20.1 理論背景……………………… 329
20.1.1 非線性問題……………… 329
20.1.2 非線性優(yōu)化……………… 329
20.2 理論模型……………………… 330
20.2.1 無約束非線性優(yōu)化……… 330
20.2.2 約束非線性優(yōu)化………… 331
20.3 MATLAB實(shí)現(xiàn)……………… 331
20.3.1 fminunc函數(shù)…………… 331
20.3.2 fminsearch函數(shù)………… 335
20.3.3 fmincon函數(shù)…………… 337
20.4 擴(kuò)展問題……………………… 341
20.4.1 大規(guī)模優(yōu)化問題………… 341
20.4.2 含參數(shù)優(yōu)化問題………… 343
第21章 資產(chǎn)收益率分布的擬合與檢驗(yàn)… 345
21.1 案例描述……………………… 345
21.2 數(shù)據(jù)的描述性統(tǒng)計(jì)…………… 346
21.2.1 描述性統(tǒng)計(jì)量…………… 346
21.2.2 統(tǒng)計(jì)圖…………………… 350
21.3 分布的檢驗(yàn)…………………… 353
21.3.1 chi2gof函數(shù)…………… 353
21.3.2 jbtest函數(shù)……………… 355
21.3.3 kstest函數(shù)……………… 357
21.3.4 kstest2函數(shù)…………… 358
21.3.5 lillietest函數(shù)…………… 361
21.3.6 方法結(jié)論分析…………… 363
21.4 投資組合分布圖比較………… 363
第22章 技術(shù)分析———指標(biāo)計(jì)算與回測… 367
22.1 理論簡介……………………… 367
22.2 行情數(shù)據(jù)的K線圖………… 367
22.2.1 數(shù)據(jù)讀取………………… 367
22.2.2 蠟燭圖(K線) ………… 368
22.3 技術(shù)指標(biāo)計(jì)算………………… 373
22.3.1 移動平均線……………… 373
22.3.2 布林帶…………………… 374
22.3.3 平滑異同移動平均線…… 376
22.3.4 其他技術(shù)指標(biāo)…………… 377
22.4 動態(tài)技術(shù)指標(biāo)………………… 378
22.5 指標(biāo)回測分析………………… 381
22.5.1 讀取數(shù)據(jù)………………… 381
22.5.2 計(jì)算交易信號和持倉信號…… 381
22.5.3 模擬交易………………… 382
22.5.4 交易結(jié)果評價(jià)…………… 383
22.5.5 回測結(jié)果可視化………… 384
第23章 編程實(shí)用技巧……………… 388
23.1 變量的初始化………………… 388
23.2 集合的交并函數(shù)……………… 390
23.3 坐標(biāo)軸時(shí)間標(biāo)記……………… 393
23.4 坐標(biāo)軸過原點(diǎn)實(shí)現(xiàn)…………… 395
23.5 定時(shí)觸發(fā)程序運(yùn)行…………… 397
23.6 發(fā)送郵件……………………… 397
參考文獻(xiàn)………………………………… 399