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 金融機構………………………… 3
1.2.1 存款性金融機構…………… 4
1.2.2 非存款性金融機構………… 4
1.2.3 家庭或個人………………… 5
1.3 基礎金融工具…………………… 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)品風險…………………… 8
第2章 MATLAB基礎知識概述……… 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 多項式運算……………………… 17
2.3.1 多項式表達方式…………… 17
2.3.2 多項式求解………………… 17
2.3.3 多項式乘法(卷積)………… 18
2.4 多項式的曲線擬合……………… 18
2.4.1 函數(shù)擬合…………………… 18
2.4.2 曲線擬合工具CFTOOL………… 20
2.4.3 多項式插值………………… 20
2.5 微積分計算……………………… 22
2.5.1 數(shù)值積分計算……………… 22
2.5.2 符號積分計算……………… 23
2.5.3 數(shù)值微分運算……………… 23
2.5.4 符號微分運算……………… 25
2.6 矩陣計算………………………… 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)交互實例…………………… 51
3.3.1 基金相關性的計算………… 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)的標準化…………………… 61
3.5.1 數(shù)據(jù)的標準化變換………… 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)絡數(shù)據(jù)讀取…………………… 76
4.3.1 Sina財經(jīng)實時數(shù)據(jù)……… 76
4.3.2 Tencent財經(jīng)歷史數(shù)據(jù)…… 78
第5章 貸款按揭與保險產(chǎn)品——現(xiàn)金流分析案例… 81
5.1 貨幣時間價值計算……………… 81
5.1.1 單利終值與現(xiàn)值…………… 81
5.1.2 復利終值與現(xiàn)值…………… 82
5.1.3 連續(xù)復利計算……………… 82
5.2 固定現(xiàn)金流計算………………… 83
5.2.1 固定現(xiàn)金流現(xiàn)值計算函數(shù)pvfix …… 83
5.2.2 固定現(xiàn)金流終值計算函數(shù)fvfix …… 84
5.3 變化現(xiàn)金流計算………………… 85
5.4 年金現(xiàn)金流計算………………… 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)老保險分析……………… 95
5.6.1 商業(yè)養(yǎng)老保險案例………… 95
5.6.2 產(chǎn)品結構分析……………… 96
5.6.3 現(xiàn)金流模型………………… 96
5.6.4 保險支出現(xiàn)值函數(shù)………… 97
5.6.5 保險收入現(xiàn)值函數(shù)………… 97
5.6.6 案例數(shù)值分析……………… 99
5.6.7 案例分析結果…………… 100
第6章 隨機模擬——概率分布與隨機數(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)值的計算… 104
6.2 隨機數(shù)與蒙特卡羅模擬……… 107
6.2.1 隨機數(shù)的生成…………… 107
6.2.2 蒙特卡羅模擬…………… 110
6.3 隨機價格序列………………… 113
6.3.1 收益率服從正態(tài)分布的價格序列…… 113
6.3.2 具有相關性的隨機序列… 115
6.4 帶約束的隨機序列…………… 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)的調用方式………… 123
7.3.2 導入數(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 加權重擬合…………………… 131
第8章 策略模擬——組合保險策略分析… 134
8.1 固定比例組合保險策略……… 134
8.1.1 策略模型………………… 134
8.1.2 模型參數(shù)………………… 135
8.2 時間不變性組合保險策略…… 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…………… 136
8.3.2 固定比例組合保險策略模擬……… 137
8.3.3 時間不變性組合保險策略模擬…… 140
8.4 策略選擇與參數(shù)優(yōu)化………… 144
8.4.1 模擬情景假設…………… 144
8.4.2 模擬方案與模擬參數(shù)…… 144
8.4.3 模擬程序與結果………… 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模型計算方法…… 160
9.3.3 KMV模型計算程序…… 161
第10章 期權定價模型與數(shù)值方法… 165
10.1 期權基礎概念………………… 165
10.1.1 期權及其相關概念……… 165
10.1.2 買入期權、賣出期權平價組合…… 166
10.1.3 期權防范風險的應用…… 166
10.2 期權定價方法的理論基礎…… 167
10.2.1 布朗運動………………… 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 影響期權價格的因素分析…… 175
10.3 B S公式隱含波動率計算… 178
10.3.1 隱含波動率概念………… 178
10.3.2 隱含波動率計算方法…… 179
10.3.3 隱含波動率計算程序…… 180
10.4 期權二叉樹模型……………… 184
10.4.1 二叉樹模型的基本理論……… 184
10.4.2 二叉樹模型的計算……… 185
10.5 期權定價的蒙特卡羅方法…… 187
10.5.1 模擬基本思路…………… 187
10.5.2 模擬技術實現(xiàn)…………… 187
10.5.3 模擬技術改進…………… 188
10.5.4 歐式期權蒙特卡羅模擬……… 190
10.5.5 障礙期權蒙特卡羅模擬……… 193
10.5.6 亞式期權蒙特卡羅模擬……… 196
第11章 股票掛鉤結構分析………… 200
11.1 股票掛鉤產(chǎn)品的基本結構…… 200
11.1.1 高息票據(jù)與保本票據(jù)…… 200
11.1.2 產(chǎn)品構成要素說明……… 201
11.1.3 產(chǎn)品的設計方法………… 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)定價與收益…… 205
11.2.4 高息票據(jù)定價與收益…… 209
11.3 分級型結構產(chǎn)品分析………… 210
11.3.1 分級型結構產(chǎn)品的組成………… 210
11.3.2 分級型結構產(chǎn)品的結構比例…… 211
11.3.3 分級型結構產(chǎn)品的收益分配……… 211
11.3.4 分級型結構產(chǎn)品的流通方式……… 212
11.3.5 分級型結構產(chǎn)品的風險控制…… 212
11.4 鯊魚鰭期權期望收益測算…… 213
11.4.1 鯊魚鰭期權簡介………… 213
11.4.2 鯊魚鰭期權收益率曲線………… 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 收益與風險計算函數(shù)………… 219
12.3 有效前沿計算函數(shù)…………… 220
12.4 約束條件下有效前沿………… 224
12.5 模型年化參數(shù)計算…………… 226
第13章 基金評價與投資組合績效… 228
13.1 資產(chǎn)定價(CAPM)模型……… 228
13.2 組合績效指標………………… 229
13.2.1 Beta與Alpha的計算… 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、行業(yè)配置效應和個股選擇效應…240
13.3.2 基金選股與擇時能力分析…… 241
第14章 風險價值VaR計算………… 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……… 242
14.1.3 VaR模型的優(yōu)點與缺點………… 243
14.2 VaR的計算方法…………… 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)可視化與標準化…… 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 基于隨機收益率序列的蒙特卡羅風險價值計算…… 257
14.7.2 基于幾何布朗運動的蒙特卡羅模擬………………… 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 實際案例………………… 263
15.2.2 數(shù)學模型………………… 264
15.3 MATLAB實現(xiàn)……………… 265
15.3.1 lsqnonlin函數(shù)………… 265
15.3.2 建立目標函數(shù)…………… 266
15.3.3 模型求解………………… 269
15.4 擴展問題……………………… 272
第16章 分形技術———移動平均Hurst指數(shù)計算… 273
16.1 Hurst指數(shù)簡介……………… 273
16.2 R/S方法計算Hurst指數(shù)… 274
16.3 移動窗口Hurst指數(shù)計算程序… 274
16.3.1 時間序列分段…………… 274
16.3.2 Hurst指數(shù)計算………… 276
16.3.3 移動窗口Hurst指數(shù)計算…… 278
第17章 固定收益證券的久期與凸度計算… 281
17.1 基本概念……………………… 281
17.2 價格與收益率的計算………… 284
17.2.1 計算公式………………… 284
17.2.2 債券定價計算…………… 285
17.2.3 債券收益率計算………… 288
17.3 久期與凸度的計算…………… 291
17.3.1 債券久期的計算………… 291
17.3.2 債券凸度的計算………… 294
17.4 債券組合久期免疫策略……… 297
第18章 利率期限結構與利率模型… 301
18.1 利率理論與投資策略………… 301
18.1.1 利率的期限結構理論…… 301
18.1.2 利用利率結構投資策略… 301
18.2 利率期限結構………………… 303
18.2.1 建立利率期限結構的方法… 303
18.2.2 利率期限結構的計算…… 304
18.2.3 利率期限結構的平滑…… 309
18.3 利用利率期限結構計算遠期利率… 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二叉樹的構建…… 318
18.4.4 HJM 模型的構建……… 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 線性模型的標準形式…… 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 內點法求解……………… 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… 345
21.1 案例描述……………………… 345
21.2 數(shù)據(jù)的描述性統(tǒng)計…………… 346
21.2.1 描述性統(tǒng)計量…………… 346
21.2.2 統(tǒng)計圖…………………… 350
21.3 分布的檢驗…………………… 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 方法結論分析…………… 363
21.4 投資組合分布圖比較………… 363
第22章 技術分析———指標計算與回測… 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 技術指標計算………………… 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 其他技術指標…………… 377
22.4 動態(tài)技術指標………………… 378
22.5 指標回測分析………………… 381
22.5.1 讀取數(shù)據(jù)………………… 381
22.5.2 計算交易信號和持倉信號…… 381
22.5.3 模擬交易………………… 382
22.5.4 交易結果評價…………… 383
22.5.5 回測結果可視化………… 384
第23章 編程實用技巧……………… 388
23.1 變量的初始化………………… 388
23.2 集合的交并函數(shù)……………… 390
23.3 坐標軸時間標記……………… 393
23.4 坐標軸過原點實現(xiàn)…………… 395
23.5 定時觸發(fā)程序運行…………… 397
23.6 發(fā)送郵件……………………… 397
參考文獻………………………………… 399