MERCADO DE DERIVADOS MODELO DE BLACK & SCHOLES Profesor: Vladimir Quevedo E-mail: pcafgque@upc.edu.pe Modelo de Valorización de Black & Scholes El precio de un derivado debería ser igual al costo en que incurrimos al constituir una cartera que replique el payoff del derivado ante cualquier escenario de mercado. La réplica se puede constituir en forma estática (como vimos en forwards) o dinámica (el peso de cada instrumento dentro de la cartera se modifica en el tiempo). MBA Vladimir Quevedo 2023 2 Modelo de Valorización de Black & Scholes El valor de un instrumento derivado equivaldría al valor presente del payoff esperado y se requiere identificar que función de probabilidad describe el comportamiento del activo subyacente. El precio obtenido depende del modelo elegido. Los dos parámetros claves que definen la dinámica de los factores de riesgo son la volatilidad y la correlación entre dichos factores B&S proponen que se puede crear un portafolio libre de riesgo mediante una combinación de opciones y el activo subyacente. MBA Vladimir Quevedo 2023 3 Modelo de Valorización de Black & Scholes S=20 En tres meses el precio podrá ser 22 o 18 Tasa libre de riesgo=12% Tenemos 2 activos (la acción y el call) Valorice una opción Call que otorga el derecho de comprar la acción a 21 Pista: ◼ Formar un portafolio de X acciones (long) y 1 opción call (pos. corta) de modo tal que no exista incertidumbre en cuanto al valor del portafolio. Si no hay riesgo, el retorno del portafolio debe ser igual a la tasa libre de riesgo. MBA Vladimir Quevedo 2023 4 Modelo de Valorización de Black & Scholes S=20 Su= 22 Asuma un portafolio de X acciones y un call: C1= 1 Si el precio sube a 22 => El valor del portafolio será: 22*X-1 (A) Sd=18 C1=0 Si el precio baja a 18 => El valor del portafolio será: 18*X-0 (B) A=B => 22X-1=18X , donde X=1/4 Por lo tanto un portafolio no riesgoso esta compuesto de 0.25 acciones y una opción. El valor del portafolio es de 4.5 en el mes 3. VP del portafolio: 4.5*e-0.12x3/12=4.367 El valor de la acción hoy es 20, entonces => 20x 0.25- C= 4.367 => C=0.633 Si el valor del Call fuera inferior al hallado, implicaría que el portafolio costaría menos que 4.367 y su rendimiento seria mayor a la tasa libre de riesgo. MBA Vladimir Quevedo 2023 5 Modelo de Valorización de Black & Scholes Todos los activos financieros tiene una evolución futura definida por una parte determinística y una parte estocástica (conjunto de v.a. (Yt)t∈I). La volatilidad es una propiedad de los activos que mide la desviación típica (variabilidad) de la parte estocástica Tendencia Tendencia Vol alta Vol baja MBA Vladimir Quevedo 2023 6 Modelo de Valorización de Black & Scholes Cuando el activo subyacente es una acción se debería cumplir que: ◼ ◼ ◼ St >0 S0= F0/(1+r)^t ( se puede estimar correctamente el precio forward de no arbitraje) La probabilidad de que el activo doble su valor es igual a la probabilidad de que el activo disminuya su valor a la mitad. Estas tres propiedades se verifican en una distribución logarítmica normal. El logaritmo natural de una variable con dist. logarítmica se distribuye normalmente. MBA Vladimir Quevedo 2023 7 Distribución Logarítmica Normal MBA Vladimir Quevedo 2023 8 Modelo de Valorización de Black & Scholes ¿Por qué usar B&S en lugar del modelo binomial? ◼ B&S es una función explícita de los parámetros que explican el valor de las opciones. ◼ Simplifica los cálculos del valor y sensibilidades. MBA Vladimir Quevedo 2023 9 Modelo de Valorización de Black & Scholes Supuesto principal: ◼ El precio del activo evoluciona de acuerdo con un movimiento geométrico Browniano El precio del activo subyacente sigue un proceso estocástico donde su media y volatilidad son constantes (retornos siguen una distribución logarítmica) LN(St/S0) ~ N(µT;σ2T) ◼ Las transacciones se realizan en forma continua. MBA Vladimir Quevedo 2023 10 Modelo de Valorización de Black & Scholes Es posible tomar posiciones largas y cortas sin restricciones (los activos son infinitamente divisibles). No hay costos de transacción o impuestos. Las opciones son estándar europeas y no se distribuyen dividendos. Ausencia de oportunidades de arbitraje Es posible prestar y tomar prestado a la tasa de interés libre de riesgo (constante). MBA Vladimir Quevedo 2023 11 Modelo de Valorización de Black & Scholes c = S N d 1 − e − rt ( ) LN S Donde, d 1 = N d1 − T + r + k 2 T MBA Vladimir Quevedo 2023 2 T 12 MERCADO DE DERIVADOS OPCIONES EXÓTICAS Profesor: Vladimir Quevedo E-mail: quevedo_gv@up.edu.pe Clasificación Opciones exóticas son aquellas diferentes a las opciones vanilla. Difieren en los derechos al vencimiento, claúsulas adicionales o a la inclusión de varios subyacentes. MBA Vladimir Quevedo 2023 14 Clasificación Las principales opciones exóticas: ◼ ◼ ◼ ◼ Opciones Opciones Opciones Opciones digitales rango barrera asiáticas MBA Vladimir Quevedo 2023 15 Opción Digital Opción digital de compra ◼ Derecho a recibir un importe fijo pactado si el precio del subyacente supera el precio de ejercicio al vencimiento. Opción digital de venta ◼ Derecho a recibir un importe fijo pactado si el precio del subyacente es inferior al precio de ejercicio al vencimiento. MBA Vladimir Quevedo 2023 16 Opción Digital Opción digital de compra Opción digital de venta k k MBA Vladimir Quevedo 2023 17 Opción Digital Cash-or-nothing call (otorga una unidad de efectivo si el precio spot supera el strike al vencimiento) Asset-or-nothing call (otorga una unidad del activo si el precio spot supera el strike al vencimiento) MBA Vladimir Quevedo 2023 18 Opción Digital Cash-or-nothing Put (otorga una unidad de efectivo si el precio spot esta por debajo del strike al vencimiento) Asset-or-nothing Put (otorga una unidad del activo si el precio spot esta por debajo del strike al vencimiento) MBA Vladimir Quevedo 2023 19 Opciones Digitales: ejemplo Una entidad financiera ofrece a sus clientes un depósito a un año de plazo cuyo tasa de interés es de 9% pero se abona solo si el precio de la acción del banco sube con respecto a una cotización de referencia. ◼ Tasa de interés 5% anual ◼ Tasa de dividendos 2% ◼ Volatilidad 30% Valorice este depósito estructurado MBA Vladimir Quevedo 2023 20 Solución Valor al Vcto: 100 + 9*1[St>k] 1 St > k 1[St>k] 0 St <= k MBA Vladimir Quevedo 2023 21 Solución OPCIONES DIGITALES Input Precio activo Precio Ejercicio Tipo libre de riesgo Volatilidad Tiempo Rendimiento activo Liquidación Output 100,00 Asset-or-nothing call: 100,00 Asset-or-nothing put: 5,000% 30,00% Cash-or-nothing call: 1,00000 Cash-or-nothing put: 2,00% 9 Call europea Put europea MBA Vladimir Quevedo 2023 58,685 39,335 4,110 4,451 13,0203 10,1234 22 Opción Rango El comprador de una opción tiene el derecho a recibir un importe fijo pactado si en el vencimiento el precio del activo subyacente se encuentra dentro de un determinado rango. Se puede expresa en función de dos opciones digitales. MBA Vladimir Quevedo 2023 23 Opción Rango Opción rango= CD(k)-CD(k*) k k* MBA Vladimir Quevedo 2023 24 Opción Rango Un contrato da derecho al comprador a recibir un millón de euros si el tipo de cambio se sitúa en el rango (USD/EUR 0.80 y USD/EUR 0.85) en un plazo de 30 días. ◼ TC 0.825 euros/US$ ◼ Tasa de interés euros a 30d 2.6% y en $ 4.15%. ◼ Volatilidad 10%. MBA Vladimir Quevedo 2023 25 Solución: Opción Rango Opción digital larga Input Precio activo Precio Ejercicio Tipo libre de riesgo Volatilidad Tiempo Rendimiento activo Liquidación Output 0,825 Asset-or-nothing call: 0,700 0,80 Asset-or-nothing put: 0,122 2,600% 10,00% Cash-or-nothing call: 843 040,331 0,082 Cash-or-nothing put: 154 824,965 4,15% 1 000 000 Call europea 0,0257 Put europea 0,0018 MBA Vladimir Quevedo 2023 26 Solución: Opción Rango Opción digital corta Input Precio activo Precio Ejercicio Tipo libre de riesgo Volatilidad Tiempo Rendimiento activo Liquidación Output 0,825 Asset-or-nothing call: 0,85 Asset-or-nothing put: 2,600% 10,00% Cash-or-nothing call: 0,082 Cash-or-nothing put: 4,15% 1 000 000 Call europea Put europea 0,117 0,705 135 362,2 862 503,1 0,0017 0,0277 Opción rango= 843 040-135 362= 707 678 euros MBA Vladimir Quevedo 2023 27 Opción Barrera Primero se define un nivel del precio llamado barrera. Si el precio del activo subyacente cruza la barrera, se modifican los derechos de la opción. ◼ Barrera Out = la opción muere ◼ Barrera In = la opción nace Adicionalmente, si en la fecha de contratación el precio es superior a la barrera se denomina down y si el precio es inferior a la barrera se denomina up. MBA Vladimir Quevedo 2023 28 Clases de Opciones Barrera Compra up and in (B>=k) o (B<=k) Venta up and in (B>=k) o (B<=k) Compra up and out (B>=k) o (B<=k) Venta up and out (B>=k) o (B<=k) Compra down and in (B>=k) o (B<=k) Venta down and in (B>=k) o (B<=k) Compra down and out (B>=k) o (B<=k) Venta down and out (B>=k) o (B<=k) MBA Vladimir Quevedo 2023 29 Clases de Opciones Barrera Up-and-out: el subyacente comienza a fluctuar bajo el barrier level y si lo alcanza, la opción deja de existir (knock out). Down-and-out: el subyacente comienza a fluctuar sobre el barrier level y si lo cruza, la opción deja de existir (knock out). Up-and-in: el subyacente comienza a fluctuar bajo el barrier level y si lo alcanza, la opción se activa (knock in). Down-and-in: el subyacente comienza a fluctuar sobre el barrier level y si lo cruza, la opción se activa (knock in). MBA Vladimir Quevedo 2023 30 Clases de Opciones Barrera MBA Vladimir Quevedo 2023 31 Ejemplo Anticipando un incremento en el precio spot del TC USD/PEN, un inversionista compra un Call a un mes para comprar USD a 2.6 y una barrera de 2.57 (outstrike). El riesgo del KO Call a diferencia del Call vanilla es que si se llega al nivel de 2.57, la opción expira inmediatamente. Un inversionista asume ese riesgo a cambio de pagar una menor prima. Con respecto a un Call vanilla. MBA Vladimir Quevedo 2023 32 Opciones Asiáticas La liquidación de la opción se realiza mediante una media de precios. La frecuencia del cómputo se define en el contrato (diaria, semanal, mensual, etc.). CAt= Max(S-k,0) PAt= Max(k-S,0) También K puede ser la media aritmética de los precios. MBA Vladimir Quevedo 2023 33