证券投资组合优化的数学模型分析

《经济师》2000年第6期

●证券市场

证券投资组合优化的数学模型分析

●刘大赵

  一、证券投资的收益率与风险

投资者投资于某种证券是为获得收益。若投资者在t时期初以单价Pit购进证券i,在该期发行证券i的公司分发给投资者的单位证券股利或利息为Ait,在t+1时期初证券i的市场价格为Pit+1,则投资者在该期的投资收益率ri=[(Pit+1-Pit)+Ait]/Pit。由于它受证券市场以及股份公司经营业绩等因素的影响,所以ri是一个随机变量,用其数学期望ui=E(ri)表示该证券预期收益率的大小,ui越大,则该证券的获利能力越强。假设投资者所能选择的证券种类有n个,各种证券在证券总投资中所占的比重分别为W1、W2、…、Wn,其中W1+W2+…+Wn=1,用向量表示W=(W1,W2,…,Wn)T,其中ETnW=1,En=(1,1,…,1)T;收益率分别为r1、r2、…、rn,用向量表示R=(r1,r2,…,rn)T;预期收益率分别为u1、u2、…、un,用向量表示U=E(R)

T

=(u1、…、u2、un),则该证券投资组合的收益率r为各种证券收益率的加权平均数,即

r=r1W1+r2W2+…+rnwn=

6

n

i=1

riwi=RTW (1)

预期收益率u为各种证券预期收益率的加权平均数,即u=E(r)=u1W1+u2W2+…+unwn=

6

n

i=1

uiwi=UTW (2)

由于证券市场受到许多不确定因素的影响,既可能给投资者带来收益,也可能给投资者带来意料之外的损失,因此证券投资收益具有不确定性,这就是证券投资的风险。作为风险的衡量标准是证券投资的收益率与其预期收益率的离散程度,因此,可

2

以用证券i的投资收益率ri的方差R2i=D(ri)=E(ri-ui)表示证券i投资风险的大小。在含有n种证券的投资组合中,证券投资组合的风险并不是单个证券投资风险的简单加权平均。它不仅与单个证券的投资风险有关,还与各种证券之间的相关性有

2

关。用方差Rii=Ri=D(ri)表示第i种证券的投资风险(i=1,2,…,n),协方差Rij=Rji=cov(ri,rj)表示第i种证券与第j种证券投资收益率的相关系数(i,j=1,2,…,n),V=(Rij)n×n为r的协方差矩阵

R11 R12 … R1nR21 R22 … R2n

V=

… … … …Rn1 Rn2 … R2

则证券投资组合的风险R为

R2=D(r)=

66

nn

T

(WiWjRij)=WVW (3)

i=1j=1

二、证券投资组合优化的数学模型

根据Markowitz的投资理论,理性的投资行为应具有“非满足性”和“风险回避性”两个特征,即投资者在承受相同风险的条件下总是选择较高收益率的证券投资组合,或者在具有相同收

益率的情况下选择较小风险的证券投资组合。投资者根据以上两个特征进行证券投资组合优化,构造自己满意的证券投资组合。根据证券投资组合的收益率、预期收益率和风险的表达式(1)、(2)和(3),证券投资组合的收益率、预期收益率和风险都是由证券投资比例向量W所决定,因此投资者进行证券投资组合优化的关键是选择投资比例向量W。

1、使预期收益率最大的证券投资组合优化模型。在证券投

2

资组合的风险R为一定的前提下,为了使证券投资组合的预期u最大,根据(2)和(3)式建立以下模型(A):

maxu=UTWWTVW=R2ETnW=1

格朗日乘数法,以上最大值问题可转化成下列最大值问题:

T2T

maxu=UTW+K1(WVW-R)+K2(EnW-1)

如果Y存在最大值,则u也存在最大值。可以通过对Wi(i=1,…,n)、K1和K2分别求偏导,即

《经济师》2000年第6期

●证券市场

证券投资组合优化的数学模型分析

●刘大赵

  一、证券投资的收益率与风险

投资者投资于某种证券是为获得收益。若投资者在t时期初以单价Pit购进证券i,在该期发行证券i的公司分发给投资者的单位证券股利或利息为Ait,在t+1时期初证券i的市场价格为Pit+1,则投资者在该期的投资收益率ri=[(Pit+1-Pit)+Ait]/Pit。由于它受证券市场以及股份公司经营业绩等因素的影响,所以ri是一个随机变量,用其数学期望ui=E(ri)表示该证券预期收益率的大小,ui越大,则该证券的获利能力越强。假设投资者所能选择的证券种类有n个,各种证券在证券总投资中所占的比重分别为W1、W2、…、Wn,其中W1+W2+…+Wn=1,用向量表示W=(W1,W2,…,Wn)T,其中ETnW=1,En=(1,1,…,1)T;收益率分别为r1、r2、…、rn,用向量表示R=(r1,r2,…,rn)T;预期收益率分别为u1、u2、…、un,用向量表示U=E(R)

T

=(u1、…、u2、un),则该证券投资组合的收益率r为各种证券收益率的加权平均数,即

r=r1W1+r2W2+…+rnwn=

6

n

i=1

riwi=RTW (1)

预期收益率u为各种证券预期收益率的加权平均数,即u=E(r)=u1W1+u2W2+…+unwn=

6

n

i=1

uiwi=UTW (2)

由于证券市场受到许多不确定因素的影响,既可能给投资者带来收益,也可能给投资者带来意料之外的损失,因此证券投资收益具有不确定性,这就是证券投资的风险。作为风险的衡量标准是证券投资的收益率与其预期收益率的离散程度,因此,可

2

以用证券i的投资收益率ri的方差R2i=D(ri)=E(ri-ui)表示证券i投资风险的大小。在含有n种证券的投资组合中,证券投资组合的风险并不是单个证券投资风险的简单加权平均。它不仅与单个证券的投资风险有关,还与各种证券之间的相关性有

2

关。用方差Rii=Ri=D(ri)表示第i种证券的投资风险(i=1,2,…,n),协方差Rij=Rji=cov(ri,rj)表示第i种证券与第j种证券投资收益率的相关系数(i,j=1,2,…,n),V=(Rij)n×n为r的协方差矩阵

R11 R12 … R1nR21 R22 … R2n

V=

… … … …Rn1 Rn2 … R2

则证券投资组合的风险R为

R2=D(r)=

66

nn

T

(WiWjRij)=WVW (3)

i=1j=1

二、证券投资组合优化的数学模型

根据Markowitz的投资理论,理性的投资行为应具有“非满足性”和“风险回避性”两个特征,即投资者在承受相同风险的条件下总是选择较高收益率的证券投资组合,或者在具有相同收

益率的情况下选择较小风险的证券投资组合。投资者根据以上两个特征进行证券投资组合优化,构造自己满意的证券投资组合。根据证券投资组合的收益率、预期收益率和风险的表达式(1)、(2)和(3),证券投资组合的收益率、预期收益率和风险都是由证券投资比例向量W所决定,因此投资者进行证券投资组合优化的关键是选择投资比例向量W。

1、使预期收益率最大的证券投资组合优化模型。在证券投

2

资组合的风险R为一定的前提下,为了使证券投资组合的预期u最大,根据(2)和(3)式建立以下模型(A):

maxu=UTWWTVW=R2ETnW=1

格朗日乘数法,以上最大值问题可转化成下列最大值问题:

T2T

maxu=UTW+K1(WVW-R)+K2(EnW-1)

如果Y存在最大值,则u也存在最大值。可以通过对Wi(i=1,…,n)、K1和K2分别求偏导,即


相关文章

  • 股票组合投资一个优化模型构建研究
  • 第14卷第2期科技与管理 Science-TechnologyandManagement 2012年3月 Vol.14No.2Mar.,2012 文章编号:1008-7133(2012)02-0080-05 股票组合投资一个优化模型构建研究 ...查看


  • 组合资金投资方案模型
  • 论文题目:组合资金投资方案模型 摘要 基金会投资目的是为了获取较高的投资收益,其收益可大可小,甚至遭受损失,这种收益的不确定性及其发生的概率即是风险.在本问题上有三种投资方式,可以按不同的比例对多种投资方案进行组合投资,以期降低风险并获得最 ...查看


  • 混合智能算法及其在供水水库群优化调度中的应用
  • 水 2007年12月利SHUILI学XUEBAO报第38卷第12期文章编号:0559.9350(2007)12-1437一07 混合智能算法及其在供水水库群优化调度中的应用 刘卫林1'2,董增川1,王德智3 (1.河海大学水文水资源与水利工 ...查看


  • 房地产风险分析中的蒙特卡洛模拟
  • 房地产风险分析中的蒙特卡洛模拟 王庆庆 !浙江工商大学#杭州'0**'# 摘要!本文通过运用水晶球软件的蒙特卡洛法对房地产开发项目的风险进行分析%通过相关 分析对房地产开发项目的赢利性!风险大小等各个方面作出了预测 关键词!风险$蒙特卡洛模 ...查看


  • 资产组合投资理论
  • 15.433 投资学 第3节: 资产组合理论 第1部分:提出问题 2003年春 一小段历史 1952年3月,Harry Markowitz,一个25岁的芝加哥大学研究生,在The Journal of Finance上发表了一篇文章< ...查看


  • 组合投资的风险与收益及其MATLAB的实现
  • 2015届毕业论文 股票组合投资的风险与收益及其MATLAB的 实现 院 . 部: 计算机与信息科学学院 学生姓名: 指导教师: 桂友武 职称 副教授 专 业: 信息与计算科学 班 级: 信本1102 完成时间: 2015-6 摘 要 随着 ...查看


  • 证券投资基金及证券投资组合
  • 证券投资基金及证券投 资组合 姓 学 号: 系 专 业: 科 学 摘要 从1868年基金最早在英国出现以来,它的发展已经经历了1个多世纪.我国从1998年3月基金金泰.基金开元成立以来,基金业在各种有利于基金政策的支持下发展迅速,研究基金的 ...查看


  • 高等数学模型与经济分析
  • 热点分析 稳致富压力较大,上级应出台更加优惠的移民后期扶持政策,增强移民创业的造血功能,促进移民就业.一是适当提高移民后期扶持基金提取比例.二是建立库区再就业专项基金.主要用于移民再就业小额贷款担保基金和贴息.社保补贴.岗位补贴.培训补贴等 ...查看


  • 第六章统计分析知识点
  • 第六章 第六章 统计分析知识点 统计分析知识点 第一节 统计分析对金融投资分析的意义 1. 1952 年,马科维茨发表资产组合理论,用收益的方差来描述投资风险,开启金融问题定量研究的先河. 2. 在马科维茨的模型中,证券的收益和风险用数学期 ...查看


热门内容