Na tym wykładzie zaczniemy poznawać teorię Jamesa Tobina – również, jak
i Markowitz, laureata nagrody Nobla z ekonomii (nawet wcześniejszego, bo
już z roku 1981), który wzbogacił modelowanie inwestowania – i osiągania
zysków na giełdzie! – o możliwość zaciągania pożyczek i/lub lokowania części
środków w banku oferującym, bez żadnego ryzyka, stałą stopę zwrotu
Oryginalnie Tobin wzbogacił w ten sposób teorię Markowitza (dla przypomnienia – dopuszczalne są w niej tylko długie pozycje w inwestycjach giełdowych). Modelem Tobina sensu stricto zajmiemy się w przyszłości. Pojęciowo i też matematycznie prostsze jest wzbogacenie, o pożyczki i/lub lokaty w banku, modelu Blacka (dla przypomnienia – dopuszczalne są w nim także krótkie pozycje, i to w nieograniczonej wysokości).
Jest to zmodyfikowany model Tobina, w żargonie matematyki
finansowej nazywany też czasami krótko ,,Black z dodanym walorem
bezryzykownym
Pamiętamy wzór bilansowy (5.3) (Wykład V) leżący u podstaw krótkiej
i długiej sprzedaży w teorii Blacka. Obecnie inwestor może dodatkowo
pożyczyć dowolną ilość
(8.1) |
Środki własne inwestora
Gdy natomiast inwestor deponuje część już posiadanych środków,
np wielkość
(8.2) |
Zwyczajne zakupy inwestora składają się teraz z ,,zakupu”
bezryzykownego i bezpiecznego zysku o stopie
W przypadku pożyczki w banku, bilans (8.1) zapisujemy w postaci
(8.3) |
Natomiast w przypadku depozytu w banku, bilans (8.2) zapisujemy w postaci
(8.4) |
W zmodyfikowanym modelu Tobina portfel inwestora zostaje zatem
zakodowany w postaci dodatnich liczb
opisującej jego postępowanie względem banku. Wszystkie te współrzędne,
niezależnie od znaku współrzędnej
Wartości oczekiwane portfeli w tym modelu, o ile tylko nie wszystkie parametry
Inwestor wkracza do Domu Maklerskiego ze swoimi 3000. Krótko sprzedaje
akcje pewnej spółki za 18 tysięcy, po czym pożycza jeszcze w banku
11 tysięcy. Następnie kupuje akcje dwu innych spółek w proporcji
wartościowej 3:1. Jaki jest jego portfel
Po tym wprowadzeniu, teraz już formalnie:
zmodyfikowany model Tobina, budowany nad modelem Blacka
(8.5) |
(inwestowanie w bankowy walor bezryzykowny ma zerową wariancję stopy zwrotu i jest nieskorelowane ze zwrotami z akcji spółek giełdowych – ryzykownych) oraz wektorem stóp zwrotu
Portfele w tym modelu to wszystkie punkty z hiperpłaszczyzny
W celu uniknięcia kolizji oznaczeń z teorią Blacka, będziemy zapisywać te portfele jako
gdzie
Wartość oczekiwaną
Jeśli inwestor składa w banku na początku depozyt
Jeśli natomiast na początku bierze on w banku pożyczkę
Klasyczny wzór na stopę zwrotu z portfela rozszerza się
zatem z ,,Blacka” do ,,zmodyfikowanego Tobina” i mamy tutaj
W tym momencie znamy już odwzorowanie Markowitza w zmodyfikowanym modelu Tobina! Teraz podstawowe pytanie teorii to – jak już było w Blacku i jak będzie w przyszłości z powrotem w Markowitzu – pytanie o postać (kształt) granicy minimalnej.
Zakładamy, że w wyjściowym modelu Blacka macierz kowariancji
(i) granica minimalna w zmodyfikowanym modelu Tobina to
kątownik złożony z dwu półprostych na płaszczyźnie
gdzie wyrażenie pod pierwiastkiem jest dodatnie, będąc (również) liczbą
(ii) Jeśli
(iii) Jeśli
Dowód (i). Zgodnie z definicją granicy minimalnej, przy
dowolnej ustalonej wartości
Jeszcze przed napisaniem warunku Lagrange'a ograniczenia te
upraszczamy, eliminując zmienną
(8.6) |
Rozwiązaniem będzie
Istotnie, wyrażenie na
(8.7) |
można wstawić do (8.6), dostając
albo
gdzie wielkość w mianowniku jest dodatnia, bo jest to wartość formy
kwadratowej o macierzy
czyli – należy zauważyć – wzór (36) w [23]. To poprzez warunek budżetowy daje
Mamy już w tej chwili cały portfel Tobina
(8.8) |
Portfele te, gdy
Liczymy teraz wartość znalezionego relatywnego minimum wariancji portfela
na poziomie
albo, pisząc tylko
Dowód części (i) jest zakończony.
Dowód (ii). Pokażemy, że kwadraty porównywanych tangensów połówek kątów rozwarcia kątowników spełniają nierówność
(8.9) |
Rozpatrujemy w tym celu trójmian kwadratowy
który jest wszędzie dodatni, więc ma ujemny wyróżnik.18Jest
to trójmian
jest mniejsza niż wartość w
Równocześnie udowodniliśmy też część (iii): przy
Twierdzenie 8.1 jest udowodnione. Analizując kątownik Tobina wyłaniający się z części (i) w tym twierdzeniu, nasuwa się jednak następująca
Czytelnik może poczuć się lekko zdezorientowany. Tutaj częściowo
zdegenerowana macierz
Tymczasem tamten dziwny przykład analizowany szczegółowo w Uwadze 7.2 w
Wykładzie VII pokazywał coś przeciwnego! Częściowo zdegenerowana macierz
kowariancji
Wyjaśnienie jest takie. Tam forma dawana macierzą
W teorii zmodyfikowanego modelu Tobina zakłada się, że
Przyjrzyjmy się teraz dokładniej prostej Tobina w sytuacji ogólniejszej
niż w Uwadze 8.2, gdy
Ten drugi to właśnie ten punkt na prostej Tobina, który ma zerową składową numer 0 — zaraz okaże się on portfelem tkwiącym jakby jeszcze w teorii Blacka i nierobiącym użytku z banku oferującego walor bezryzykowny. (Te dwa charakterystyczne punkty są zaznaczone na czerwono na Rysunku 9.1 w Wykładzie IX. Z pewnego względu rysunek nie pojawia się tu i teraz, lecz dopiero tam.19jednak odległość ,,portalowa” jest niewielka)
Przyjrzyjmy się dokładniej temu punktowi, zapominając o jego
współrzędnej
Czy punkt
Tak, oczywiście, z warunku budżetowego spełnionego
tożsamościowo na prostej Tobina, bo wtedy
Policzmy ten punkt-portfel dokładniej,
(8.10) |
bo to jedna z najważniejszych formuł w analizie portfelowej, warta zapamiętania na dłużej. Mówiąc nawiasowo, przy jej pomocy sprawdzenie warunku budżetowego jest wdzięczne, choć – po Ćwiczeniu 8.2 – nadmiarowe:
Na koniec tego wykładu jeszcze kilka zdań na temat specjalnej sytuacji,
osobno wybitej jako (iii) w Twierdzeniu 8.1. Gdy
Prosta Tobina jest więc wtedy równoległa do ,, blaszki”
Po obłożeniu odwzorowaniem Markowitza
Należy wspomnieć, że inaczej [jako podwójna styczność poniżej i powyżej
wartości
Treść automatycznie generowana z plików źródłowych LaTeXa za pomocą oprogramowania wykorzystującego LaTeXML.
strona główna | webmaster | o portalu | pomoc
© Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki UW, 2009-2010. Niniejsze materiały są udostępnione bezpłatnie na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa-Użycie niekomercyjne-Bez utworów zależnych 3.0 Polska.
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego.
Projekt współfinansowany przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego i przez Uniwersytet Warszawski.