内容简介

本书注重理论与实践相结合,通过实际案例和编程实现让读者理解理论在实践中的应用;同时还充分强调“案例的实用性、程序的可模仿性”,且在案例程序中附有详细的注释。例如,投资组合管理、KMV 模型计算、期权定价模型与数值方法、风险价值VaR的计算等案例程序,读者可以直接使用或根据需要在源代码基础上进行修改使用。

本书共23章,前两章分别对金融市场的基本概况与MATLAB的基础知识进行概述;接下来20章为金融数量分析常用的案例(含完整、稳健的程序),包括MATLAB数据交互、现金流分析、投资组合管理、随机模拟、期权定价模型与数值方法、固定收益工具分析及久期与凸度计算、风险管理及KMV 模型计算、期货或股票的技术指标计算与回测等;*后一章,总结了一些MATLAB金融编程技巧。

本书既可作为高等院校金融数学、金融工程专业的实践教材,也可作为理工科、经济金融学科和数量分析方面的研究生,以及与经济金融相关的研究人员和从业人员的参考用书。

作者简介

郑志勇，集思录副总裁、合晶睿智创始人，先后就职于中国银河证券、银华基金、方正富邦基金，从事金融产品研究与设计工作10余年；专注于产品设计、量化投资、资产配置相关领域的研究，尤其对于各种结构化产品、分级基金产品有着深入的研究；已编著图书10余本。

王洪武，博士、副教授，本科、硕士毕业于兰州大学数学与统计学专业，博士毕业于天津大学管理科学与工程专业，主要研究方向为金融物理学、量化投资，已发表SCI检索论文多篇，并担任多个国际期刊的匿名审稿人；具有10多年的MATLAB使用经验，担任多家私募机构技术顾问。

目录

第1章 金融市场与金融产品…………… 1

1.1 金融市场………………………… 1

1.1.1 货币市场…………………… 2

1.1.2 资本市场…………………… 2

1.1.3 商品市场…………………… 3

1.2 金融机构………………………… 3

1.2.1 存款性金融机构…………… 4

1.2.2 非存款性金融机构………… 4

1.2.3 家庭或个人………………… 5

1.3 基础金融工具…………………… 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 金融产品………………………… 7

1.5 金融产品风险…………………… 8

第2章 MATLAB基础知识概述……… 10

2.1 MATLAB的发展历程和影响…………………………………… 10

2.2 基本操作………………………… 11

2.2.1 操作界面…………………… 11

2.2.2 Help帮助文档…………… 12

2.2.3 系统变量…………………… 13

2.3 多项式运算……………………… 17

2.3.1 多项式表达方式…………… 17

2.3.2 多项式求解………………… 17

2.3.3 多项式乘法(卷积)………… 18

2.4 多项式的曲线拟合……………… 18

2.4.1 函数拟合…………………… 18

2.4.2 曲线拟合工具CFTOOL……………………………… 20

2.4.3 多项式插值………………… 20

2.5 微积分计算……………………… 22

2.5.1 数值积分计算……………… 22

2.5.2 符号积分计算……………… 23

2.5.3 数值微分运算……………… 23

2.5.4 符号微分运算……………… 25

2.6 矩阵计算………………………… 26

2.6.1 线性方程组的求解………… 26

2.6.2 矩阵的特征值和特征向量……………………………… 26

2.6.3 矩阵求逆…………………… 27

2.7 M 函数编程规则……………… 27

2.8 绘图函数………………………… 32

2.8.1 简易函数绘图……………… 32

2.8.2 二维图形的绘制…………… 34

2.8.3 三维图形的绘制…………… 35

2.8.4 等高线图形的绘制………… 37

2.8.5 二维伪彩图的绘制………… 38

2.8.6 矢量场图的绘制…………… 39

2.8.7 图形的填色………………… 40

第3章 MATLAB与Excel的数据交互与数据处理案例………………… 42

3.1 数据交互函数…………………… 42

3.1.1 获取文件信息函数xlsfinfo……………………………… 42

3.1.2 读取数据函数xlsread …… 43

3.1.3 写入数据函数xlswrite…… 45

3.1.4 可视化交互界面函数uiimport……………………………… 46

3.2 Excel Link宏………………… 48

3.2.1 加载Excel Link宏……… 48

3.2.2 使用Excel Link宏……… 48

3.3 数据交互实例…………………… 51

3.3.1 基金相关性的计算………… 51

3.3.2 多个文件的读取和写入…… 53

3.4 数据的平滑处理………………… 54

3.4.1 smooth函数……………… 54

3.4.2 smoothts函数…………… 57

3.4.3 medfilt1函数……………… 60

3.5 数据的标准化…………………… 61

3.5.1 数据的标准化变换………… 62

3.5.2 数据的极差变换…………… 64

第4章 MATLAB与数据库的数据交互………………………………… 66

4.1 数据源配置……………………… 66

4.2 MATLAB连接数据库………… 68

4.2.1 Database工具箱简介…… 68

4.2.2 Database工具箱函数…… 68

4.2.3 数据库的数据读取………… 69

4.2.4 数据库的数据写入………… 73

4.3 网络数据读取…………………… 76

4.3.1 Sina财经实时数据……… 76

4.3.2 Tencent财经历史数据…… 78

第5章 贷款按揭与保险产品——现金流分析案例……………………… 81

5.1 货币时间价值计算……………… 81

5.1.1 单利终值与现值…………… 81

5.1.2 复利终值与现值…………… 82

5.1.3 连续复利计算……………… 82

5.2 固定现金流计算………………… 83

5.2.1 固定现金流现值计算函数pvfix ……………………… 83

5.2.2 固定现金流终值计算函数fvfix ……………………… 84

5.3 变化现金流计算………………… 85

5.4 年金现金流计算………………… 86

5.5 商业按揭贷款分析……………… 88

5.5.1 按揭贷款还款方式………… 88

5.5.2 等额还款模型与计算……… 89

5.5.3 等额本金还款……………… 91

5.5.4 还款方式比较……………… 94

5.5.5 提前还款违约金估算……… 94

5.6 商业养老保险分析……………… 95

5.6.1 商业养老保险案例………… 95

5.6.2 产品结构分析……………… 96

5.6.3 现金流模型………………… 96

5.6.4 保险支出现值函数………… 97

5.6.5 保险收入现值函数………… 97

5.6.6 案例数值分析……………… 99

5.6.7 案例分析结果…………… 100

第6章 随机模拟——概率分布与随机数…………………………… 101

6.1 概率分布 ……………………… 101

6.1.1 概率分布的定义………… 101

6.1.2 几种常用的概率分布…… 101

6.1.3 密度函数、分布函数和逆概率分布函数值的计算……… 104

6.2 随机数与蒙特卡罗模拟……… 107

6.2.1 随机数的生成…………… 107

6.2.2 蒙特卡罗模拟…………… 110

6.3 随机价格序列………………… 113

6.3.1 收益率服从正态分布的价格序列………………… 113

6.3.2 具有相关性的随机序列… 115

6.4 带约束的随机序列…………… 117

第7章 CFTOOL数据拟合——GDP与用电量增速分析……………… 120

7.1 案例背景——GDP与用电量的关系…………………………… 120

7.2 数据拟合方法………………… 122

7.3 MATLAB CFTOOL的使用………………………………… 122

7.3.1 CFTOOL函数的调用方式…………………………… 123

7.3.2 导入数据………………… 123

7.3.3 数据的平滑处理………… 124

7.3.4 数据筛选………………… 125

7.3.5 数据拟合………………… 1263

7.3.6 绘图控制………………… 129

7.3.7 拟合后处理……………… 130

7.4 加权重拟合…………………… 131

第8章 策略模拟——组合保险策略分析…………………………… 134

8.1 固定比例组合保险策略……… 134

8.1.1 策略模型………………… 134

8.1.2 模型参数………………… 135

8.2 时间不变性组合保险策略…… 136

8.2.1 策略模型………………… 136

8.2.2 模型参数………………… 136

8.3 策略数值模拟………………… 136

8.3.1 模拟情景假设…………… 136

8.3.2 固定比例组合保险策略模拟…………………………… 137

8.3.3 时间不变性组合保险策略模拟……………………… 140

8.4 策略选择与参数优化………… 144

8.4.1 模拟情景假设…………… 144

8.4.2 模拟方案与模拟参数…… 144

8.4.3 模拟程序与结果………… 145

第9章 KMV 模型求解——方程与方程组的数值解……………… 153

9.1 方程与方程组………………… 153

9.1.1 方 程…………………… 153

9.1.2 方程组…………………… 153

9.2 方程与方程组的求解………… 154

9.2.1 fzero函数………………… 154

9.2.2 fsolve函数……………… 155

9.2.3 含参数方程组的求解…… 157

9.3 KMV模型方程组的求解…… 159

9.3.1 KMV模型简介………… 159

9.3.2 KMV模型计算方法…… 160

9.3.3 KMV模型计算程序…… 161

第10章 期权定价模型与数值方法… 165

10.1 期权基础概念………………… 165

10.1.1 期权及其相关概念……… 165

10.1.2 买入期权、卖出期权平价组合…………………………… 166

10.1.3 期权防范风险的应用…… 166

10.2 期权定价方法的理论基础…… 167

10.2.1 布朗运动………………… 168

10.2.2 伊藤引理………………… 169

10.2.3 BlackScholes微分方程…………………………… 171

10.2.4 BlackScholes方程求解…………………………… 173

10.2.5 影响期权价格的因素分析…………………………… 175

10.3 B S公式隐含波动率计算… 178

10.3.1 隐含波动率概念………… 178

10.3.2 隐含波动率计算方法…… 179

10.3.3 隐含波动率计算程序…… 180

10.4 期权二叉树模型……………… 184

10.4.1 二叉树模型的基本理论…………………………… 184

10.4.2 二叉树模型的计算……… 185

10.5 期权定价的蒙特卡罗方法…… 187

10.5.1 模拟基本思路…………… 187

10.5.2 模拟技术实现…………… 187

10.5.3 模拟技术改进…………… 188

10.5.4 欧式期权蒙特卡罗模拟…………………………… 190

10.5.5 障碍期权蒙特卡罗模拟…………………………… 193

10.5.6 亚式期权蒙特卡罗模拟…………………………… 196

第11章 股票挂钩结构分析………… 200

11.1 股票挂钩产品的基本结构…… 200

11.1.1 高息票据与保本票据…… 200

11.1.2 产品构成要素说明……… 201

11.1.3 产品的设计方法………… 202

11.2 股票挂钩产品案例分析……… 204

11.2.1 产品定价分析…………… 2044

11.2.2 产品案例要素说明……… 204

11.2.3 保本票据定价与收益…… 205

11.2.4 高息票据定价与收益…… 209

11.3 分级型结构产品分析………… 210

11.3.1 分级型结构产品的组成…………………………… 210

11.3.2 分级型结构产品的结构比例……………………… 211

11.3.3 分级型结构产品的收益分配……………………… 211

11.3.4 分级型结构产品的流通方式……………………… 212

11.3.5 分级型结构产品的风险控制……………………… 212

11.4 鲨鱼鳍期权期望收益测算…… 213

11.4.1 鲨鱼鳍期权简介………… 213

11.4.2 鲨鱼鳍期权收益率曲线…………………………… 213

11.4.3 期望收益测算(历史模拟法)…………………………… 214

11.4.4 结果与分析……………… 215

第12章 马科维茨均值方差模型…… 218

12.1 模型理论……………………… 218

12.2 收益与风险计算函数………… 219

12.3 有效前沿计算函数…………… 220

12.4 约束条件下有效前沿………… 224

12.5 模型年化参数计算…………… 226

第13章 基金评价与投资组合绩效… 228

13.1 资产定价(CAPM)模型……… 228

13.2 组合绩效指标………………… 229

13.2.1 Beta与Alpha的计算… 230

13.2.2 夏普比率………………… 234

13.2.3 信息比率………………… 235

13.2.4 跟踪误差………………… 236

13.2.5 最大回撤………………… 237

13.3 业绩归因分析………………… 240

13.3.1 大类资产配置效应、行业配置效应和个股选择效应……240

13.3.2 基金选股与择时能力分析…………………………… 241

第14章 风险价值VaR计算………… 242

14.1 VaR模型…………………… 242

14.1.1 VaR模型的含义……… 242

14.1.2 VaR的主要性质……… 242

14.1.3 VaR模型的优点与缺点…………………………… 243

14.2 VaR的计算方法…………… 244

14.3 数据读取……………………… 244

14.3.1 数据提取………………… 245

14.3.2 数据可视化与标准化…… 246

14.3.3 数据简单处理与分析…… 247

14.4 数据处理……………………… 252

14.5 历史模拟法程序……………… 254

14.6 参数模型法程序……………… 256

14.7 蒙特卡罗模拟程序…………… 257

14.7.1 基于随机收益率序列的蒙特卡罗风险价值计算……257

14.7.2 基于几何布朗运动的蒙特卡罗模拟………………… 260

第15章 跟踪误差最小化———非线性最小二乘法MATLAB编程… 262

15.1 理论与案例…………………… 262

15.1.1 非线性最小二乘法……… 262

15.1.2 跟踪误差最小化背景…… 262

15.2 模型建立……………………… 263

15.2.1 实际案例………………… 263

15.2.2 数学模型………………… 264

15.3 MATLAB实现……………… 265

15.3.1 lsqnonlin函数………… 265

15.3.2 建立目标函数…………… 266

15.3.3 模型求解………………… 269

15.4 扩展问题……………………… 272

第16章 分形技术———移动平均Hurst指数计算…………………… 273

16.1 Hurst指数简介……………… 273

16.2 R/S方法计算Hurst指数… 274

16.3 移动窗口Hurst指数计算程序………………………………… 274

16.3.1 时间序列分段…………… 274

16.3.2 Hurst指数计算………… 276

16.3.3 移动窗口Hurst指数计算…………………………… 278

第17章 固定收益证券的久期与凸度计算……………………………… 281

17.1 基本概念……………………… 281

17.2 价格与收益率的计算………… 284

17.2.1 计算公式………………… 284

17.2.2 债券定价计算…………… 285

17.2.3 债券收益率计算………… 288

17.3 久期与凸度的计算…………… 291

17.3.1 债券久期的计算………… 291

17.3.2 债券凸度的计算………… 294

17.4 债券组合久期免疫策略……… 297

第18章 利率期限结构与利率模型… 301

18.1 利率理论与投资策略………… 301

18.1.1 利率的期限结构理论…… 301

18.1.2 利用利率结构投资策略…………………………… 301

18.2 利率期限结构………………… 303

18.2.1 建立利率期限结构的方法…………………………… 303

18.2.2 利率期限结构的计算…… 304

18.2.3 利率期限结构的平滑…… 309

18.3 利用利率期限结构计算远期利率………………………………… 310

18.4 利率模型……………………… 313

18.4.1 利率模型分类…………… 313

18.4.2 Ho Lee模型………… 314

18.4.3 BDT二叉树的构建…… 318

18.4.4 HJM 模型的构建……… 321

第19章 线性优化理论与方法……… 323

19.1 线性规划理论………………… 323

19.1.1 线性规划的求解方法…… 323

19.1.2 线性模型的标准形式…… 324

19.2 线性优化MATLAB求解…… 324

19.2.1 linprog函数…………… 324

19.2.2 线性规划模型的表示…… 325

19.2.3 内点法求解……………… 326

19.2.4 单纯形法求解…………… 326

19.3 含参数线性规划……………… 327

第20章 非线性优化理论与方法…… 329

20.1 理论背景……………………… 329

20.1.1 非线性问题……………… 329

20.1.2 非线性优化……………… 329

20.2 理论模型……………………… 330

20.2.1 无约束非线性优化……… 330

20.2.2 约束非线性优化………… 331

20.3 MATLAB实现……………… 331

20.3.1 fminunc函数…………… 331

20.3.2 fminsearch函数………… 335

20.3.3 fmincon函数…………… 337

20.4 扩展问题……………………… 341

20.4.1 大规模优化问题………… 341

20.4.2 含参数优化问题………… 343

第21章 资产收益率分布的拟合与检验……………………………… 345

21.1 案例描述……………………… 345

21.2 数据的描述性统计…………… 346

21.2.1 描述性统计量…………… 346

21.2.2 统计图…………………… 350

21.3 分布的检验…………………… 353

21.3.1 chi2gof函数…………… 353

21.3.2 jbtest函数……………… 355

21.3.3 kstest函数……………… 357

21.3.4 kstest2函数…………… 358

21.3.5 lillietest函数…………… 361

21.3.6 方法结论分析…………… 363

21.4 投资组合分布图比较………… 363

第22章 技术分析———指标计算与回测……………………………… 367

22.1 理论简介……………………… 367

22.2 行情数据的K线图………… 367

22.2.1 数据读取………………… 367

22.2.2 蜡烛图(K线) ………… 368

22.3 技术指标计算………………… 373

22.3.1 移动平均线……………… 373

22.3.2 布林带…………………… 374

22.3.3 平滑异同移动平均线…… 376

22.3.4 其他技术指标…………… 377

22.4 动态技术指标………………… 378

22.5 指标回测分析………………… 381

22.5.1 读取数据………………… 381

22.5.2 计算交易信号和持仓信号…………………………… 381

22.5.3 模拟交易………………… 382

22.5.4 交易结果评价…………… 383

22.5.5 回测结果可视化………… 384

第23章 编程实用技巧……………… 388

23.1 变量的初始化………………… 388

23.2 集合的交并函数……………… 390

23.3 坐标轴时间标记……………… 393

23.4 坐标轴过原点实现…………… 395

23.5 定时触发程序运行…………… 397

23.6 发送邮件……………………… 397

参考文献………………………………… 399

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