금융의 Maximum Entropy 원리 이해하기
적률과 옵션가격 제약 아래 엔트로피 최대화, 지수족 쌍대문제, 기준측도의 역할과 내재분포에 필요한 검사를 설명합니다
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한눈에 답하기
Maximum Entropy 원리는 명시된 제약을 만족하는 분포 중 엔트로피가 가장 큰 확률분포를 고릅니다. 금융에서는 적률이나 옵션가격에서 매끄러운 위험중립 법칙을 추론할 수 있지만 ‘가장 적은 정보’라는 말은 지지집합, 변수, 기준측도와 제약을 정한 뒤에만 의미가 있습니다
엔트로피가 가능한 분포를 순위화합니다
이산확률 p_i의 Shannon 엔트로피는 H(p)=−Σ_i p_i log p_i입니다
p_i≥0, Σ_i p_i=1과 Σ_i p_i f_j(x_i)=c_j 같은 제약 아래 H를 최대화합니다
해는 지지집합, 기준표현과 선언한 제약이 강제하지 않는 추가 적합구조를 넣지 않습니다
해는 흔히 지수형태를 가집니다
기준측도 m과 선형 기대값 제약에서는 p_θ(x)=m(x)exp[Σ_jθ_jf_j(x)−ψ(θ)] 형태가 흔합니다
로그정규화함수 ψ는 전체확률을 1로 만들고 그 기울기는 모형기대값을 제약값에 맞춥니다
ψ의 Hessian은 공분산행렬로 쌍대곡률을 식별가능성과 수치 조건수에 연결합니다
연속 엔트로피에는 기준이 필요합니다
미분 엔트로피는 비선형 좌표변환에 따라 바뀌므로 불확실성의 불변량이 아닙니다
명시적 사전분포나 기준측도 m에 대한 상대 엔트로피 KL(p||m)를 최소화하면 이 의존성이 드러납니다
상태변수, 지지집합, 격자나 기준 m을 바꾸면 표면상 같은 제약 아래에서도 답이 달라질 수 있습니다
옵션가격은 선형 제약이 됩니다
할인된 유럽형 옵션가격은 보상함수의 위험중립 기대값이므로 만기분포를 제약할 수 있습니다
정규화와 선도 마팅게일 조건을 행사가 제약, 할인, 배당과 계약규약에 함께 넣어야 합니다
Buchen–Kelly는 옵션가격에서 자산분포를 추론했고 최소 교차엔트로피는 사전법칙을 포함할 수 있습니다
최적화보다 가능성을 먼저 봅니다
잡음이 있는 중간가격은 가격경계, 행사가 단조성이나 볼록성을 깨 모든 호가를 정확히 맞추는 비음수 분포가 없을 수 있습니다
매수·매도호가 범위, 가중 적합이나 여유변수는 가능성을 복원하지만 각 선택이 해에 넣는 정보를 바꿉니다
가능영역 경계의 제약은 질량을 집중시키고 쌍대승수를 발산시키며 최적화 조건수를 악화할 수 있습니다
매끄러움이 진실의 증거는 아닙니다
Maximum Entropy는 미결정 집합에서 한 분포를 고르지만 시장이 그 분포를 따른다고 증명하지 않습니다
성긴 행사가에서는 꼬리가 약하게 식별되고 엔트로피는 경제적 증거보다 기준측도에 따라 질량을 펼칠 수 있습니다
잡음제약이 너무 많으면 호가에 과적합하고 너무 적으면 스마일 구조와 행사가 사이 불확실성을 숨깁니다
검증은 재가격과 섭동을 사용합니다
양수성, 정규화, 선도평균, 모든 매수·매도 제약과 촘촘한 행사가 격자의 정적 무차익을 검사합니다
호가, 격자, 지지집합 끝점, 사전분포, 제약가중치와 solver 허용오차를 바꿔 불안정한 꼬리결론을 찾습니다
표본외 옵션가격을 비교하고 하나의 내재밀도만이 아니라 엔트로피 선택, 쌍대잔차, 활성제약과 불확실성을 보고합니다
자주 묻는 질문
Maximum Entropy 원리란 무엇인가요?
정규화와 기대값 제약을 만족하는 모든 확률법칙 중 엔트로피가 가장 큰 법칙을 고르는 원리입니다
진짜 분포를 찾아주나요?
아닙니다. 선언한 지지집합, 기준측도, 변수와 제약에 비추어 가장 덜 단정적인 분포 하나를 고릅니다
옵션가격은 분포를 어떻게 제약하나요?
각 유럽형 가격이 위험중립 만기법칙 아래 보상함수의 할인기대값을 제공합니다
왜 미분 엔트로피보다 상대 엔트로피를 쓰나요?
상대 엔트로피는 사전·기준측도를 명시하지만 미분 엔트로피는 좌표변환에 따라 달라지기 때문입니다