金融におけるMaximum Entropy原理
モーメントとオプション価格の制約下でのエントロピー最大化、指数型双対、基準測度の役割、インプライド分布の検査を解説します
Mark編集 · 一次情報は記事末尾に掲載
要点
Maximum Entropy原理は、明示した制約を満たす分布の中からエントロピー最大の確率分布を選びます。金融ではモーメントやオプション価格から滑らかなリスク中立法則を推定できますが、「最も情報が少ない」は台、変数、基準測度、制約を定めた後にのみ意味を持ちます
エントロピーが実行可能な分布を順位付けします
離散確率p_iのShannonエントロピーはH(p)=−Σ_i p_i log p_iです
p_i≥0、Σ_i p_i=1、Σ_i p_i f_j(x_i)=c_jなどの制約下でHを最大化します
解は台、基準表現、宣言した制約が強制しない追加の適合構造を入れません
解は指数形を取ることが多くあります
基準測度mと線形期待制約ではp_θ(x)=m(x)exp[Σ_jθ_jf_j(x)−ψ(θ)]が一般的です
対数正規化ψが全確率を1にし、その勾配がモデル期待を制約値に合わせます
ψのHessianは共分散行列で、双対曲率を識別可能性と数値条件へ結び付けます
連続エントロピーには基準が必要です
微分エントロピーは非線形な座標変換で変わり、不確実性の不変量ではありません
明示した事前・基準測度mに対する相対エントロピーKL(p||m)を最小化すると依存性が見えます
状態変数、台、格子、基準mを変えると表面上同じ制約でも答えが変わり得ます
オプション価格は線形制約になります
割引欧州型価格はペイオフのリスク中立期待値で、満期分布を制約できます
正規化とフォワード・マルチンゲール条件をストライク、割引、配当、契約規約とともに入れます
Buchen–Kellyは価格から資産分布を推定し、最小交差エントロピーは事前法則を含められます
最適化より実行可能性が先です
雑音のあるミッド価格は境界、単調性、凸性を破り、全気配に一致する非負分布が存在しないことがあります
ビッド・アスク帯、加重適合、スラックは実行可能性を戻しますが、解へ課す情報も変えます
境界近くの制約は質量を集中させ、双対乗数を発散させ、条件を悪化させ得ます
滑らかさは真実の証拠ではありません
Maximum Entropyは未決定集合から一分布を選びますが、市場がその分布に従う証明ではありません
疎なストライクではテールが弱く識別され、経済的証拠より基準測度に沿って質量を広げ得ます
雑音制約が多過ぎると過適合し、少な過ぎるとスマイルとストライク間の不確実性を隠します
検証は再価格と摂動を使います
正値性、正規化、フォワード平均、全ビッド・アスク条件、密なストライク格子の静的無裁定を検査します
価格、格子、台の端、事前、制約重み、solver許容誤差を変え、不安定なテール結論を探します
標本外価格を比較し、エントロピー選択、双対残差、有効制約、不確実性を報告します
よくある質問
Maximum Entropy原理とは何ですか?
正規化と期待制約を満たす確率法則の中からエントロピー最大の法則を選ぶ原理です
真の分布を見つけますか?
いいえ。宣言した台、基準測度、変数、制約に対して最も断定の少ない一分布を選びます
オプション価格は分布をどう制約しますか?
各欧州型価格がリスク中立満期法則の下でペイオフの割引期待値を与えます
なぜ微分エントロピーより相対エントロピーですか?
相対エントロピーは事前・基準測度を明示しますが、微分エントロピーは座標変換で変わるためです
出典
この考え方を自分のオプションに当てはめる
契約と目標を選ぶと、価格・時間・ボラティリティの前提を一つの分析で確認できます
自分のオプションを分析する(英語)