金融におけるStable Distributionと無限分散
Alpha-stable分布、一般化中心極限定理、無限分散、裾パラメータ、集約、初期金融研究を理解し、安定モデルを使う前の診断を解説します
Mark編集 · 一次情報は記事末尾に掲載
要点
Stable Distributionは独立な複製を足し、位置と尺度を調整しても同じ分布族を保ちます。非正規Alpha-stable法則はべき裾と無限分散を持つため、√n尺度、通常のボラティリティ、分散に基づく推論が失敗し得ます。数学的には整合的でも、実証的に選択し検証すべきモデルです
安定性は加法に関する性質です
独立な複製X_1、X_2と正のa、bについてaX_1+bX_2があるc>0、dでcX+dと同じ法則なら分布は安定です
この閉包性により和も同じ分布形状族に残るため、集約モデルとして自然です
正規分布はα=2の安定分布であり、安定というだけで重い裾や無限分散を意味しません
四パラメータが一変量安定則を表します
安定指数αは(0,2]、歪度βは[−1,1]にあり、尺度と位置が明示したパラメータ化で大きさと中心を決めます
α<2では非退化条件の下で裾が指数αの正則変動を示し、極端値は正規分布より大幅に増えます
安定密度は通常、初等的閉形式を持たず、特にα=1付近でパラメータ化が異なるため実装規約が重要です
モーメントの存在がリスクの意味を変えます
α<2の非正規安定則は、有限データの標本分散が有限でも母集団分散が無限です
絶対一次モーメントはα>1でだけ有限で、α≤1では通常の母集団平均も一般に存在しません
増え続ける標本分散や不安定な平均は重い裾と整合しても、それだけで無限モーメントの証明にはなりません
一般化中心極限定理が分布族を説明します
独立同分布変数の正規化した和が非退化極限へ収束するなら、可能な極限は安定則です
有限分散の入力はGaussian α=2へ、適切な正則変動入力はα<2の安定極限へ進み得ます
集約尺度は√nでなくn^(1/α)であり、中心化はαとパラメータ化に依存します
安定則には長い金融研究史があります
Mandelbrotは投機価格変化にGaussianモデルより大きな動きが多いことからStable Paretian則を提案しました
FamaはStable Paretianリターンと、有限分散がなくても分散投資が機能する条件を研究しました
その後のボラティリティ集中、切断裾、局面変化は、正確なiid安定性以外でも重いリターンを説明します
無限分散は強い構造的主張です
正確なα<2モデルは分散が大きいのでなく、あらゆる期間で有限な母集団分散がないと主張します
Tempered stable、切断安定、混合、ジャンプ、GARCH、確率的ボラティリティは有限モーメントで重い標本を作れます
有限データは真の無限裾と遠い有限切断点を区別しにくく、対数図の直線部分だけでは主張できません
検証は集約と裾を共に調べます
複数手法でαと不確実性を推定し、特性関数適合、分位点、超過、パラメータ安定性を調べます
期間別の和が予測通り再尺度化するか、適合後も残差依存やボラティリティ集中が残るか確認します
有限分散の代替案と予測裾被覆率や判断を比較し、適合モデルで存在しないモーメントを報告します
よくある質問
Stable Distributionとは何ですか?
独立な複製の和を位置と尺度で調整すると、同じ分布族の別の構成員になる確率分布です
すべてのStable Distributionは無限分散ですか?
いいえ。Gaussian α=2は有限分散で、α<2の非正規安定則はすべて無限分散です
標本分散はなぜ有限になりますか?
モデルの母集団二次モーメントが無限でも、有限個の有限観測から計算した分散は有限だからです
金融リターンは本当にAlpha-stableですか?
一部範囲では似ても、切断、ボラティリティ集中、混合、局面変化も同様のデータを作れます
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)