Разложения Эджворта и Грамма—Шарлье: объяснение
Сравните, как разложения Эджворта и Грамма—Шарлье используют кумулянты, почему их порядок различается и что может пойти не так в оценке опционов и хвостов
Короткий ответ
Разложение Грамма—Шарлье формально раскладывает плотность около опорного распределения через разности кумулянтов. Эджворт упорядочивает родственные поправки по асимптотическому порядку, часто по степеням размера выборки. Это дает Эджворту более ясную логику ошибки, но ни один усеченный ряд автоматически не является корректной плотностью
Оба метода начинают с привычного опорного закона
После стандартизации переменной оба метода обычно записывают поправки к нормальной плотности через полиномы Эрмита
Асимметрия создает несимметричную поправку, а избыточный эксцесс меняет форму плеч и хвостов относительно гауссовой основы
Общие обозначения делают два разложения похожими, хотя их вывод и интерпретация различаются
Грамм—Шарлье — формальное разложение кумулянтов
Ряд Грамма—Шарлье выражает целевую плотность через производные опорной плотности, взвешенные разностями кумулянтов
Практическое усечение может сохранять члены асимметрии и эксцесса из-за их интерпретируемости, а не потому, что они имеют один контролируемый порядок ошибки
Сходимость может быть плохой или отсутствовать, а добавление новых формальных членов не обязано улучшать приближение в выбранной точке
Эджворт упорядочен асимптотическим масштабом
Для стандартизированных сумм кумулянты убывают с известными скоростями по n, что позволяет группировать поправки по степеням вроде n^{-1/2}
На следующем порядке могут появиться и четвертые кумулянты, и квадрат третьего кумулянта, а не просто следующий полином Эрмита
Поэтому усечение Эджворта имеет смысл только вместе с последовательностью, нормировкой и областью заявленной асимптотической применимости
Опционные формулы переводят моменты в поправки цены
Приближенную оценку опциона можно получить интегрированием выплаты по скорректированной риск-нейтральной плотности или разложением около эталона вроде Блэка—Шоулза
Джарроу—Радд строит разложение около выбранного приближенного распределения, а Коррадо—Су адаптирует поправки Грамма—Шарлье для асимметрии и эксцесса
Подогнанные кумулянты являются риск-нейтральными величинами оценки, если выведены из опционов, а не прямыми прогнозами частот физических доходностей
Согласование моментов не контролирует хвосты
Многие распределения имеют одинаковые первые четыре момента, но приписывают совершенно разные вероятности обвалам или экстремальным ралли
Поправки Эрмита быстро растут вдали от центра, поэтому малый около среднего член может доминировать и колебаться в хвостах
Выборочные или подразумеваемые моменты более высокого порядка также шумны, поэтому коэффициенты нестабильны и сильно зависят от диапазона страйков для калибровки
Усеченный ряд может не быть распределением
Приближенная плотность может стать отрицательной, не интегрироваться в единицу или дать убывающую функцию распределения на части области
В пространстве опционов эти дефекты могут проявиться в ценах вне границ или в нарушении монотонности по страйку и выпуклости бабочки
Нормировка исправляет только общую массу; она сама по себе не восстанавливает положительность, форвардное среднее или каждое условие отсутствия арбитража
Используйте разложение как локальную диагностику
До интерпретации коэффициентов укажите опорный закон, стандартизацию, сохраненный асимптотический порядок, соглашение о кумулянтах и диапазон страйков
Проверьте положительность и нормировку плотности, восстановите дисконтированный форвард и протестируйте монотонность и выпуклость цен коллов на более широкой сетке
Сравните результат вне выборки с моделью положительной плотности или прямой интерполяцией опционов, особенно перед экстраполяцией за ликвидные страйки
Частые вопросы
В чем главное различие Эджворта и Грамма—Шарлье?
Эджворт упорядочивает поправки по асимптотическому масштабу, тогда как Грамм—Шарлье является прежде всего формальным разложением по разностям кумулянтов
Почему оба разложения используют полиномы Эрмита?
Полиномы Эрмита возникают из повторных производных нормальной плотности и естественно переносят поправки кумулянтов
Могут ли четыре момента определить распределение цены опциона?
Нет. Распределения с одинаковыми первыми четырьмя моментами могут иметь разные хвосты и потому разные цены дальних страйков
Достаточно ли перенормировать отрицательную приближенную плотность?
Нет. Общую массу можно исправить, но отрицательность, неверное форвардное среднее, убывающая функция распределения или арбитражные нарушения цен опционов останутся