Phân phối chuẩn và Student-t trong tài chính
So sánh phân phối chuẩn và Student-t theo tốc độ giảm của đuôi, bậc tự do, scale và phương sai, likelihood, phụ thuộc đa biến và giới hạn của chúng khi mô hình hóa lợi nhuận tài chính
Câu trả lời trực tiếp
Phân phối chuẩn có các đuôi giảm theo hàm mũ, được xác định bởi trung bình và phương sai. Phân phối Student-t thêm bậc tự do ν và có đuôi giảm theo lũy thừa, gán xác suất lớn hơn cho các quan sát cực đoan. Nó có thể khớp lợi nhuận tài chính tốt hơn, nhưng một phân phối tĩnh đối xứng không thể giải thích mọi chế độ, độ lệch hoặc cụm biến động
Cả hai mô hình đều là họ vị trí-quy mô đối xứng
Một biến chuẩn có thể viết X=μ+σZ với Z chuẩn tắc và σ bằng độ lệch chuẩn của nó
Một biến Student-t vị trí-quy mô có thể viết X=μ+sT_ν, trong đó s là tham số scale và ν kiểm soát độ dày của đuôi
Cả hai đều đối xứng quanh μ, vì vậy không mô hình nào tạo ra độ lệch lợi nhuận trừ khi được mở rộng hoặc biến đổi
Student-t phát sinh từ sự bất định của phương sai
Thống kê cổ điển T=Z/√(V/ν), với Z∼N(0,1) và V∼χ²_ν độc lập, có phân phối Student-t chuẩn
Mẫu số ngẫu nhiên khiến các giá trị chuẩn hóa lớn có khả năng xảy ra hơn so với quy luật chuẩn có phương sai cố định
Khi ν tiến tới vô hạn, sự bất định của mẫu số biến mất và phân phối Student-t tiến gần phân phối chuẩn
Bậc tự do quyết định các moment
Đuôi Student-t giảm như một quy luật lũy thừa do ν kiểm soát, trong khi đuôi chuẩn giảm theo hàm mũ của khoảng cách bình phương
Trung bình tồn tại với ν>1, phương sai với ν>2 và moment bậc bốn với ν>4; ν thấp hơn loại bỏ moment tổng thể tương ứng
Với ν>4, kurtosis thừa là 6/(ν−4), làm rõ sự chuyển tiếp tới đuôi chuẩn
Scale không phải lúc nào cũng là độ lệch chuẩn
Với phân phối t vị trí-quy mô có ν>2, Var(X)=s²ν/(ν−2), vì vậy s nhỏ hơn độ lệch chuẩn
So sánh σ của phân phối chuẩn với scale s của phân phối t như thể cả hai đều là biến động có thể tạo ra phép so sánh đuôi hoặc likelihood sai
Các gói phần mềm dùng tên tham số khác nhau và đôi khi dùng các phiên bản chuẩn hóa phương sai bằng một, vì vậy hãy ghi lại đúng quy ước mật độ
Likelihood cân bằng phần trung tâm và đuôi
Maximum likelihood chuẩn khiến phần dư bình phương chi phối và có thể để một vài quan sát cực đoan làm phình ước tính phương sai
Likelihood Student-t giảm trọng số của phần dư chuẩn hóa lớn thông qua ν, tạo ra một độ khớp có vẻ bền vững mà không tuyên bố chúng là không thể xảy ra
Ước tính ν gần ranh giới moment có thể làm phương sai, kurtosis và các thước đo rủi ro không ổn định ngay cả khi bộ tối ưu hội tụ
Mô hình đa biến thay đổi các cực đoan đồng thời
Phân phối chuẩn đa biến ngụ ý copula Gaussian, có phụ thuộc đuôi tiệm cận bằng không dưới tương quan hoàn hảo
Phân phối t đa biến dùng chung một scale ngẫu nhiên và tạo ra phụ thuộc đuôi dương đối xứng với ν hữu hạn
Sự đối xứng đó vẫn có thể sai đối với cổ phiếu nếu các cú sập đồng thời khác với các đợt tăng đồng thời hoặc sự phụ thuộc thay đổi theo chế độ
Chọn mô hình cần kiểm tra đuôi ngoài mẫu
So sánh biểu đồ xác suất và quantile, các lần vượt ngưỡng, likelihood dự báo, độ bao phủ khoảng và các backtest VaR hoặc ES
Hiệu chỉnh lại qua các cửa sổ trượt và kiểm tra các phương án t lệch, mixture, biến động ngẫu nhiên và phần dư đã lọc khi cấu trúc vẫn còn
Một độ khớp t tốt hơn có nghĩa đây là xấp xỉ hữu ích hơn cho nhiệm vụ đã chọn, không phải lợi nhuận thực sự tuân theo một quy luật t bất biến
Câu hỏi thường gặp
Vì sao Student-t có đuôi dày hơn phân phối chuẩn?
Hỗn hợp scale ngẫu nhiên của nó tạo ra tốc độ giảm đuôi theo lũy thừa, trong khi xác suất chuẩn giảm theo hàm mũ của khoảng cách bình phương
Bậc tự do có nghĩa gì?
Tham số ν kiểm soát độ dày của đuôi và sự tồn tại của moment; các giá trị dương nhỏ hơn tạo ra đuôi nặng hơn
Scale của Student-t có bằng biến động không?
Không nói chung. Với ν>2, độ lệch chuẩn của nó là s√[ν/(ν−2)] theo quy ước vị trí-quy mô thông dụng
Student-t có luôn tốt hơn cho lợi nhuận tài chính không?
Không. Nó nắm bắt đuôi dày đối xứng nhưng có thể bỏ sót độ lệch, động lực biến động, bước nhảy và sự phụ thuộc thay đổi theo chế độ