¿Cómo valora las opciones sobre acciones utilizando la transformación de Fourier?

Para dar una explicación simple no matemática. Tienes dos funciones

1) la probabilidad * de que el precio de la acción sea x
2) la cantidad de dinero que ganará con su opción si el precio de la acción es x

Ahora desea combinar estas dos funciones con una nueva función

3) la probabilidad de que ganes una cierta cantidad de dinero con tu opción

La forma difícil de hacer la nueva función es combinar las dos funciones para un resultado, luego otro y luego otro. Y luego su computadora pobre está pasando horas tratando de mezclar estas dos funciones. El número de cálculos que tiene que hacer es aproximadamente el número de puntos que tiene en ambas funciones multiplicados juntos o O (N * N). Entonces, si tiene 100 puntos en la primera función y 100 puntos en la segunda, debe hacer aproximadamente 10000 cálculos.

Resulta que hay otra manera. Si calcula las transformadas de Fourier de las dos funciones, multiplique las dos transformadas de Fourier juntas y luego calcule las transformadas de Fourier inversas, puede obtener la función 3) de 1) y 2). Ahora una FFT solo necesita cálculos (N log N). Entonces, si tiene dos funciones de 100 puntos. El número de cálculos que debe hacer es 100 * 2 (primera FFT) + 100 (una multiplicación) + 100 * 2 (FFT inversa) o aproximadamente 500 cálculos.

Gran diferencia.

* sí, sé sobre medidas neutrales al riesgo

Ver el periódico

Carr y Madan , precios de opciones y la transformación rápida de Fourier. Journal of Computational Finance , verano de 1999, volumen 2, número 4, págs. 61-73.
http://www.math.nyu.edu/research

Para leer este documento, necesitará estar familiarizado con los métodos más comunes que se utilizan para asignar precios a las opciones.

Uno debería comenzar diciendo que el precio de un derivado (incluidas las opciones) en el marco de los modelos de volatilidad estocástica satisface una ecuación diferencial parcial (la volatilidad estocástica básicamente significa que el precio subyacente y la volatilidad instantánea experimentan cambios aleatorios de acuerdo con alguna regla, esta regla puede ser convertido en ecuación determinista que relaciona el precio de la opción, su decadencia, delta, gamma y otras sensibilidades). Para algunos de estos modelos, la ecuación puede resolverse mediante la transformada de Fourier, y la solución puede escribirse explícitamente en el dominio de Fourier. Es solo un truco matemático y no hay nada profundo en el hecho (algunos de estos modelos no pueden resolverse mediante la transformada de Fourier, y posiblemente algunos pueden resolverse utilizando un método diferente). Para obtener el valor de la opción en términos del precio subyacente (a diferencia de la variable de Fourier), debe realizar la transformación inversa: así es como termina las opciones de precios utilizando la transformación de Fourier.

Hay una biblioteca de Python que implementa FFT, FFT fraccional y métodos coseno para la opción de precios. Echar un vistazo. https://github.com/arraystream/f

La idea básica se explica bien en el artículo de Peter Carr.

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