Chapitre 8Exercice 1Solution1 La figure 8.1 regroupe l’ensemble <strong>des</strong> simulations, le graphique de gauche (droite) étant dédiéaux options d’achat (de vente). Conformément à la suggestion de la question 1 (2), on y areprésenté le cours de l’action S t (la valeur du cash Ke −r(T−t) ).Fig. 8.1 : Primes d’options en fonction de la valeur du sous-jacent et pour différents niveaux de volatilités.callput120120100100Ke rTt80S t 8Σ 4Σ 2Σ Σ808ΣcS t ;K,T60pS t ;K,T604Σ40402Σ2000 50 100 150 20020Σ00 50 100 150 200S tS tNous pouvons constater sur la figure 8.1 que le niveau de la volatilité influence fortement lavaleur <strong>des</strong> options. Plus la volatilité est forte, plus les options sont onéreuses. Les graphiquessuggèrent qu’à mesure que la volatilité augmente, la valeur du call tend vers S t , pendant quecelle du put converge vers Ke −r(T −t) . Il ne faudra donc pas être surpris de l’objet <strong>des</strong> questionssuivantes. Au total, les simulations corroborent les signes positifs indiqués dans le tableau 7.6du livre et la valeur théoriquement positive du vega <strong>des</strong> options (tableau 8.3 du livre). Et l’ondira pour finir que, dans le modèle de Black, Scholes et Merton, la volatilité future est biensupposée constante dans le temps, mais la fixation de son niveau à l’instant initial reste unpoint crucial pour les primes d’options.2 Idem 1.3 On s’intéresse d’abord au call, puis au put.– Le graphique de gauche de la figure 8.1 suggère que la prime du call tend vers S t , lorsqueσ tend vers de très gran<strong>des</strong> valeurs. Très logiquement, nous allons démontrer que :116lim c (S t; σ) = S t .σ→+∞La formule de BSM nous apprend que la prime du call est donnée par :c (S t ; σ) = S t N [d 1 (σ)] − Ke −r(T−t) N [d 2 (σ)] ,avec N la fonction de répartition de la loi normale. La limite de cette prime est donc :{}lim c (S t; σ) = lim S t N [d 1 (σ)] − Ke −r(T−t) N [d 2 (σ)]σ→+∞ σ→+∞= S t lim N [d −r(T −t)1 (σ)] − Ke limσ→+∞σ→+∞ N [d 2 (σ)] .© 2010 <strong>Pearson</strong> France – Synthex Finance de marché – Franck Moraux
Sachant que N [x] est une fonction bijective, il suffit d’étudier d 1 (σ) et d 2 (σ) qui, on devraitle savoir 1 , sont de la forme ( ασ + σ√ T − t ) et ( ασ − σ√ T − t ) . Ces deux termes tendentrespectivement vers +∞ et −∞, lorsque σ tend vers +∞. On a donc :On a bien le résultat recherché.lim N [d 1 (σ)] = 1 et lim N [d 2 (σ)] = 0.σ→+∞ σ→+∞– Le graphique de droite de la figure 8.1 suggère que la prime du put tend vers Ke −r(T−t) ,lorsque σ tend vers de très gran<strong>des</strong> valeurs. Très logiquement, nous allons démontrer que :lim p (S t; σ) = Ke −r(T−t) .σ→+∞La démonstration la plus directe implique la formule de parité call/put, qui nous apprend que :p (S t ; σ) = c (S t ; σ) − S t + Ke −r(T−t) .En prenant la limite, à gauche et à droite de l’égalité, on obtient le résultat. En effet, en vertudu résultat précédent, on a lim σ→+∞ (c (S t ; σ) − S t ) = 0.4 On s’intéresse d’abord au call, puis au put.– Lorsque σ tend vers 0, la prime du call tend vers :lim c (S t; σ) = S t lim N [d 1 (σ)] − Ke −r(T−t) lim N [d 2 (σ)] .σ→0 σ→0 σ→0Sachant que N [x] est une fonction bijective, on doit étudier d 1 (σ) et d 2 (σ), qui sont de laforme ln(S t/Ke −r(T −t) )σ± βσ. Lorsque σ tend vers 0, d 1 (σ) et d 2 (σ) tendent tous les deuxvers +∞ ou −∞. Cela dépend du signe de ln ( S t /Ke −r(T−t)) . Si ln ( S t /Ke −r(T−t)) estpositif, on a :lim d 1 (σ) = lim d 1 (σ) = +∞.σ→0 σ→0En cas contraire (si S t < Ke −r(T−t) ), la limite sera −∞. La condition ln ( S t /Ke −r(T−t)) >0 revient à dire que S t /Ke −r(T−t) > 1, soit encore S t > Ke −r(T−t) . On a donc :limσ→0 N [d 1 (σ)] = 1{St >Ke −r(T −t) }et, pour finir :etlim N [d 2 (σ)] = 1σ→0 {St >Ke −r(T −t) } ,(lim c (S t; σ) = S t − Ke −r(T −t)) 1σ→0 {St >Ke −r(T −t) } .– Pour traiter le cas <strong>des</strong> puts, on utilise la formule de parité qui nous apprend que p (S t ; σ) =c (S t ; σ) − S t + Ke −r(T−t) . En prenant la limite, à gauche et à droite de l’égalité et en exploitantle résultat précédent, on obtient :lim p (S t; σ) =σ→0(Ke −r(T−t) − S t)1{St
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Corrigés des exercices
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avec o (x) un terme négligeable. O
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7 Vous allez devoir estimer 200 ren
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Exercice 4Solution⎛⎞0, 01000 0,
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Fig. 1.1 : Les enveloppes de portef
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⎛portefeuille M : E [R M ] = 9, 8
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Dans le repère (0, E [R] , σ), il
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Au total, on trouve :σ 2 P = 1 (N
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où λ est le multiplicateur de Lag
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Notons qu’il n’existe pas d’e
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La première expression démontre q
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pointe vers la droite (et donc les
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3 On trouve le tableau 2.7.Tab. 2.7
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changement de variable N −1 [u] =
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fort. Le coefficient d’asymétrie
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Fig. 2.7 : Détermination graphique
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Chapitre 3Exercice 1Solution1 La mi
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On trouve évidemment des valeurs i
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estimer σ 2 t. On peut d’ailleur
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La figure 3.4 compare trois volatil
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Fig. 3.6 : Recherche du lambda opti
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L’égalité (1) vient de la norma
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La structure par terme de volatilit
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Fig. 3.8 : Volatilité conditionnel
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Exercice 9SolutionOn va estimer les
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Chapitre 4Exercice 1Solution1 On tr
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soit encorep (t 0 + 1, t 0 + 16) =
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la rente perpétuelle demande un mo
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Les taux d’intérêt spot et forw
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Exercice 6Solution1 Cette obligatio
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Et, en utilisant cette valeur dans
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