Cvičenie 10: Black - Scholesova rovnica: numerické riešenie - analýza algoritmu
Otázky, ktoré budeme chcieť zodpoveda:
Pri výpočet každej časovej vrstvy riešime sústavu lineárnych rovníc SOR metódou.
- Aké kritérium je vhodné na zastavenie iterácií - ktoré nám povie, ako ďaleko je naa súčasná aproximácia od skutočného rieenia sústavy rovníc? Aký máme odhad pre túto vzdialenosť?
- Čím je ovplyvnená rýchlos konvergencie? Ako zvoli v SOR metóde parameter omega, aby sme dosiahli čo najrýchlejiu konvergenciu?
Dôležitá poznámka: Toto nám ešte nehovorí o tom, ako blízko je naša aproximácia riešenia k skutočnému riešeniu PDR, To je vec diskretizácie PDR a jej presnosti (lokálna disjretizačná chyba, stabilita, rád konvergencie, ...)
Uvažujeme numerické rieenie Black-Scholesovej rovnice.
Na nasledujúcom grafe vidíme závislos spektrálneho polomeru iteračnej matice od parametra omega pri rôznej vožbe deliacich bodov n. (Rozmer sústavy rovníc, ktorú rieime, potom je 2n-1.) Ostatné parametre sú konštatné.
Niekoľko odkazov na wikipediu:
Oceňovanie amerických opcií: numerické riešenie
- Základná myšlienka: potrebujeme zabezpečiť, aby sa rieenie nedostalo pod payoff diagramom, a aby numerická schéma konvergovala k riešeniu spojitého problému
- Ako na to (PSOR - projected SOR - algoritmus):
- Cena opcie nesmie byť menšia ako payoff. Nájdeme trrasformovaný payoff, t.j. takú funkciu, od ktorej nesmie byť menšia transformovaná funkcia u.
- Okrajové podmienky musia spĺňať podmienku porovnania s transformovaným payoffom.
- Začiatočná aproximácia musí spĺňať podmienku porovnania s transformovaným payoffom.
- V iteráciách SOR metódy máme predpis pre výpočet i-tej zložky približného riešenia.
- Po výpočte tejto zloťky ju porovnáme s transformovaným payoffom. Ak je menšia, nahradíme ju transformovaným payoffom.
- Kritérium pre ukončenie iterácií SOR metódy.
Cvičenia z finančných derivátov
Beáta
Stehlíková, 2007