投資

二項樹與 BSM 定價

Binomial and Black–Scholes pricing

從二項樹與無套利理解風險中立定價,再比較 Black-Scholes 的假設。

同樣假設,兩種定價視角

01 · 先猜猜看其他參數固定,增加這個歐式買權的波動率通常會?

無股利歐式買權;S = K = 100、連續年率 5%、期間 1 年,u = exp(σ√T)、d = 1/u。

波動率與 Black-Scholes 買權價格

買權價格

012.825.5103560

波動率(%)

波動率(%): 20 · 買權價格: 10.45

圖表資料
波動率(%)買權價格
106.8
127.51
148.23
168.96
189.7
2010.45
2211.2
2411.96
2612.71
2813.47
3014.23
3214.99
3415.75
3616.51
3817.27
4018.02
4218.78
4419.53
4620.29
4821.04
5021.79
5222.54
5423.29
5624.04
5824.78
6025.52
一階二項樹買權價格12.1623
Black-Scholes 買權價格10.4506

本次代入

C=e-0.05×[0.5775×22.1403+0.4225×0]≈12.16
S = 100Su = 122.1403Cᵤ = 22.1403Sd = 81.8731Cᵈ = 0

增加波動率會提高此歐式買權的模型價格;風險中立 p 是定價權重,不是市場預測。

定價是在今天比較未來不同的權利

歐式買權允許持有人在到期日用履約價 K 買入標的。若到期股價高於 K,權利有價值;否則可以不履約。定價問題是「這個尚未確定的未來權利,今天值多少」,而不是已付權利金後最後賺多少。可和到期損益對照,後者還要扣除已支付的權利金。

即使今天股價等於履約價,未來仍可能上漲而產生價值。理解這一點後,再看模型如何描述可能價格、分配狀態權重,並把未來金額折回今天。以下數字都是教學假設,不是真實市場報價。

先用兩個狀態理解一階二項樹

假設股價與履約價都是100,一年後只可能上升20%至120,或下降20%至80,無風險利率為零。Call 的兩個到期給付分別為20與0。持有半股並借入40,現在成本是50−40=10,到期也恰好得到20或0,因此無套利價格為10。

這個複製組合說明定價不需要先猜「上漲機率是多少」。若兩種資產在所有模型狀態下給付相同,卻有不同價格,就能買便宜、賣昂貴的一組產生套利;模型用相同價格排除此矛盾。

風險中立機率是定價權重

同一棵樹在零利率時,風險中立上漲權重為 (1−0.8)/(1.2−0.8)=0.5,定價就是 (0.5×20+0.5×0)=10。若有效年利率改為5%,一年成長因子是1.05,權重變成0.625,價值為12.5/1.05=11.9048。

這個權重讓股票在定價世界的期望增長符合無風險利率,不是聲稱真實上漲機率為62.5%。若公式用連續複利 r,有效年利率5%須先換成 ln(1.05),不能不分慣例直接代入0.05。上下成長因子還須包住無風險成長因子,才能得到合法的0到1權重。

上方互動與Black–Scholes比較什麼

上方互動不是固定±20%的那棵樹,而是依波動率 σ 與期間 T 設定 u=exp(σ√T)、d=exp(−σ√T)。股價與履約價100、T=1、連續利率5%、波動率20%時,一階樹約12.1623,Black–Scholes約10.4506。兩者的未來價格分布不同,答案不必相等。

Black–Scholes在固定波動率、連續交易等理想條件下處理連續範圍的價格;一階樹只留兩個終點。增加樹的步數可研究收斂,但本頁沒有執行多階收斂計算,不能把一階差距直接當成某個模型的錯誤。

改變波動率,理解權利的非對稱性

調高波動率時,觀察樹的上下終點與兩種模型價值。買權買方可放棄不利結果,卻保留有利上漲;在其他條件固定的本頁模型中,較大的不確定性通常提高買權價值。這不是說價格必定上升,而是凸形給付對分散程度敏感。

本頁僅涵蓋無股利歐式買權,假設參數固定、沒有交易成本且可按無風險條件交易。真實波動率會變、價格可能跳躍,且有買賣價差與避險限制。模型價值不能當成成交保證,更不能直接用於美式提前履約或有股利契約。

適用範圍與模型限制

僅示範無股利歐式買權、不含交易成本、參數固定。一階樹是教學近似,不是已收斂的多階模型或美式選擇權模型。

展開正式定義與公式

S₀, K, T, σ > 0.

S₀ / K / T
目前標的價格/履約價/剩餘年數。
r / σ
連續複利無風險年率/年化波動率。
d₁ / d₂ / N
d₁ = [ln(S/K)+(r+σ²/2)T]/(σ√T),d₂ = d₁−σ√T;N 為標準常態累積分配。

常見問題

風險中立機率是上漲預測嗎?

不是,它是無套利定價權重;實際上漲機率可能不同。

一階樹應該等於 BSM 嗎?

不必。一階樹只有兩種末期狀態,未進行多階收斂;兩者皆需依其假設解讀。