投資組合優化

賭還是不賭!(可能解決 ODE 系統?)

  • January 25, 2022

假設我們有一些錢。在每個時間點 $ 0\le t \le T $ ,我們可以採取任一行動 1,即保留我們的資金,直到 $ T $ 比如說在一家銀行,預期收益為 $ f(t) $ 或採取行動 2,即購買彩票,預期收益為 $ g(t) $ 然後系統消失!

問題是我們沒有封閉形式的表達式 $ f(t) $ 但我們知道 $$ \frac{df(t)}{dt}-f(t)+\alpha=0. $$ 同樣,我們不知道什麼 $ g(t) $ 但我們知道 $$ g(t)=h(t)-\gamma, $$ 在哪裡 $$ \frac{dh(t)}{dt}-h(t)+\beta=0. $$

$ \alpha, \beta, \gamma>0 $ 我們也知道,無論我們採取什麼行動,系統都會在 $ t=T $ 所以 $ f(T)=h(T)=0 $ ,所以我們想採取行動來最大化我們的回報。

如果我們知道有一個時間間隔,甚至是一個時間點,比如說 $ \tau $ 哪裡最好買彩票,我們如何計算對應於那個時間間隔的回報?

我們可以解決這兩個 ODE,我們看到兩者 $ f(t) $ 和 $ h(t) $ 因此 $ g(t) $ 正在減少和凹入 $ t $ , 如果我們使用 $ f(T)=h(T)=0 $ 作為邊界條件。這就是我所能做的!

誰能給我一個提示?

我可能完全關閉,但讓我試一試。

我們假設某種風險中性的代理人只決定預期回報。正如您在評論中指定的那樣,函式 $ f(t) $ 表示短期利率過程,即在區間內支付的利息 $ (t,t+dt) $ 是 $ f(t)dt $ . 在任何時間點 $ t $ ,如果我們從無風險利率投資轉向購買彩票,從那時起預期(總)回報等於 $ g(t) $ . 兩個都 $ f(T) $ 和 $ g(T) $ 為零。

決策者選擇一些最佳時間 $ t^* $ 優化他們預期的未來總財富,我們稱之為 $ W_T $ 不是雜亂的符號:

$$ W_T=\left( \int_0^{t^}f(s)ds \right)g(t^) $$ 即他們以無風險短期利率賺取 $ f $ 直到決定時間,然後花光他們所有的錢,投資彩票並期待 $ g(t^*) $ 無論他們投資什麼。

解決_ $ f $ ,我們得到 $ f(t)=\alpha+c_1e^{t} $ , 和條件 $ f(T)=0 $ 固定常數 $ c_1=-\alpha e^{-T} $ 以便

$$ f(t)=\alpha\left(1-e^{-(T-t)}\right) $$

同樣地,

$$ h(t)=\beta\left(1-e^{-(T-t)}\right) $$

或者

$$ g(t)=h(t)-\gamma = \beta\left(1-e^{-(T-t)}\right) -\gamma $$

有效, $ W_T $ 現在是一個函式 $ t^* $ . 給定參數,我們可以追踪 $ t^* $ 之間 $ 0 $ 和 $ T $ 並選擇最大化的值 $ W_T $ ,或者我們計算一階導數 $ W_T $ 寫 $ t^* $ ,將其設置為零並求解 $ t^* $ (當然,檢查它是否是最大值),從而找到最佳水平。

那有意義嗎?

引用自:https://quant.stackexchange.com/questions/69615