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美式分期付款期权定价模型的有限差分法
  • ISSN号:1005-3085
  • 期刊名称:《工程数学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O241.82[理学—计算数学;理学—数学]
  • 作者机构:[1]浙江万里学院数学研究所,宁波315100
  • 相关基金:浙江省自然科学基金(Y6100021);浙江省社科联研究课题(2012N076):宁波市自然科学基金(2012A610035);宁波市科技计划项目(2012882003).
中文摘要:

由于Black—Scholes微分算子是对流占主的微分算子,对其在等距网格上应用中心差分格式离散会导致数值解产生非物理震荡.本文对连续支付美式分期付款期权定价模型构造了基于自适应网格的有限差分策略,它采用中心差分格式离散空间变量导数项,构造分片一致网格使得与离散算子相应的系数矩阵为M-阵,以保证所构造差分策略对于任意波动率和任意利率都是无穷模意义下稳定的.应用光滑化技巧来有效处理终值条件的不光滑性,通过区分不同网格点集,在相应的网格点集上应用极大模原理来直接导出误差估计,证得此有限差分策略是关于标的资产价格二阶收敛的,并且利用数值解求得美式分期付款期权的最优执行边界和最优终止边界,数值实验证实了理论结果的准确性.

英文摘要:

Since the Black-Scholes partial differential operator is a convection-dominated op- erator, the central difference scheme on a uniform mesh may produce nonphysical oscillations in the numerical solution. In this paper, a stable numerical method for the linear complementary problem arising from American continuous-installment option pricing is presented. The numer- ical method is based on a central difference spatial discretization on a piecewise uniform mesh and an implicit time stepping technique. The matrix associated with the discrete operator is an M-matrix, which ensures that the scheme is maximum-norm stable for arbitrary volatility and arbitrary interest rate. A smoothing technique is used to treat the non-smoothness of the payoff function. The maximum principle is applied to the discrete linear complementary problem in two mesh sets and the error estimates are derived. It is proved that the scheme is second-order convergent with respect to the spatial variable. From the numerical solution, the optimal stopping and exercise boundaries axe obtained. Numerical experiments, to demonstrate the effectiveness of the proposed method, show that the approach is stable and accurate.

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期刊信息
  • 《工程数学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:西安交通大学
  • 主编:李大潜
  • 地址:西宁市咸宁西路28号西安交通大学数学与统计学院
  • 邮编:710049
  • 邮箱:jgsx@mail.xjtu.edu.cn
  • 电话:029-82667877
  • 国际标准刊号:ISSN:1005-3085
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1269/O1
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 《中文核心期刊要目总览》核心期刊,《中国科学引文数据库》核心期刊,《中国数学文摘》核心期刊,陕西省优秀科技期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:6741