La teoría estocástica de carteras ( SPT ) es una teoría matemática para analizar la estructura del mercado de valores y el comportamiento de las carteras, introducida por E. Robert Fernholz en 2002. Es descriptiva, a diferencia de normativa, y es coherente con el comportamiento observado en los mercados reales. La SPT carece de los supuestos normativos que sirven de base a teorías anteriores como la teoría moderna de carteras (MPT) y el modelo de valoración de activos de capital (CAPM).
La teoría SPT utiliza procesos aleatorios de tiempo continuo (en particular, semimartingalas continuas) para representar los precios de los valores individuales. También se han incorporado a la teoría procesos con discontinuidades, como saltos (*afirmación no verificable por falta de citación).
Acciones, carteras y mercados
La SPT considera acciones y mercados bursátiles , pero sus métodos también pueden aplicarse a otras clases de activos . Una acción se representa mediante su proceso de precios, generalmente en representación logarítmica . En este caso, el mercado es una colección de procesos de precios de acciones.paracada una definida por una semimartingala continua
dóndees unProceso de movimiento browniano (Wiener) -dimensional cony los procesosyson progresivamente medibles con respecto a la filtración browniana. En esta representaciónse denomina tasa de crecimiento (compuesto) dey la covarianza entreyes Con frecuencia se asume que, para todosel procesoes positivo, localmente integrable al cuadrado y no crece demasiado rápido como
La representación logarítmica es equivalente a la representación aritmética clásica que utiliza la tasa de retorno.Sin embargo, la tasa de crecimiento puede ser un indicador significativo del rendimiento a largo plazo de un activo financiero, mientras que la tasa de retorno tiene un sesgo alcista. La relación entre la tasa de retorno y la tasa de crecimiento es
La convención habitual en SPT es asumir que cada acción tiene una sola acción en circulación, por lo que representa la capitalización total de la-acciones en ese momentoy es la capitalización total del mercado. Los dividendos pueden incluirse en esta representación, pero se omiten aquí por simplicidad.
Una estrategia de inversiónes un vector de procesos acotados y progresivamente medibles; la cantidadrepresenta la proporción de la riqueza total invertida en el-acciones en ese momento, yes la proporción acumulada (invertida en un mercado monetario con tasa de interés cero). Los pesos negativos corresponden a posiciones cortas. La estrategia de efectivoMantiene toda la riqueza en el mercado monetario. Una estrategiase llama cartera , si está totalmente invertida en el mercado de valores , es decirse mantiene, en todo momento.
El proceso de valorde una estrategiasiempre es positivo y satisface
donde el procesose denomina proceso de tasa de crecimiento excesivo y está dado por
Esta expresión es no negativa para una cartera con ponderaciones no negativas.y se ha utilizado en la optimización cuadrática de carteras de acciones, un caso especial de la cual es la optimización con respecto a la función de utilidad logarítmica.
Los procesos de ponderación del mercado ,
dóndedefinir la cartera de mercadoCon la condición inicialEl proceso de valor asociado satisfaráa pesar de

Se pueden imponer diversas condiciones a un mercado, a veces para modelar mercados reales y otras veces para enfatizar ciertos tipos de comportamiento hipotético del mercado. Algunas condiciones comúnmente invocadas son:
- Un mercado es no degenerado si los valores propios de la matriz de covarianzaestán acotados lejos de cero. Tiene varianza acotada si los valores propios están acotados.
- Un mercado es coherente sia pesar de
- Un mercado es diverso ensi existede tal manera quepara
- Un mercado es débilmente diverso ensi existede tal manera que
La diversidad y la escasa diversidad son condiciones bastante débiles, y los mercados suelen ser mucho más diversos de lo que se pondría a prueba con estos extremos. Una medida de la diversidad del mercado es la entropía del mercado , definida por
Estabilidad estocástica


Consideramos el proceso vectorialconde ponderaciones de mercado clasificadas
donde los empates se resuelven “lexicográficamente”, siempre a favor del índice más bajo. Los logaritmos de las brechas
dóndeyson semimartingalas continuas y no negativas; las denotamos porsus horas locales en el origen. Estas cantidades miden la cantidad de rotación entre rangos.ydurante el intervalo de tiempo.
Un mercado se denomina estocásticamente estable siconverge en distribución comoa un vector aleatoriocon valores en la cámara de Weyl del simplex unitario, y si la ley fuerte de los grandes números
se cumple para constantes reales adecuadas
Arbitraje y la propiedad numeraria
Dadas dos estrategias de inversión cualesquieray un número real, decimos quees arbitraje relativo amás allá del horizonte temporal, si yambas se cumplen; este arbitraje relativo se denomina “fuerte” si CuandoesRecuperamos la definición habitual de arbitraje en relación con el efectivo. Decimos que una estrategia dadatiene la propiedad numerario , si para cualquier estrategiala proporciónes un−supermartingala. En tal caso, el procesoSe le denomina un “deflactor” para el mercado.
No es posible realizar arbitraje , en ningún horizonte temporal dado , en relación con una estrategia.que tiene la propiedad de numerario (ya sea con respecto a la medida de probabilidad subyacente), o con respecto a cualquier otra medida de probabilidad que sea equivalente a). Una estrategiacon la propiedad numerario maximiza la tasa de crecimiento asintótico de la inversión, en el sentido de que
es válido para cualquier estrategia.; también maximiza la utilidad logarítmica esperada de la inversión, en el sentido de que para cualquier estrategiay número realtenemos
Si el vectorde tasas de retorno instantáneas y la matrizde covarianzas instantáneas, son conocidas, entonces la estrategia
tiene la propiedad de numerario siempre que se alcance el máximo indicado.
El estudio de la cartera de numerarios vincula la SPT con el llamado enfoque de referencia de las finanzas matemáticas , que toma dicha cartera de numerarios como un dato dado y proporciona una forma de valorar los derechos contingentes, sin ninguna otra suposición.
Una medida de probabilidadse denomina medida de martingala equivalente (EMM) en un horizonte temporal determinado., si tiene los mismos conjuntos nulos queeny si los procesosconson todos−martingalas. Suponiendo que exista tal EMM, el arbitraje no es posible enen relación con el efectivoo a la cartera de mercado(o, de forma más general, en relación con cualquier estrategia)cuyo proceso de riquezaes una martingala bajo algún EMM). Por el contrario, sison carteras y una de ellas es arbitraje relativo a la otra enEntonces, ningún EMM puede existir en este horizonte.
Carteras generadas funcionalmente
Supongamos que se nos da una función suave.en algún barrio del simplex unitario en. Nosotros llamamos
la cartera generada por la funciónSe puede demostrar que todos los pesos de esta cartera son no negativos, si su función generadoraes cóncava. En condiciones suaves, el rendimiento relativo de esta cartera generada funcionalmentecon respecto a la cartera de mercado, viene dado por la descomposición FG
que no implica integrales estocásticas. Aquí la expresión
se denomina proceso de deriva de la cartera (y es una cantidad no negativa si la función generadoraes cóncava); y las cantidades
conse denominan covarianzas relativas entreycon respecto al mercado.
Ejemplos
- La función constante :=w>0} genera la cartera de mercado,
- La función de media geométricagenera la cartera de igual ponderacióna pesar de,
- La función de entropía modificadapara cualquiergenera la cartera ponderada por entropía modificada ,
- La funcióncongenera la cartera ponderada por diversidadcon proceso de deriva.
Arbitraje en relación con el mercado
La tasa de crecimiento excesivo de la cartera de mercado admite la representacióncomo una varianza relativa promedio ponderada por capitalización. Esta cantidad es no negativa; si resulta estar acotada lejos de cero, es decir
a pesar depor alguna constante real, entonces se puede demostrar usando la descomposición FG que, para cadaexiste una constantepara el cual la cartera entrópica modificadaes un arbitraje estricto en relación con el mercado.encimaVéase Fernholz y Karatzas (2005) para más detalles. Queda por determinar si existe tal arbitraje en horizontes temporales arbitrarios (para dos casos especiales en los que la respuesta a esta pregunta resulta afirmativa, véase el párrafo siguiente y la sección posterior).
Si los valores propios de la matriz de covarianzaestán acotados lejos tanto de cero como de infinito, la condiciónse puede demostrar que es equivalente a la diversidad, a saber:para un adecuadoLuego, la cartera ponderada por diversidadconduce a un arbitraje estricto en relación con la cartera de mercado en horizontes temporales suficientemente largos; mientras que las modificaciones adecuadas de esta cartera ponderada por diversidad permiten lograr dicho arbitraje estricto en horizontes temporales arbitrarios.
Un ejemplo: mercados con volatilidad estabilizada
Consideremos el ejemplo de un sistema de ecuaciones diferenciales estocásticas.
condadas constantes realesy unmovimiento browniano dimensional Del trabajo de Bass y Perkins (2002) se desprende que este sistema posee una solución débil, cuya distribución es única. Fernholz y Karatzas (2005) muestran cómo construir esta solución en términos de procesos de Bessel al cuadrado escalados y con variación temporal , y demuestran que el sistema resultante es coherente.
La capitalización bursátil totalAquí se comporta como un movimiento browniano geométrico con deriva y tiene la misma tasa de crecimiento constante que la acción más grande; mientras que la tasa de crecimiento excedente de la cartera de mercado es una constante positiva. Por otro lado, los pesos relativos del mercado contienen la dinámica de procesos Wright-Fisher multialélicos . Este modelo es un ejemplo de un mercado no diverso con varianzas ilimitadas, en el que existen fuertes oportunidades de arbitraje con respecto a la cartera de mercado.Existen en horizontes temporales arbitrarios , como demostraron Banner y Fernholz (2008). Además, Pal (2012) derivó la densidad conjunta de ponderaciones de mercado en momentos fijos y en ciertos momentos de parada.
Carteras basadas en rangos
Fijamos un número enteroy construir dos carteras ponderadas por capitalización: una compuesta por los principalesacciones, denotadasy una que consta de la parte inferioracciones, denotadas. Más específicamente,
paraFernholz (1999), (2002) demostró que el rendimiento relativo de la cartera de acciones grandes con respecto al mercado se da como
De hecho, si no hay rotación en el puesto m durante el intervalo, las fortunas deen relación con el mercado se determinan únicamente sobre la base de cómo la capitalización total de este subuniverso delmayores cotizaciones bursátiles, en ese momentoversus tiempo 0; siempre que haya rotación en el-rango sin embargo,Tiene que vender con pérdidas una acción que queda "relegada" a la liga inferior y comprar una acción que ha aumentado de valor y ha sido promocionada. Esto explica la "fuga" que se evidencia en el último término, una integral con respecto al proceso de rotación acumulativa.del peso relativo en la cartera de grandes capitalizacionesde las acciones que ocupan el puesto m.
Con la cartera, la situación es la inversa.de acciones pequeñas, que pueden vender con ganancias acciones que están siendo promovidas a la liga de "alta capitalización" y comprar acciones relativamente baratas que están siendo relegadas:
De estas dos expresiones se desprende claramente que, en un mercado coherente y estocásticamente estable , la cartera ponderada por capitalización bursátil de pequeña capitalizacióntenderá a superar en rendimiento a su contraparte de gran capitalización., al menos en horizontes temporales amplios y; en particular, tenemos bajo esas condiciones
Esto cuantifica el llamado efecto tamaño . En Fernholz (1999, 2002), construcciones como estas se generalizan para incluir carteras generadas funcionalmente basadas en ponderaciones de mercado clasificadas.
Modelos de primer y segundo orden
Los modelos de primer y segundo orden son modelos híbridos de Atlas que reproducen parte de la estructura de los mercados bursátiles reales. Los modelos de primer orden solo tienen parámetros basados en rangos, mientras que los de segundo orden tienen parámetros basados tanto en rangos como en nombres.
Supongamos quees un mercado coherente y que los límites
y
existen para, dóndees el rango deLuego, el modelo Atlasdefinido por
dóndees el rango deyes unEl proceso de movimiento browniano de -dimensiones es el modelo de primer orden para el mercado original,.
En condiciones razonables, la curva de distribución de capital para un modelo de primer orden estará cerca de la del mercado original. Sin embargo, un modelo de primer orden es ergódico en el sentido de que cada acción gasta asintóticamente -de su tiempo en cada rango, una propiedad que no está presente en los mercados reales. Para variar la proporción de tiempo que una acción pasa en cada rango, es necesario utilizar algún tipo de modelo Atlas híbrido con parámetros que dependan tanto del rango como del nombre. Fernholz, Ichiba y Karatzas (2013) hicieron un esfuerzo en esta dirección, al introducir un modelo de segundo orden para el mercado con parámetros de crecimiento basados en el rango y el nombre, y parámetros de varianza que dependían únicamente del rango.
Referencias
- Fernholz, ER (2002). Teoría de la cartera estocástica . Nueva York: Springer-Verlag.
- Teoremas matemáticos
- Teorías de cartera