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4.3 分布的躯干、肩部和尾部

尾部从哪里开始?

我们认为,尾部从概率分布对尺度展现出凸性的地方开始,换句话说,尾部开始的位置受到随机波动率效应的影响。

4.3.1 交叉和隧穿效应

图4.4中存在一系列和参数a无关的的交叉区域。被称为“钟形曲线”的分布实际上有着凸-凹-凸的曲线结构(或拟凹结构)。

随机变量X的概率密度函数为p(x),PDF属于单模型单变量连续PDF p σ ,定义域 ,尺度参数σ。假设p(.)定义域上为拟凹函数(非单调凹函数或凸函数)。p(x)满足对所有的 ,对所有的

如果变量为“双尾分布”,也即定义域为

1.在内部存在某个“尖峰”区域, ,对概率分布的σ进行δ扰动后,当 时,

2.在外部存在某个“尾部”区域,当 时,

3.在中间存在某个“肩部”区域,当 时,

黑天鹅问题: 我们可以看到,不仅仅是尾部事件会发生或尾部事件重要,关键在于这些事件起到主导作用 并且 其概率无法被简单计算,不存在任何可靠的估计方法。它告诉我们,黑天鹅不一定来自肥尾本身,问题可能源自对尾部事件的不完整评估。

图4.4 尾部从哪里开始?通过扰动高斯分布的尺度参数,使其变得随机(而非固定)可以获得越来越肥的尾部,此时分布的部分区域会获得概率密度,而另一些区域会失去概率密度。中间事件的可能性降低了,而温和事件和尾部事件的概率升高了。我们可以看到,a 1 和a 4 处发生隧穿,所以“尾部”的合理起始位置是左边的a 1 和右边的a 4

假设 的解集。

对于高斯分布(µ,σ),将σ的二阶导数设为0,得到的解为:

可以求得下列交点:

在图4.4中,最终不同区域交点的数值为{−2.13σ,−0.66σ,0.66σ,2.13σ}。

对于对称幂律尾分布(如下所示),如果尺度为s,尾部指数为α的学生T分布为:

上面的B(.)是β函数,

当学生T分布为“立方分布”,也即α=3时:

总的来说,尾部从哪里开始?

对一般的对称幂律分布来说,尾部开始的位置是 ,在高斯随机波动率模型中,标准差为s,α为无穷大。“尾部”出现在2~3个标准差处。这源于我们的定义:分布的哪一部分对尺度估计误差呈现出凸性。

但在实践中,由于小样本效应,根据历史数据计算的STD会偏小(再次强调,肥尾会加重小样本效应),实际尾部起始位置会大于2~3个标准差。

我们可以证明,当α→∞时,上述交点即为高斯分布的交点。比如,对于a 1

对于某些具备“钟形”凸-凹-凸特征的单尾分布,在一定条件下,上述四个交点依然成立。其中对数正态分布是一个特例。

随机参数 椭圆分布的问题是无法描述证券回报率的,因为方差在各个时间点上并不一致,可参见布绍和奇切帕提奇(2010) [42] 。当不同分布的尺度不发生同向移动时,分布趋于椭圆分布。图6.2显示了应用类随机波动率方法带来的结果:更令人讨厌的随机相关性。在第六章中,我们会用突变的方式扰动相关性,不对相关性矩阵Σ做整体扰动。 0ES1rIB6TuRfeFGaQELSItsRMrABgkfbYCMfFPsOv5g59B1wKjJ5j0cEBlEGh8oZ

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