Формулу для расчёта дисперсии доходности портфеля можно преобразовать к виду
где и средние квадратические отклонения доходности активов iго и jго видов соответственно.
Поскольку , а также при соответствующие коэффициенты корреляции равны единице () и, кроме того, и , получаем соотношение для СКО доходности портфеля активов [2]
Неравенство под суммой означает, что суммирование распространяется на все возможные сочетания и при условии выполнения указанного неравенства. Количество сочетаний и во втором слагаемом выражения (1.9) составляет .
Теоретически коэффициент корреляции доходов активов может принимать значения в пределах от 1,0 до +1,0. Однако на практике не существует активов, которые имели бы отрицательную корреляцию с какимлибо другим активом [1, 5]. По этой причине в дальнейшем будем полагать .
Коэффициенты корреляции доходов (стоимости) активов iго и jго видов рассчитываются с использованием исторических данных по формуле [2]
где количество торговых дней в выборке исторической стоимости активов; и стоимости активов iго и jго видов соответственно в ый торговый день; и математические ожидания стоимостей активов iго и jго видов соответственно.
Таким образом, с целью оптимизации структуры портфеля активов полученная совокупность соотношений позволяет оценить математическое ожидание и среднее квадратическое отклонение доходности портфеля активов. Матричная запись значений и позволяет использовать методы линейного программирования для оптимизации структуры портфеля активов [1, 3].
1.5. Достижимые множества портфелей
В портфельной теории решение задачи оптимизации структуры портфеля активов связано с понятием «достижимое множество портфелей», которое можно сформировать из ограниченного количества исходных активов [1]. В данном случае под активом понимается совокупность ценных бумаг одного эмитента, приобретённых по одинаковой цене, и, как следствие, все эти ценные бумаги обладают равными МО и СКО доходности, а их количество в активе зависит от суммы вложенных денежных средств.
Управление структурой портфеля в пределах достижимого множества осуществляется путём целенаправленного распределения капитала между активами. Поэтому достижимое множество является инструментом для выявления оптимальной структуры портфеля, что позволяет инвестору наиболее эффективно использовать ограниченные финансовые ресурсы.
Достижимое множество портфелей является областью определения МО доходности портфеля как функции СКО доходности, т.е. . Данная зависимость задана уравнениями (1.8) и (1.9) и двумя условиями
Для анализа достижимых множеств портфелей воспользуемся, вопервых, методами аналитической геометрии, в соответствии с которой приведенные выше первые два уравнения в общем случае описывают кривую второго порядка, в частности гиперболу, заданную в параметрической форме. В некоторых случаях, как показано ниже, гипербола вырождается в точку или отрезок прямой.
Методы аналитической геометрии позволяют определить параметры гиперболы, а также обеспечивают возможность перехода описания достижимого множества портфелей от параметрической формы к более удобной аналитической форме представления зависимости .
Вовторых, для определения минимального значения СКО доходности портфеля и соответствующих значений объёмов инвестирования воспользуемся известным в математическом анализе методом нахождения экстремума функции с использованием частных производных. В данном случае составляется система из уравнений, которые представляют собой приравненные к нулю частные производные функции
Решения данной системы уравнений относительно переменных с учётом условий и позволяют рассчитать границу достижимого множества и МО доходности портфеля с минимальным значением СКО доходности .
Втретьих, при относительно большом значении для определения достижимого множества целесообразно использовать численные методы, что обусловлено чрезмерно громоздкими конечными формулами, которые выводятся в рамках аналитической геометрии. Численные методы предполагают определение достижимого множества портфеля, например, путём последовательного перебора всех возможных сочетаний объёмов инвестирования в каждый актив при этом большое количество арифметических операций предопределяет необходимость использования вычислительной техники.
Методологически оправданным (от простого к сложному) является анализ специфики достижимых множеств портфелей как комбинации:
безрискового актива с рискованным активом;
двух рискованных активов;
трёх рискованных активов;
рискованных активов;
безрискового актива и рискованных активов;
рискованных активов и активов с фиксированной доходностью.
При анализе инвестиционных качеств перечисленных вариантов комбинаций активов будем полагать, что возможности инвестора ограничены собственным капиталом.
Достижимое множество портфелей, содержащих безрисковый актив и рискованный актив. На основании приведенных выше соотношений рассмотрим основные свойства портфеля, который состоит из безрискового актива и рискованного актива
где и относительные объёмы инвестирования в безрисковый и рискованный активы соответственно; и доходность и СКО доходности безрискового актива соответственно; и МО и СКО доходности рискованного актива соответственно; коэффициент корреляции доходностей безрискового и рискованного активов.
Поскольку в данном случае , СКО доходности безрискового актива равно нулю () по определению, а случайная и детерминированная величины всегда не коррелированны () получаем
После простых преобразований находим
Анализ соотношения (1.14) показывает, что зависимость МО доходности портфеля от СКО доходности является линейной (рис.1.2). Параметр является свободным членом в данной линейной зависимости, а отношение является тангенсом угла наклона прямой.
Рис. 1.2. Достижимое множество портфелей, содержащих безрисковый и рискованный активы
Условия и ограничивают прямую линию отрезком прямой, который пересекает ось ординат в точке, соответствующей портфелю (, , , ), и завершается точкой, соответствующей портфелю (, , , ).
Таким образом, достижимое множество портфелей, содержащих безрисковый и рискованный активы, имеет вид отрезка прямой линии, соединяющей точки и , соответствующие безрисковому активу и рискованному активу. При этом конкретное расположение портфеля на отрезке прямой зависит от соотношения относительных объёмов инвестирования в безрисковый и рискованный активы.
Достижимое множество портфелей, содержащих два рискованных актива. Предположим, что портфель содержит два рискованных актива и . По аналогии с соотношениями (1.10) и (1.11) получаем
где и относительные объёмы инвестирования в активы и соответственно; и МО доходностей активов и соответственно; и СКО доходностей активов и соответственно и ; коэффициент корреляции доходностей активов и .
Учитывая, что , из формулы (1.15) получаем соотношения для расчёта относительных объёмов инвестирования в активы и ()
После преобразований соотношений (1.15) и (1.16) получаем уравнение гиперболы вида
где координата вершины гиперболы по оси ординат
длина действительной полуоси гиперболы или координата вершины гиперболы по оси абсцисс ;