diff --git a/P195 命题5/命题5.md b/P195 命题5/命题5.md new file mode 100644 index 0000000..cb3af3d --- /dev/null +++ b/P195 命题5/命题5.md @@ -0,0 +1,240 @@ +## 命题 5 证明 + +### 一、已知:命题 3 的结论(与命题 2 类似) + +命题 3 给出: + +\[ +E[r_P] = \phi , \mathrm{Cov}(r_P, r_S), \quad \phi = -\frac{1}{E[R_S]} \tag{8A-28} +\] + +将其改写为关于总收益 \(R_P\) 的形式: + +\[ +E[R_P] = R_F + \phi , \mathrm{Cov}(R_P, R_S). \tag{★} +\] + +--- + +### 二、类比命题 2,推得资产定价公式 (8A-41) + +在命题 2(【8:命题2.md】)中,我们知道: + +\[ +E[R_n] = R_F + \kappa \mathrm{Cov}(R_n, R_Q) \tag{8A-24} +\] +可写为: + +\[ +E[R_n] - \kappa E[R_n(r_Q - f_Q)] = R_F. +\] + +这对应了式: + +\[ +E!\left[R_n(1 - \kappa(r_Q - f_Q))\right] = R_F \tag{8A-26} +\] +并据此定义定价关系: + +\[ +P_n = \frac{E[(p_n^* + d_n),v]}{R_F}, \quad v = 1 - \kappa(r_Q - f_Q). +\] + +--- + +现在,我们用命题 3 的关系式 (★) 完全照样类比。 + +由 (★): + +\[ +E[R_n] = R_F + \phi E[R_n (r_S - f_S)], +\] +移项得: + +\[ +E[R_n] - \phi E[R_n (r_S - f_S)] = R_F, +\] +即: + +\[ +E!\left[R_n(1 - \phi (r_S - f_S))\right] = R_F. \tag{8A-41} +\] + +> 这一步严格对应命题 2 的式 (8A-26),只是把 \(Q\) 替换成了 \(S\),把 \(\kappa\) 替换成了 \(\phi\)。 + +于是由定价关系可得: + +\[ +P_n = \frac{E[(p_n^* + d_n),v]}{R_F}, \quad v = 1 - \phi (r_S - f_S). +\] + +这就是命题 5 中的式 **(8A-41)**。 + +--- + +### 三、由 (8A-41) 推出 (v) 的具体形式 (8A-42) + +我们已经得到: + +\[ +v = 1 - \phi (r_S - f_S). +\] + +接下来将其化简为关于 (R_S) 的形式。 + +由定义 (r_S = R_S - R_F),而 (f_S = E[r_S] = E[R_S] - R_F),因此: + +\[ +r_S - f_S = (R_S - R_F) - (E[R_S] - R_F) = R_S - E[R_S]. +\] + +代回上式,得: + +\[ +v = 1 - \phi (R_S - E[R_S]). \tag{8A-42} +\] + +--- + +### 四、由 (8A-42) 推出最终结果 (8A-40) + +由命题 3 可知: + +\[ +\phi = -\frac{1}{E[R_S]}. +\] + +将其代入 (8A-42): + +\[ +v = 1 - \left(-\frac{1}{E[R_S]}\right)(R_S - E[R_S]) += 1 + \frac{R_S - E[R_S]}{E[R_S]} += \frac{R_S}{E[R_S]}. +\] + +于是得到: + +\[ +v = \frac{R_S}{E[R_S]}. \tag{8A-40} +\] + +--- +## 为什么我们可以“**类比替换**”命题 2 中的 \(Q,\ \kappa\) 为命题 3 中的 \(S,\ \phi\) 呢? + +### 一、回顾命题 2 中的核心逻辑结构 + +命题 2 的核心结论是 + +\[ +E[R_n] = R_F + \kappa \mathrm{Cov}(R_n, R_Q), \quad \kappa = \frac{f_Q}{\sigma_Q^2}. \tag{8A-24} +\] + +书中从这条式子出发推到: + +\[ +E[R_n(1 - \kappa (r_Q - f_Q))] = R_F, \tag{8A-26} +\] +进而定义折现因子 \(v_Q = 1 - \kappa (r_Q - f_Q)\)。 + +**关键逻辑在于:** +(8A-24) 给出一种**线性定价关系**,即所有资产的预期收益与某个基准组合 \(Q\) 的协方差成比例。 +由此可知存在一个“随机贴现因子” \(v_Q\),使得 + +\[ +E[v_Q R_n] = R_F \quad \forall n. +\] +这就是所谓的**线性定价核(stochastic discount factor)**或**状态价格核(pricing kernel)**。 + +--- + +### 二、命题 3 的关系是同类结构的定价方程 + +命题 3 推得: + +\[ +E[r_P] = \phi\mathrm{Cov}(r_P, r_S), \quad \phi = -\frac{1}{E[R_S]}. \tag{8A-28} +\] + +把它展开成 (R_P) 形式: + +\[ +E[R_P] = R_F + \phi\mathrm{Cov}(R_P, R_S). \tag{★} +\] + +对比命题 2 的 (8A-24): + +\[ +E[R_n] = R_F + \kappa\mathrm{Cov}(R_n, R_Q), +\] +可以看到两者的**逻辑结构完全一致**: + +* 都是「期望收益 = 无风险收益 + 系数 × 协方差」; +* 系数 \(\kappa\) 或 \(\phi\) 都是**常数(非随机)**; +* 都对**所有资产 (n)**(或所有组合 (P))成立。 + +--- + +### 三、关键点:为什么可以“替换” \(Q \to S\) + +我们并不是在做形式上的“符号替换”,而是在做**结构等价的推广**。 + +1. **命题 2 的逻辑抽象:** + 对某个基准组合 (B),若存在常数 (c) 使得 + + \[ + E[R_n] = R_F + c\mathrm{Cov}(R_n, R_B), \quad \forall n, + \] + 那么我们就能定义一个随机贴现因子 (v_B = 1 - c(r_B - f_B)),并有 + + \[ + E[v_B R_n] = R_F. + \] + 这是一个**一般结论**,与 (B) 的具体经济含义无关。 + +2. **命题 3 证明了组合 (S) 满足完全同样的结构**: + + \[ + E[R_P] = R_F + \phi\mathrm{Cov}(R_P, R_S), \quad \forall P. + \] + 这意味着组合 (S) 也能作为这种“基准组合” (B)。 + +3. 因此,我们完全可以把上面一般结论应用于 (B=S),(c=\phi): + + \[ + v_S = 1 - \phi (r_S - f_S), + \] + 并有 + + \[ + E[v_S R_n] = R_F, \quad \forall n. + \] + +这并不是逻辑跳跃,而是利用了命题 3 的一个关键结果: + +> 对所有资产(或组合)都成立的线性协方差定价式。 + +也就是说,**命题 3 本身保证了“替换”是合法的**,因为它提供了与命题 2 相同的线性结构,只是系数与基准组合不同。 + +--- + +### 四、形式化说明(总结) + +设存在随机变量 \(R_B\) 和常数 \(c\),使得 + +\[ +E[R_n] = R_F + c\mathrm{Cov}(R_n, R_B), \quad \forall n. \tag{A} +\] +则有: + +\[ +E[R_n(1 - c(r_B - f_B))] = R_F, \quad \forall n. \tag{B} +\] +反之若 \(B\) 成立,展开即为 \(A\)。 + +因此,只要命题 3 证明了 \(A\) 成立(以 \(B=S, c=\phi\)), +我们就能推出 \(B\),即命题 5 中的 (8A-41): + +\[ +E[R_n(1 - \phi (r_S - f_S))] = R_F. +\] +