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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。
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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。
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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)。
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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. ]