Practical Methods of Financial Engineering and Risk Management The Stevens Series in Quantitative Finance George Calhoun & Khaldoun Khashanah, Series Editors Practical Methods of Financial Engineering and Risk Management Tools for Modern Financial Professionals Rupak Chatterjee Practical Methods of Financial Engineering and Risk Management: Tools for Modern Financial Professionals Copyright © 2014 by Rupak Chatterjee This work is subject to copyright. All rights are reserved by the Publisher, whether the whole or part of the material is concerned, specifically the rights of translation, reprinting, reuse of illustrations, recitation, broadcasting, reproduction on microfilms or in any other physical way, and transmission or information storage and retrieval, electronic adaptation, computer software, or by similar or dissimilar methodology now known or hereafter developed. Exempted from this legal reservation are brief excerpts in connection with reviews or scholarly analysis or material supplied specifically for the purpose of being entered and executed on a computer system, for exclusive use by the purchaser of the work. Duplication of this publication or parts thereof is permitted only under the provisions of the Copyright Law of the Publisher’s location, in its current version, and permission for use must always be obtained from Springer. Permissions for use may be obtained through RightsLink at the Copyright Clearance Center. Violations are liable to prosecution under the respective Copyright Law. ISBN-13 (pbk): 978-1-4302-6133-9 ISBN-13 (electronic): 978-1-4302-6134-6 Bloomberg screens are used with permission of Bloomberg L.P. Copyright© 2014. Trademarked names, logos, and images may appear in this book. Rather than use a trademark symbol with every occurrence of a trademarked name, logo, or image we use the names, logos, and images only in an editorial fashion and to the benefit of the trademark owner, with no intention of infringement of the trademark. The use in this publication of trade names, trademarks, service marks, and similar terms, even if they are not identified as such, is not to be taken as an expression of opinion as to whether or not they are subject to proprietary rights. While the advice and information in this book are believed to be true and accurate at the date of publication, neither the authors nor the editors nor the publisher can accept any legal responsibility for any errors or omissions that may be made. The publisher makes no warranty, express or implied, with respect to the material contained herein. Publisher: Heinz Weinheimer Acquisitions Editor: Robert Hutchinson Technical Reviewer: Neville O’Reilly Editorial Board: Steve Anglin, Mark Beckner, Ewan Buckingham, Gary Cornell, Louise Corrigan, James DeWolf, Jonathan Gennick, Robert Hutchinson, Michelle Lowman, James Markham, Matthew Moodie, Jeff Olson, Jeffrey Pepper, Douglas Pundick, Ben Renow-Clarke, Dominic Shakeshaft, Gwenan Spearing, Matt Wade, Steve Weiss Coordinating Editor: Rita Fernando Copy Editor: Laura Poole Compositor: SPi Global Indexer: SPi Global Cover Designer: Anna Ishchenko Distributed to the book trade worldwide by Springer Science+Business Media New York, 233 Spring Street, 6th Floor, New York, NY 10013. Phone 1-800-SPRINGER, fax (201) 348-4505, e-mail [email protected], or visit www.springeronline.com. Apress Media, LLC is a California LLC and the sole member (owner) is Springer Science + Business Media Finance Inc (SSBM Finance Inc). SSBM Finance Inc is a Delaware corporation. For information on translations, please e-mail [email protected], or visit www.apress.com. Apress and friends of ED books may be purchased in bulk for academic, corporate, or promotional use. eBook versions and licenses are also available for most titles. For more information, reference our Special Bulk Sales–eBook Licensing web page at www.apress.com/bulk-sales. Any source code or other supplementary material referenced by the author in this text is available to readers at www.apress.com. For detailed information about how to locate your book’s source code, go to www.apress.com/source-code/. To my parents with love and gratitude Contents at a Glance Series Editors’ Foreword �����������������������������������������������������������������xix About the Author �����������������������������������������������������������������������������xxi About the Technical Reviewer �������������������������������������������������������xxiii Acknowledgments ��������������������������������������������������������������������������xxv Introduction ����������������������������������������������������������������������������������xxvii ■ Chapter 1: Financial Instruments ���������������������������������������������������1 ■ Chapter 2: Building a Yield Curve �������������������������������������������������53 ■ Chapter 3: Statistical Analysis of Financial Data �������������������������65 ■ Chapter 4: Stochastic Processes ������������������������������������������������143 ■ Chapter 5: Optimal Hedging Monte Carlo Methods ��������������������195 ■ Chapter 6: Introduction to Credit Derivatives �����������������������������237 ■ Chapter 7: Risk Types, CVA, Basel III, and OIS Discounting ��������283 ■ Chapter 8: Power Laws and Extreme Value Theory ��������������������315 ■ Chapter 9: Hedge Fund Replication ��������������������������������������������333 Index ����������������������������������������������������������������������������������������������349 vii Contents Series Editors’ Foreword �����������������������������������������������������������������xix About the Author �����������������������������������������������������������������������������xxi About the Technical Reviewer �������������������������������������������������������xxiii Acknowledgments ��������������������������������������������������������������������������xxv Introduction ����������������������������������������������������������������������������������xxvii ■ Chapter 1: Financial Instruments ���������������������������������������������������1 Bloomberg Market Data Screens ������������������������������������������������������������3 Cash Instruments ������������������������������������������������������������������������������������6 Fed Funds �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������6 Eurodollar Deposits ��������������������������������������������������������������������������������������������������7 US Treasury Bills, Notes, and Bonds �������������������������������������������������������������������������7 Repo and Reverse Repo��������������������������������������������������������������������������������������������9 Equity Indices ���������������������������������������������������������������������������������������������������������10 Commercial Paper ��������������������������������������������������������������������������������������������������13 LIBOR ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������14 Spot Forex ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������14 Key Rates ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������15 Gold ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������16 Futures and Swaps ��������������������������������������������������������������������������������17 Crude Oil �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������18 Fed Funds Futures ��������������������������������������������������������������������������������������������������19 90-Day Eurodollar Futures ��������������������������������������������������������������������������������������20 ix ■ Contents 10-Year Treasury Note Futures �������������������������������������������������������������������������������21 Swaps ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������23 Swap Valuation �������������������������������������������������������������������������������������������������������24 Swap Spreads ���������������������������������������������������������������������������������������������������������26 Swap Futures ����������������������������������������������������������������������������������������������������������27 Derivatives and Structured Products �����������������������������������������������������29 Dynamic Hedging and Replication ��������������������������������������������������������������������������36 Implied Volatility �����������������������������������������������������������������������������������������������������38 Caps and Floors ������������������������������������������������������������������������������������������������������39 Market Implied Volatility Quotes for Caps and Floors ���������������������������������������������40 Swaptions ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������43 Mortgage-Backed Securities ����������������������������������������������������������������������������������47 Appendix: Daycount Conventions ����������������������������������������������������������49 Problems �����������������������������������������������������������������������������������������������50 Further Reading �������������������������������������������������������������������������������������52 ■ Chapter 2: Building a Yield Curve �������������������������������������������������53 Overview of Yield Curve Construction ���������������������������������������������������54 Cash LIBOR Rates ����������������������������������������������������������������������������������55 90D Eurodollar Futures ��������������������������������������������������������������������������56 Swaps ����������������������������������������������������������������������������������������������������58 Generic Discount Factors ����������������������������������������������������������������������60 Problems �����������������������������������������������������������������������������������������������61 Problem 2�1: Build a Simple Yield Curve �����������������������������������������������������������������61 Further Reading �������������������������������������������������������������������������������������63 x
Description: