Risikomaße Stefan Huschens 2015 ii Vorbemerkung Das vorliegende Skript ist aus einer Lehrveranstaltung mit dem Titel Monet¨are Risikomaße“ ” hervorgegangen, die von mir seit mehreren Jahren an der Fakult¨at Wirtschaftswissenschaften der TU Dresden gehalten wird. Mehrere fr¨ uhere Fassungen dieses Skripts, das h¨aufig u ¨berarbeitet und erweitert wurde, trugen den Namen Monet¨are Risikomaße (Auflagen 1 bis 7). ¨ Die einzelnen Kapitel enthalten in der Regel die drei abschließenden Abschnitte Ubungsauf” gaben“, Beweise “und Erg¨anzung und Vertiefung“ mit Material zum jeweiligen Kapitel, das ” ” nicht in der Vorlesung vorgetragen wird. Hinweise auf Fehler bitte an [email protected] iii iv Inhaltsverzeichnis 1 Einfu ¨ hrung 1.1 Risikoquantifizierung . . . . . . . 1.2 Risikomaßzahlen und Risikomaße 1.3 Gewinn- und Verlustvariablen . . ¨ 1.4 Ubungsaufgaben . . . . . . . . . 1.5 Erg¨anzung und Vertiefung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 . 1 . 3 . 6 . 9 . 11 2 Inverse Verteilungsfunktion und Erwartungswert 2.1 Inverse Verteilungsfunktion . . . . . . . . . . . . . . 2.2 Erwartungswert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ¨ 2.3 Ubungsaufgaben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4 Beweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5 Erg¨anzung und Vertiefung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 13 15 16 16 17 3 Gleichheit und Ordnung von Zufallsvariablen 3.1 Gleichheit von Zufallsvariablen . . . . . . . . . 3.2 Ordnung von Zufallsvariablen . . . . . . . . . 3.3 Implikationen zwischen den Ordnungen . . . . 3.4 Verteilungsgleiche Ersetzung . . . . . . . . . . ¨ 3.5 Ubungsaufgaben . . . . . . . . . . . . . . . . 3.6 Beweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 19 20 22 22 24 25 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Stochastische Ordnung und Erwartungswert 27 4.1 Ordnung durch Erwartungswerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ¨ 4.2 Ubungsaufgaben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 4.3 Beweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 5 Risikomaße 5.1 Wahrscheinlichkeitsfunktional 5.2 Verteilungsinvarianz . . . . . 5.3 Monotonie . . . . . . . . . . . 5.4 Risikomaß . . . . . . . . . . . ¨ 5.5 Ubungsaufgaben . . . . . . . 5.6 Beweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . v . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 31 32 33 35 36 37 vi INHALTSVERZEICHNIS 5.7 Erg¨anzung und Vertiefung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 6 Monet¨ are Risikomaße 6.1 Translations¨aquivarianz . . 6.2 Positive Homogenit¨at . . . ¨ 6.3 Ubungsaufgaben . . . . . 6.4 Beweise . . . . . . . . . . 6.5 Erg¨anzung und Vertiefung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 43 44 45 46 46 7 Quantile 47 7.1 Obere und untere Quantile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 7.2 Erg¨anzung und Vertiefung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 8 Value-at-Risk (VaR) 8.1 VaR-Definition . . . . . . ¨ 8.2 Ubungsaufgaben . . . . . 8.3 Beweise . . . . . . . . . . 8.4 Erg¨anzung und Vertiefung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 VaR-Sch¨ atzung 9.1 Parametrische VaR-Sch¨atzung . . . . . 9.1.1 Normalverteilung . . . . . . . . 9.1.2 Log-Normalverteilung . . . . . . 9.2 Nichtparametrische VaR-Sch¨atzung . . 9.2.1 Empirische Wahrscheinlichkeits9.2.2 Empirische Quantilfunktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . und Verteilungsfunktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 53 56 56 57 . . . . . . 63 63 63 64 65 65 67 10 Maßzahlen fu ¨ r das Verteilungsende 69 11 Risikoaggregation und -diversifikation 11.1 Aggregation und Subadditivit¨at . . . . 11.2 Koh¨arenz . . . . . . . . . . . . . . . . 11.3 Diversifikation und Konvexit¨at . . . . . ¨ 11.4 Ubungsaufgaben . . . . . . . . . . . . 11.5 Erg¨anzung und Vertiefung . . . . . . . . . . . . 73 73 76 76 77 77 . . . . 81 81 84 87 88 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Conditional Value-at-Risk 12.1 Oberer und unterer Conditional Value-at-Risk 12.2 Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . ¨ 12.3 Ubungsaufgaben . . . . . . . . . . . . . . . . 12.4 Erg¨anzung und Vertiefung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . INHALTSVERZEICHNIS 13 Average Value-at-Risk (AVaR) 13.1 Definition . . . . . . . . . . . 13.2 Interpretation . . . . . . . . . 13.3 Koh¨arenz des AVaR . . . . . . 13.4 Endlichkeit des AVaR . . . . . 13.5 Beweise . . . . . . . . . . . . 13.6 Erg¨anzung und Vertiefung . . vii . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 93 94 95 96 97 101 14 AVaR-Sch¨ atzung 14.1 Parametrische AVaR-Sch¨atzung . . . . 14.1.1 Normalverteilung . . . . . . . . 14.1.2 Log-Normalverteilung . . . . . . 14.2 Nichtparametrische AVaR-Sch¨atzung . 14.2.1 Substitutionssch¨atzung . . . . . 14.2.2 Substitutionssch¨atzer f¨ ur AVaR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 107 107 108 109 109 111 . . . . 113 . 113 . 117 . 118 . 120 . . . . . 121 . 121 . 123 . 126 . 126 . 127 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Konvexe Mischung von Risikomaßen 15.1 Konvexkombination und konvexe Mischung 15.2 Konvexe Mischung und AVaR . . . . . . . 15.3 Beweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15.4 Erg¨anzung und Vertiefung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Spektrale Risikomaße und Distorsionsrisikomaße 16.1 Spektrale Risikomaße . . . . . . . . . . . . . . . 16.2 Distorsionsrisikomaße . . . . . . . . . . . . . . . . ¨ 16.3 Ubungsaufgaben . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16.4 Beweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16.5 Erg¨anzung und Vertiefung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Erg¨ anzende Bemerkungen 133 17.1 Zur Theorie der Risikomaße . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 17.2 Zur Sch¨atzung von Risikomaßzahlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 A Grundbegriffe aus der Mathematik 141 B Wahrscheinlichkeit 143 B.1 Wahrscheinlichkeitsraum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 B.2 Wahrscheinlichkeitsverteilungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 B.3 Bedingte Wahrscheinlichkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 C Risikobegriff 157 C.1 Zum umgangssprachlichen Risikobegriff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 C.2 Zum wissenschaftlichen Risikobegriff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 viii INHALTSVERZEICHNIS ¨ D L¨ osungshinweise zu einigen Ubungsaufgaben 161 Literaturverzeichnis 169
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