Einführung in die numerische Berechnung von Finanz-Derivaten

In jüngster Zeit haben Finanz-Derivate eine starke Verbreitung erfahren. Das vorliegende Lehrbuch bietet eine elementare Einführung in diejenigen Methoden der Numerik und des Wissenschaftichen Rechnens, die insbesondere für die Berechung von Optionspreisen grundlegend sind. Nach einer kurzen Beschreibung der Modellierung von Standard-Optionen folgt als erster Hauptteil die numerische Simulation der Stochastik mit der Berechnung von Zufallszahlen, der Integration von stochastischen Differentialgleichungen und dem Einsatz von Monte-Carlo-Verfahren. Der zweite Hauptteil konzentriert sich auf die Numerik zu den Black-Scholes Ansätzen mit partiellen Differential-Gleichungen und -Ungleichungen. Dabei werden Lösungsalgorithmen von Differenzenverfahren und von Finite-Element-Verfahren erklärt. Übungsaufgaben, instruktive Abbildungen sowie themenbezogene Anhänge runden das Buch ab. Lösungshinweise zu ausgewählten Aufgaben werden unter http://www.mi.uni-koeln.de/numerik/compfin/ bereitgestellt.

Im Mittelpunkt des Lehrbuchs stehen die Methoden der Numerik und des Wissenschaftlichen Rechnens, die insbesondere für die Berechung von Optionspreisen grundlegend sind. Neben der Modellierung von Standard-Optionen wird die numerische Simulation der Stochastik und die Numerik zu den Black-Scholes-Ansätzen beschrieben. Abbildungen, Übungen und themenbezogene Anhänge runden das Buch ab. Lösungshinweise zu ausgewählten Aufgaben sind unter http://www.mi.uni-koeln.de/numerik/compfin/ abrufbar.

Inhalt
1 Grundlagen.- 1.1 Optionen.- 1.2 Partielle Differentialgleichungen.- 1.3 Numerische Methoden.- 1.4 Binomial-Bäume.- 1.5 Stochastische Prozesse.- 1.6 Stochastische Differentialgleichungen.- 1.7 Itô-Lemma und Folgerungen.- Anmerkungen.- Übungsaufgaben.- 2 Berechnung von Zahlen nach vorgebenen Verteilungen.- 2.1 Pseudo-Zufallszahlen.- 2.2 Transformierte Zufallsvariable.- 2.3 Normalverteilte Zufallsvariable.- 2.4 Zahlenfolgen mit niedriger Diskrepanz.- Anmerkungen.- Übungsaufgaben.- 3 Integration von Stochastischen Differentialgleichungen.- 3.1 Genauigkeit.- 3.2 Stochastische Taylorentwicklungen.- 3.3 Beispiele Numerischer Methoden.- 3.4 Zwischenwerte.- 3.5 Monte-Carlo-Simulation.- Anmerkungen.- Übungsaufgaben.- 4 Black-Scholes und Finite Differenzen.- 4.1 Vorbereitungen.- 4.2 Grundlagen von Differenzenverfahren.- 4.3 Crank-Nicolson Verfahren.- 4.4 Randbedingungen.- 4.5 Amerikanische Optionen als freie Randwertprobleme.- 4.6 Berechnung amerikanischer Optionen.- 4.7 Zur Genauigkeit.- Anmerkungen.- Übungsaufgaben.- 5 Finite-Element-Methoden.- 5.1 Gewichtete Residuen.- 5.2 Galerkin-Ansatz mit Hutfunktionen.- 5.3 Anwendung auf Optionen.- 5.4 Fehlerabschätzungen.- Anmerkungen.- Übungsaufgaben.- Anhänge.- A1 Finanz-Derivate und ihr Umfeld.- A2 Wichtiges aus Wahrscheinlichkeit und Statistik.- A3 Die Black-Scholes-Gleichung.- A4 Methoden der Numerik.- A6 Funktionenräume.- Literatur.