投资学U09 资本资产定价模型 习题笔记

根据博迪投资学第九版课后习题完成的系列。每道题都有完整的步骤,附上推理过程和错误答案批驳,以辅助理解。市面上的笔记和视频都太乱,希望这份笔记能以数理严谨性帮到大家。

 中英文习题都是一样的,部分数据中文版教材有修改,笔记会注明。供学习博迪投资学,以及备考金融硕士431的同学参考。欢迎老师、同学指正!

格式说明:黑色为正文,含答案和步骤。橙色带双斜//的是注释,学过C++的都非常熟悉。灰色带删除线的代表我自己一刷的时候的错误答案及错因解读,供参考。

值得二刷的题目

概念

5(阿尔法)

排雷

错题

9,rf的不一致使第一问耽误大量时间

错译

17,will pay a dividend at the end  of the year被错译成“每年”

中文版说成“每年”,就是零增长股利贴现模型。事实上,这里考的是单期HPR,以及均衡条件下期望收益率、必要报酬率和HPR的统一性,甚至都用不到无穷级数。

超纲

24,建议第13章学完再刷

基础

1-7

1

0.18=0.06+β*(0.14-0.06)

β=0.12/0.08=1.5

2

//提示:标答更简洁,因为贝塔x2就等同于RPx2,甚至连原来的贝塔都不用算了。

固定股利的股票是永续年金

50=D/0.14

解得股利D=7元

由CAPM定理,期望收益率方程为

0.14=0.06+β1*0.085

解得原权益贝塔为β1=0.08/0.085

相关系数加倍后,β2=2*β1=0.16/0.085

新期望收益率为Rs=0.06+0.16/0.085*0.085=0.22

解得该证券的公平市场价值V0=7/0.22=31.82元

3

A错误,由CAPM,β为0的股票仍可提供无风险利率。

B错误,CAPM的投资学意义,是投资者只愿为系统性风险买单。个股承担较大的系统性风险/不可分散风险/市场风险时,投资者才会要求较高的报酬率。

//原答案过于数学化,没有点明投资学本质。CAPMσ无关,定价取决于个股与市场风险的协方差

C错误,两个线性组合不一定等价。

方案一,由资本配置线解得E(rc)=0.75*rf+0.25*rm

方案二,由证券市场线解得E(rp)=rf+0.75(rm-rf)=0.75*rm+0.25*rf

4-5

用CAPM定理评估公允价值:

左公司收益率r1=0.04+1.5*0.06=0.13

右公司收益率r2=0.04+1*0.06=0.1

//真正有意义的是第五题,因为这里的报酬率,和公司理财项目估值的报酬率,题型一样,都是在考察价格和报酬率的反比例关系。

如果期望收益率高于必要收益率,即项目决策时IRR高于WACC,代表可投资。从投资学的视角来看,是因为期望-必要带来的阿尔法为正。用现金流量理论倒推,其实就是价格低于公允价值。“低估”指的是价格,不是收益率。

反过来,期望收益率低于必要报酬率,代表阿尔法为负。和债券市场规律一致,根本原因是价格被炒高了,过于火热,反而没有投资价值。

左公司α=E(r1)-k1=0.12-0.13=-0.01,代表价格被高估。

右公司α=0.11-0.1=0.1,代表价格被低估。

//错解就是用收益率直接比较,觉得左公司预测12%,公允13%,就是“低估”,没有理解价格和收益率的关系。

与市场价格进行对比,可得左公司被低估,右公司被高估。

6

A,贝塔为1的股票等同于市场组合。

7

A,由SML公式,个股贝塔越高,投资者的必要报酬率越高。

//对C作解释:系统性风险是固定值,在MPT中用ρσ2测度,在CAPM中用贝塔的分母σ2m测度。贝塔衡量的是对这个固定值的贡献度,代表个股承担的系统性风险比例,但不是系统性风险本身。

//错解:C,贝塔是对个股系统性风险的测度

中级

8

//本题建议使用金融计算器。我以本题为例,录了个视频讲怎么用金融计算器和科学计算器算NPV、IRR,欢迎去B站(ID是 Hegel同传日记)观看。

首先运用净现值法对项目估值。

由CAPM定理,项目必要收益率=0.08+1.8*(0.16-0.08)=0.224

普通年金现值系数为(P/A,0.224,10)=(1-1.224^(-10))/0.224=3.8728

故NPV=-40+15*(P/A,0.224,10)=-40+15*3.8728=18.092

净现值为正,代表可以投资。

再由内含报酬率法解出临界β。

40<15*(P/A,r,10)

解得r=0.3573

此时的贝塔系数为(0.3573-0.08)/0.08=3.4662

如果项目不可投资,这是最高可能贝塔。

9

//提示:第一问是错题,要增加条件:一,不用管方程里的无风险利率,求出SML斜率就行;二要拆成两道题,分别考察两个股票的情况,不要用无风险利率对任何方程消元。

//做这个题,有两种思路:

一是用股票作为分类讨论条件。股票贝塔不变的性质,分别两只股票列两个方程。正好rf都可以消掉,我们用风险溢价求出斜率就可以了。但是,这个题目,两个股票在同一个市场,却对应着不同的无风险利率。

二是用宏观经济情况作为分类讨论条件。市场收益好或不好,各自对应的斜率,也就是SML的RP,对两个股票相同。看似能解决上面的问题,但真正代进去就会发现,三个未知量、两个方程,解不出来;把两组方程组联立,不就回到第一种情况了吗?还是无解。

//我最初用线性代数的思维做的,后来发现方程组无解。

设无风险利率为rf,激进型股票和防守型股票分别对应β1和β2.

由题中矩阵,可列出以下非齐次线性方程组:

rf+β1*(0.05-rf)=-0.02

rf+β1*(0.25-rf)=0.38

rf+β2*(0.05-rf)=0.06

rf+β2*(0.25-rf)=0.12

运用线性代数知识求得:

该方程组有唯一解(rf β1 β2)T=(0.12  2  0.3)T

//貌似没问题,但后来仔细思考了下,四个方程、三个未知量,而且无法通过高斯变换降成三个方程……第一个方程的Rf很诡异,带入第二组,求出来的期望收益率不一样。

1)设无风险利率为rf,激进型股票和防守型股票分别对应β1和β2.

激进型股票可列出以下方程组:

rf+β1*(0.05-rf)=-0.02

rf+β1*(0.25-rf)=0.38

消元得β1=2

rf+β2*(0.05-rf)=0.06

rf+β2*(0.25-rf)=0.12

消元得β2=0.3

//标答是(ra1-ra2)/(rm1-rm2),并未给出任何数理证明,知道就好。

2)

E(r1)=0.5*(-2%)+0.5*38%=18%

E(r2)=0.5*(6%)+0.5*12%=9%

3)

E(rm)=0.5*5%+0.5*25%=15%

证券市场线斜率为RP=15%-6%=9%

可得整个经济体系的证券市场线:

E(rp)=6%+9%*βp

4)

股票1的坐标是(2,18%)

必要报酬率6%+2*9%=24%

αa=18%-24%=-6%

股票2的坐标是(0.3,9%)

必要报酬率6%+0.3*9%=8.7%

αb=9%-8.7%=0.3%

5)项目贝塔取决于项目风险,因此用股票2的贝塔。

//公司理财:项目估值,折现率统一用项目风险恒定。

如果风险与公司现有项目一致,用公司WACC对项目现金流折现;如果风险高于公司现有项目,用可比公司的Rs做卸杠杆、加杠杆处理,用目标资本结构重新算WACC。

//公司理财从未讲过项目贝塔,所以这道题整体上出的不好。

10-16

//对这7道题,分两类总结:

一是期望收益——贝塔关系(SML),与期望收益——标准差关系(CAL)的对比。二是纯风险资产,与带无风险资产的组合的对比。

//针对第一个问题:CAPM中,期望收益是贝塔的线性函数,但和个股的标准差、方差无关。MPT已经证明了,非系统性风险(由个股方差表示)最终会被对冲,lim=0

10不可能,由SML性质,A的贝塔值更高,所以期望收益应该更高。本例不可能发生。

11可能。CAPM成立时,期望收益和个股标准差无关,Er仅仅补偿贝塔。A收益低而标准差大,可能是因为标准差中,非系统性风险更高。只要A的贝塔<B,本例就是可能发生的。

//针对第二个问题:rf与rp组合出CML和SML。CAPM严格成立时,CML是SML成立的前提,ORP唯一,投资者仅能在无风险资产和市场组合间线性搭配,不可能有在CML之上的、更高夏普比例的CAL;就SML而言,组合由点而非线表示,不可能有SML之外的点,数学语言就是α必为0。

12不可能。与市场组合比较:就绝对数而言,A组合风险更低,收益也更低;就相对指标而言,CML斜率为1/3,CAL斜率为1/2,A组合是更优的风险资产组合,因此不可能。

13不可能。与市场组合比较:就绝对数而言,B的标准差更低而收益更高,提供了优于市场组合的风险组合选项。

14不可能。回到SML坐标系。考察自变量贝塔,A的贝塔高于市场组合,应当提供高于市场的期望收益率。因此,本例不可能发生。

//本题也可以用数学计算代替经济学直觉。必要报酬率0.1+1.5*0.08=0.22,说明阿尔法=0.16-0.22=-0.06,该点位于SML下方,被高估了。

15不可能。回到SML坐标系。从表面来看,A的贝塔低于1,期望收益低于市场。仔细计算得出:A的必要报酬率0.1+0.9*0.08=17.2%,说明A组合阿尔法为负,被高估了。

16回到CML坐标系。粗略看来,与市场组合相比,A的标准差低、收益率低;仔细计算夏普比例,市场为1/3,A为6/22=0.27,表现差于市场组合。SML方差与标准差无关,所以这个更差的CAL是可能的。

//原始答案没有弄清一个核心问题:SMLCAPM下,E(r)与个股标准差不再相关。只要贝塔系数合规,CAL的特殊情况是可以接受的,也有可能ORP落在SML上。

10不可能,A的贝塔值更高,所以期望收益应该更高。

11不可能。由MPTB的收益率更高、风险更低,市场会放弃A而选择B

12不可能,代入CAL推出y=0.5,收益率应该是0.1+0.5*0.08=0.14

13不可能,A的收益高于市场组合,风险却比市场组合低,会使投资者全部涌向A组合。

14不可能。A的期望收益率为24%

15不可能。A的期望收益率为17.2%

16有可能?

17-19

17

//提示:中文版翻译错了,不是“每年”,而是“今年年末”。即使是最新的第十版,也没有纠正这个错译,作为国家二级翻译员、中国翻译协会会员,我深感痛心。

//will pay a dividend at the end  of the year,中文版说成“每年”,就是零增长股利贴现模型。事实上,这里考的是单期HPR,以及均衡条件下期望收益率、必要报酬率和HPR的统一性,甚至都用不到无穷级数。

由CAPM计算出必要报酬率k=0.06+1.2*(0.16-0.06)=0.18

假设证券市场均衡,投资者的期望收益率E(r)=k=0.18

由单期持有期收益率公式,

0.18=6/50+(P1-50)/50

解得P1=54

//虽然这章讲的是CAPM,但完全可以结合第18章股票估值,或者公司理财的公司估值、资本结构出题。

//附原始答案

CAPMRs=0.06+(0.16-0.06)*1.2=0.18

由固定股利模型,E(r)=6/50=0.12

CAPMRs=0.06+(0.16-0.06)*1.2=0.18

公允价值6/0.18=33.33

//问:投资者到底期望的价格是哪个?难道不是市场价吗

//答:期望收益率确实是相对于市场价说的,这题的中文翻译有问题。不过,市场价和内在价值的收敛问题更值得你花时间去研究,这是光华考过的真题,清华也可能考。

18

由事实贝塔推出Er=0.06+0.1*1=0.16

股价=1000/0.16=6250

由预期贝塔推出Er=0.06+0.1*0.5=0.11

股价=1000/0.16=9090.91

故投资者为低估的贝塔多支付了9090.91-6250=2840.91

19

0.04=0.06+0.1*β

解得β=-0.2

//这道题提醒我们:贝塔可以是负的,用协方差的取值范围就能看出。贝塔、协方差、相关系数,都是对关联性/系统性风险的一种刻画。

20

1)//这题……看看就好。

答:选股能力取决于投资者的阿尔法是否为正。在没有市场数据的情况下,无法计算必要报酬率,所以无法对期望收益率和必要报酬率作比较。

2)由CAPM,β=1时k=14%

β=1.5时k=6%+1.5*(14%-6%)=18%

所以,第一位投资顾问的α=19%-18%=1%

第二位投资顾问的α=16%-14%=2%

故贝塔为1的投资顾问选股能力更强。

3)由CAPM,β=1时k=15%

β=1.5时k=3%+1.5*(15%-3%)=21%

所以,第一位投资顾问的α=19%-21%=-2%

第二位投资顾问的α=16%-15%=1%

故贝塔为1的投资顾问选股能力更强。

可见,即使市场风险溢价扩大,第二位投资者的选股能力依然强于第一个,说明市场组合是最优风险组合。

21

1)市场组合的期望报酬率就是贝塔为1时的必要报酬率12%

2)零贝塔证券的期望报酬率是无风险利率5%

3)首先分析股票市价。

期望收益率E(r)=3/40+(41-40)/40=0.1

由资本资产定价模型,必要报酬率k=0.05-0.5*(0.12-0.05)=0.015

α=0.1-0.015=0.085>0

股票被低估,值得买入。

//错解:看错0的位置,直接正负号判断反了。

显然,α=0.1-0.0150,代表股票现被高估,应当做空。

22

E(ri)=E(Z)+β*(E(rm)-E(Z))=0.08+0.6*(0.17-0.08)=0.134

23

1)由CAPM定理,必要报酬率k=0.05+0.8*(0.15-0.05)=0.13

故α=14%-13%=1%

股价被低估,值得买入

2)由(1)得该完全组合需满足期望报酬率E(rc)=0.13

由CAL方程得0.13=0.05+y*(0.15-0.05)

解得y=0.8

//问:选14%还是理论13%?

//答:肯定选13%,才能复制贝塔系数。如果要复制标准差,才用14%。看坐标系的选择。

CFA考题

1

1)

资本市场线是全体投资者在同质期望假设下的最优资本配置线。如果有优于市场组合的资本配置线,会导致对市场组合需求降低,从而提高收益率。因此,市场组合所代表的被动收益是有效的。

//亦可参考标答,从有效前沿曲线到CAL的形成过程,去正面论述CML必优于其他组合,投资者的同质性行为会形成统一的切点P;Eagle组合不行,就是因为CAL与其相交而非相切,SP并非最高。

2)//别忘了先下定义,再驳斥。答题要完整。

个股和组合的风险,都包含系统性风险和非系统性风险。....太简单那的论述题,我就不打字了,见第七章。

//证明有三种思路。此外,APT定理还会带来第四种思路,见北大光华真题。

法一:CAPM的残差项的期望值为0

法二:两个组合都在MPT的有效前沿曲线(最小方差边界)上。继续引用iid假设,同第七章证明方法一致。

法三:供需理论。如果非系统性风险能带来更高收益,过高需求会拉低收益率,提高价格,使非系统性风险无法带来收益,投资者只能从系统性风险中要求风险补偿(market price of risk)。

CAPM中,个股收益rs=a+b*rp+e

非系统性风险e对个股收益贡献的方差为0

在分散化组合中,lim∑e=0

因此,不能用非系统性风险做组合绩效评估,应该改成个股系统风险对市场方差的贡献。彩虹资产的期望收益高,是因为贝塔更高。

2

kF=0.05+1.5*(0.115--0.05)=0..1475

kG=0.05+0.8*(0.115-0.05)0.102

αF=0.1325-0.1475<0

αG=0.1125-0.102>0

所以,Furhman股价被高估,Gartetn股价被低估

3A

B只要提到最优风险组合,就是CAL和MPT,和CAPM无关

C是CAL曲线,rc组合相对于y的参数方程

D是CAL曲线,rc组合的两基金分离解释

4D

k=0.08+1.25*(0.15-0.08)=0.1675

α=0.17-0.1675=0.0025>0

所以股价被低估

5D

//错解B是因为,把零收益看成了零贝塔

6C

//问:可否再用MPT的结论?

//答:记住一条就行:CAPM永远只看系统性风险(贝塔)

7D

8D

缺少无风险利率,无法判断

9D

缺少无风险利率,无法判断

10

根据资本资产定价模型,投资者只为系统性风险定价,非系统性风险可通过分散化投资而消除。因此,只要贝塔系数相同,且都与市场组合相同,两种投资方案等价。

//需要补充清楚分散化的意义

本题两组合都是充分分散化的组合,投资者不care特有风险高或低,因为在两个组合里,特有风险都已经被分散掉了。

11

1)在CML约束下,建议客户Murray增加风险资产组合的投资比例y。根据两基金分离定理,任何投资组合均是无风险资产和市场组合的线性组合。只有增加rp头寸才能提高回报。

2)鉴于客户York不想参与无风险资产交易,在SML约束下,建议客户改变选股策略,将贝塔系数偏高的股票,全部换为贝塔系数较低,特别是为0或负的股票。由此可实现客户降低风险敞口的愿望。

//提示:英文版substitute A for B=now you have A, substitute A with B=now you have B

12

1)由资本资产定价模型,

kx=0.05+0.8*(0.14-0.05)=0.122

αx=0.14-0.122=0.018

ky=0.05+1.5*(0.14-0.05)=0.185

αy=0.17-0.185=-0.015

2)

//投资组合绩效评估要从收益和风险两方面来做,不能只看一个。

单一组合不是不存在的。员工持股,就是典型的单一股票组合,这时候只关注标准差,不关注贝塔(因为就一个资产)

如果客户持有的充分分散的股票组合,建议客户持有X股票。

就收益而言,X可以提供正的阿尔法,因此位于SML的上方,可以带来超额收益。此外,X的贝塔低于市场组合,可以降低投资组合的系统性风险。

如果客户持有的是单一股票组合,建议客户持有Y股票。

由于组合只含有一项资产,贝塔就不再是合理的风险测度指标。

就收益而言,Y的收益更高,但风险也更高。因此,我们计算夏普比例如下:

SPx=(0.14-0.05)/0.36=0.25

SPy=(0.17-0.05)/0.25=0.48

SRm=(0.14-0.05)/0.15=0.6

显然,在X和Y这两个互斥项目中,客户应当选择报酬——波动性比例较高的Y股票。

//以下为错解。

如果客户对充分分散化组合更感兴趣,建议选择X,因为贝塔系数更低,利于降低组合贝塔和组合风险;X被低估,所以可提供的回报与市场指数相当。

如果客户只想持有一只股票,依然建议选择X,因为阿尔法为正,做多该股票,可由于当前低估的价格而获得更高收益。

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