Notations :
On notera dans toute la suite
et
respectivement
la valeur du Call et celle du Put européen. De même, on notera
et
les valeurs du Call et du Put américain.
La méthode de Monte-Carlo :
Soit une suite
de variables aléatoires indépendantes identiquement distribuées,
alors
.
La valeur d’un Call étant de ,
la méthode de Monte-Carlo semble être une technique efficace
pour calculer le prix d’une option. Il suffira en effet de simuler
un grand nombre de fois
et d’en prendre la moyenne. Pour ce faire il faudra déterminer
la valeur du sous-jacent.
Détermination de la loi du sous-jacent :
On considéra dans toute la suite un sous-jacent de valeur
qui vérifie :
En posant , on
obtient grâce à la formule d’Îto :
D’où
Puis
Enfin
On pose alors
et on obtient :
D’où
On obtient alors une fonction qui nous permet de déterminer la
valeur du sous-jacent à tout instant. Ceci va être très
important pour la suite de l'étude car si le model binomial et
le model de Black et Sholes peuvent s’appliquer sans connaître
la loi du sous-jacent (ceci est tout de même nécessaire si
on veut démontrer la formule de Black et Sholes et la technique
du model binomial) la technique de Monte-Carlo nécessite de simuler
le sous-jacent (et donc il faut connaître sa loi).
Théorème de Girsanov :
Soit un espace
probabilisé filtré,
un brownien standard et
un processus borné adapté à valeurs réelles.
On définit un processus
et une mesure
en posant :
et
avec et
.
Alors est une
mesure de probabilité et
un brownien standard sous
.
Avec
une constante,
la densité de
par
rapport à
est
définie sur
par :
Soit la probabilité
définie par :
Alors est un
brownien. Comme on a
sous
et avec
on obtient :
sous
qui est la probabilité
risque neutre.
D’où :
(*)
D’une manière générale, on se placera en univers
risque neutre.