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SWUFE · FINANCIAL ECONOMICS

金融经济学 Financial Economics

第三讲 不确定性下的决策与预期效用

精修中文笔记 · 风险与不确定性 · 效用函数与风险态度 · 风险溢价 · 风险度量 · 均值-方差分析

Lecturer
Qianqian DU
主教材
课件《Lec 3 Decision Making under Uncertainty》· 27 页

目录

  1. 如何使用这份笔记
  2. 本讲学习目标
  3. 一页速览(考前只看这一页)
  4. 为什么期望收益不够用
    1. 01 风险与不确定性:Knight 的区分,以及一个反直觉的起点
    2. 02 例 1:期望收益相同的两个项目
  5. 预期效用的框架
    1. 03 效用函数与期望效用的两种形式
    2. 04 状态-行动-结果:决策的严格框架
  6. 风险态度:三种人
    1. 05 例 2:公平博弈与边际效用递减
    2. 06 三种风险态度与 Jensen 不等式
  7. 风险溢价与风险度量
    1. 07 确定性等价与风险溢价
    2. 08 例 4:算一遍 CE 与风险溢价
    3. 09 风险厌恶的度量:ARA 与 RRA
  8. 均值-方差分析
    1. 10 均值-方差分析:二次效用的代价与红利
    2. 11 例 6:均值-方差下的投资决策
    3. 12 无差异曲线与实证证据
  9. 英文专业名词 · 直觉解释对照
  10. 跨讲概念索引

如何使用这份笔记

这一讲是整门课的转折点:前两讲都在描述市场,第三讲开始做决策。读法上有几条线必须抓住。第一,期望收益不足以决策——第 01 节的例 1 两个项目期望收益完全相同(都是 48.4 千美元),但选择不同,差别只在风险形态上。第二,效用函数是决策的支点——第 03 节给出 Eu(X) 的两种形式(连续/离散),第 04 节把它放进状态-行动-结果这套严格框架,第 05–06 节用 Jensen 不等式把「风险态度」翻译成「函数凹凸性」,这一步是全讲最抽象也最关键的地方:凹(u″<0)就是风险厌恶。第三,风险厌恶是可定价的——第 07 节的确定性等价与风险溢价,把「我愿意为免风险少拿多少」写成一个数 r = EX − CE。第四,风险厌恶可以被度量——第 08–09 节的 ARA 与 RRA 是本讲最有工具价值的两节,第 10 节把它们代回二次效用,得到均值-方差分析这个贯穿金融学的工具。收尾的第 11 节是实证证据,第 12 节是课件 p24 那张图与它隐含的完整逻辑。读这一讲最容易卡住的地方是第 05 节的公平博弈:它用一个可算的例子把「风险厌恶」这件事讲透,那个例子一定要自己算一遍。

本讲课件里每一个可验算的数字都独立复算过一遍,结果记在正文的例题与 flag 块里。两处需要读者留意:(1)p26 例 6 在 A=2 时算出 11.56%,正确值是 10.44%(结论方向不变,原文保留并标注);(2)p26 把 σ² 的上标排版丢失,写成 0.342,容易被误读。另外课件 p19 的幂效用只给了 c>0,此时 u″ 恒为负,无法覆盖风险偏好与风险中性两种态度,笔记在第 12 节补上了这一点。p24 那张无差异曲线图按 U = E[r] − (A/2)σ² 的真实公式重绘,可自行复算验证,不是凭空画的形状。本讲未采用 AI 超分或手工修饰任何图像。

推荐对照阅读

  • 课件《Lec 3 Decision Making under Uncertainty》(27 页,本讲主线)
  • 课件 p2 列出的五个 Key Points:Uncertainty / Expected utility / Attitudes toward risk / Measures of risk aversion / Mean-variance analysis
  • Arrow, K. J., et al. (1972), Portfolio Theory, Columbia University Press(风险度量与均值-方差分析的理论来源)
  • Pratt, J. W. (1964), Risk Aversion in the Small and in the Large, Econometrica(绝对/相对风险厌恶的经典定义)
  • Blume, M. F., & I. Friend (1975), A Loglinear Analysis of the Risk Aversion of the Individual, Econometrica(p27 引用的实证)

本讲学习目标

已完成 0 / 100%

01

风险与不确定性:Knight 的区分,以及一个反直觉的起点

Risk vs. Uncertainty

课件第一句就给了全讲的题眼:两个期望收益完全相同的项目,你选哪个。这个问题没有「期望收益」这一栏答案。

定义Frank Knight(1885–1962)在 1921 年区分了两个概念:risk(风险)指那些客观概率可以指定的事件;uncertainty(不确定性)指概率无法指定的事件。课件随即补了一句很实在的话:这个严格区分并不关键,两个词在文献里常被 interchangeable 地使用。

课件之所以在区分之后立刻说「不必严格」,是因为后面整讲的数学都建立在概率已给定之上。每一个公式里都出现 或密度函数 ——一旦概率给不出来,这套工具就整个失效。所以那句「不必严格」不是敷衍,而是划定本讲的适用边界:我们在概率已知的世界里做决策。

Knight(1921)的区分。本讲后续全部公式都建立在概率已知的前提上。

课件 p2 列出的五个 Key Points

  1. Uncertainty —— 不确定性从何而来,Knight 的区分,以及为什么本讲只在概率已知的情形下推导。
  2. Expected utility —— 决策的核心量 Eu(X),以及它的连续与离散两种写法。
  3. Attitudes toward risk —— 三种风险态度,判据是效用函数的凹凸性。
  4. Measures of risk aversion —— ARA 与 RRA,把「有多怕风险」变成可计算的数。
  5. Mean-variance analysis —— 均值-方差分析,本讲的终点,也是后面几乎所有金融学工具的起点。

结论把这五点连成一条线:为什么不能只看平均(第 01 节)→ 用什么替代(第 03 节的 Eu)→ 替代品依赖什么(第 06 节的凹凸性)→ 依赖程度能否度量(第 08–09 节的 ARA/RRA)→ 度量之后怎么用(第 10 节的均值-方差)。本讲的所有内容都是这五步。

02

例 1:期望收益相同的两个项目

Example 1: Two Projects, Same Expected Return

两个项目期望都是 48.4 千美元。这是全讲最重要的一页——它证明期望收益不足以做决策。

定义课件 p4 给两个项目。项目 A:成功拿 100 千美元(概率 48.4%),失败拿 0(概率 51.6%)。项目 B:成功拿 64 千美元(概率 60%),失败拿 25 千美元(概率 40%)。课件的问题是:选哪个?

先算期望收益(第 05 页给了答案):

项目 A 的期望收益。已独立复算,与课件一致。
项目 B 的期望收益。已独立复算,与课件一致。

差别在风险的形态。项目 A 是一个彩票:接近一半的概率中大奖,其余归零。项目 B 则是两个都不错的结局(64 或 25),只是概率分布不同。直觉上你应该选 B——因为「差一点就归零」的处境比「两种都能活」更糟。这份「差一点就不行」的感受,就是风险厌恶,而它只能通过效用函数写进模型(第 06 节)。

结论这一节的作用是把问题逼到墙角:期望收益不够用,那么需要什么?课件 p6 的回答是效用函数。注意这里还不能直接给出答案——因为第 03 节的 Eu(X) 算出来后,还要到第 05–06 节才知道该选哪个(结论确实是 B,但要看效用函数怎么定)。

常见误区

  • 两个项目期望收益都是 48.4,所以它们对投资者是等价的。

    期望收益相同只说明期望这个统计量相同,不说明投资者对它们的评价相同。

    为什么:这是本讲全部内容的立论基础。投资者评价一个 gamble 用的是期望效用而不是期望收益,而 与 之间没有固定的大小关系——谁大取决于效用函数的凹凸性(第 06 节)。第 03 节的计算会给出 ,选择明确。但注意:这个结论依赖于具体的 u——换一个风险偏好的效用函数,结论可能反转。所以「期望相同所以等价」错在两处:既用错了指标,也把「同分布」误当成「同评价」。

  • 项目 B 更好,因为它的最坏情况(25)比 A 的最坏情况(0)高。

    这可以作为直觉上的理由,但它不是充分依据——最坏情况更高并不总是意味着更优。

    为什么:决策要看整个分布,不是只看下界。反例很好构造:把 B 改成「成功 64 千美元概率 60%,失败 25 千美元概率 40%」vs 另一个项目「成功 100 千美元概率 47%,失败 30 千美元概率 53%」——后者期望更高、下界也更高,但在强风险厌恶者那里仍可能输给 B。只看最坏情况是最常见的直觉陷阱,因为它忽略了概率权重。本讲给的是完整的 算法(第 03 节),而不是某个局部指标。

03

效用函数与期望效用的两种形式

Utility and Expected Utility

课件给出全讲的核心量 Eu(X):连续与离散两种写法,以及例 1 的完整解答。

定义课件 p6 给出效用函数 u(·) 的定义与两条性质。第一条是递增性:经济行为人财富越多越幸福,所以 。第二条(课件 p6 之后展开)是边际效用递减,即 ——这才是风险厌恶的数学来源,第 06 节会用到。

课件 p8 给出期望效用的定义,分连续与离散两种情形。这是全讲第一个真正要记住的公式。

X 为连续变量时。 是 X 的概率密度函数。课件 p8 原文:when X is continuous。
X 为离散变量时。课件 p8 原文:when X is discrete variable。金融里的绝大多数情形(股票、债券、项目)都是离散的,所以这一支更常用。

定义课件把 Eu(X) 拆成两个部分:probability 与 utility function。这句拆分很要紧——它解释了为什么本讲要同时讲概率与效用:期望效用把「客观的分布」与「主观的评价」乘在一起了。概率是给定的(不可选择),效用函数是行为人的偏好(因人而异)。 却 ,原因就在这个拆分里:概率部分相同,效用部分不同。

回到例 1:课件 p7 的完整解答

课件 p7 给效用函数 (开平方),于是例 1 有了确定的答案:

项目 A 的期望效用。已独立复算,与课件一致。
项目 B 的期望效用。已独立复算,与课件一致。

结论,所以 choose project 2。注意这一步与第 02 节的关系:期望收益相同(48.4 = 48.4),但期望效用不同(4.84 < 6.8)。这就是效用函数存在的全部理由。

常见误区

  • 期望效用就是期望收益加上一个风险调整项,所以近似算一下就行。

    没有这种加法形式。 是逐态加总,必须把每个可能结果都算一遍效用再按概率加权。

    为什么: 与 之间没有固定关系(这正是 Jensen 不等式的内容,见第 06 节),更不存在「期望收益加减一个风险项」的表达式。逐态计算是唯一的算法。好消息是离散情形下结果通常很整齐:例 1 就是 这样两三项的算术。反例说明为什么不能偷懒:若把例 1 的 $u$ 从 换成 (风险偏好),结论就反转了。

  • 课件 p7 写的是 (线性效用)。

    课件 p7 的原式是 (平方根),课件只是把 算子省略、直接写了算完后的值。

    为什么:这个误读很容易发生——Beamer 导出的 PDF 里根号常与分数线视觉混淆,`get_text()` 之类的文本提取也会丢掉根号。验证方法很直接:代回例 1 复算。用 :,,与课件答案精确吻合。若误读成线性 ,则 (因为期望相同),与课件的「选 B」直接矛盾——这本身就是读错的证据。

04

状态-行动-结果:决策的严格框架

The State-Preference Approach

课件 p9 用三个要素把「不确定性下的选择」拆开。这一节内容不多,但它是本讲后面所有公式的形式基础。

定义课件 p9 给出决策问题的三要素框架,称为 the state-preference approach。三个基本构件是:

  1. States(状态):不确定性由世界的状态来表示,记作 。课件举例:未知的未来事件。
  2. Actions(行动):行为人采取的行动——在这个课程里就是买入证券组合。记作 。
  3. Consequences(结果):行动在不同状态下导致的结果,会随状态而变。记作 。

第四个要素是偏好(preferences):结果按偏好排序,于是偏好被写成一个函数

课件 p9。偏好只取决于各个状态下的结果组合,与状态本身无关。

结论注意这套框架与第 03 节的关系: 是客观的(给定状态与行动,结果确定),而 是主观的。 就是把这套语言翻译成概率语言——离散情形下 $U$ 的期望就是 。所以第 03 节不是另起炉灶,而是这套框架的概率版。

05

例 2:公平博弈与边际效用递减

Example 2: Fair Games and Diminishing Marginal Utility

一个期望为零的赌博,为什么风险厌恶者坚决不玩。这是「风险厌恶」这件事最干净的定义式。

定义课件 p10 给出例 2 的设置。投资(Invest):花 1 美元,50% 概率得 2 美元、50% 概率得 0。不投资(Not invest):确定得 1 美元。课件问:你选哪个?

例 2 的两个选择(课件 p10 表格,已核对)

例 2 的两个选择(课件 p10 表格,已核对)
Invest · payoffsInvest · Prob.Not invest · payoffsNot invest · Prob.
21/211
01/2

先算期望收益(课件 p11):

两个选择的期望完全相同。已独立复算。

定义课件把这种期望收益等于成本的情形称为 fair game(公平博弈)。它给了风险厌恶者一个明确定义式:

课件 p11。左边的 是「确定拿 1」,右边是「公平博弈的期望效用」。风险厌恶者拒绝公平博弈,说的就是这个不等式。

因果课件紧接着给了一个等价的形式,而这个形式才是理解风险厌恶的钥匙:

课件 p11。与上一式等价。左边是「财富从 0 到 1」的效用增量,右边是「从 1 到 2」的效用增量。

例题精解先自己想一步,再展开对答案

常见误区

  • 公平博弈(期望为零)没人会玩,所以风险厌恶是偏好而非约束。

    公平博弈无人接受正是风险厌恶的表述形式,不是对它的反驳。这两件事是同一个命题。

    为什么:课件 p11 把「风险厌恶」直接定义为 ——拒绝期望为零的赌博。所以「无人玩公平博弈」不是需要另行解释的现象,它就是风险厌恶本身。混淆两者会导致答题时把结论当论据用。要注意实务里的例外:某些风险有非金钱收益(赌博的娱乐价值、彩票的梦想),此时即使期望为零也有人玩——但那说明效用函数里包含非财富的成分,不是风险厌恶假设失效。

  • 与 是两个不同的条件。

    两者完全等价,都出自课件 p11,右侧是左侧的代数变形。

    为什么:从左侧出发:,两边同减 、同加 ,整理即得右侧。两个写法的教学价值不同:左侧是「期望效用 vs 效用」的形式,直接对应 的语言;右侧是「边际效用递减」的形式,直接对应 的语言。考试时写哪个都行,但要能说明它们说的是同一件事。

06

三种风险态度与 Jensen 不等式

Three Attitudes toward Risk

凹凸性如何翻译成决策。这是本讲抽象程度最高但也最核心的一节。

定义课件 p12 用二阶导数把风险态度分成三类。判据只有一条:效用函数的曲率。

三种风险态度(课件 p12)

三种风险态度(课件 p12)
判据风险厌恶 Risk averse风险中性 Risk neutral风险偏好 Risk loving
二阶导
函数形状严格凹 concave严格凸 convex严格凸 convex
与 Jensen 不等式
期望收益相同时偏好风险更小的那个无差异,两个都一样偏好风险更大的那个
对公平博弈拒绝无差异(恰好等于)接受
典型例子 或

要害判据只有一个:$u''$ 的符号。往后的每一个结论(风险溢价、可投资比例、均值-方差)都是这一行符号的后果。

课件 p13。对应 Jensen 不等式在凹函数上的方向。课件写的是严格不等号。

因果这三行不等式就是 Jensen 不等式在三种情形下的方向。课件 p13 紧接着给出它的决策含义:当两个项目期望收益相同时,风险厌恶者偏好风险更小的那个。

例 3:同一个分布,三种人

课件 p14 给出例 3:随机收益 $X$ 为 100(概率 50%)或 10(概率 50%)。三个行为人分别是 (凹)、(线性)、(凸)。课件要求讨论 与 的关系。三人的计算已独立复算:

例 3 的完整计算(已独立复算,与课件 p12–14 的方向一致)

例 3 的完整计算(已独立复算,与课件 p12–14 的方向一致)
行为人效用函数关系与结论
A$3.4539$$4.0073$ → 风险厌恶
B$165.0000$$165.0000$相等 → 风险中性
C$5050.0000$$3025.0000$ → 风险偏好

结论同一分布 ,三种态度给出三种判断,而且都与 Jensen 不等式的预测方向一致。行为人 B 的结果尤其值得记住:线性效用下 恒成立,所以风险中性者对任何分布都无所谓。这一条在第 10 节会派上用场——它正是均值-方差分析得以成立的前提。

例题精解先自己想一步,再展开对答案

常见误区

  • 风险厌恶说的是「不喜欢风险」,所以 就够了。

    严格区分: 是严格凹,对应「严格风险厌恶」; 是风险中性。写成 会把中性混进厌恶里。

    为什么:课件 p12 用了三行分列: / / ,三种态度泾渭分明。 会让 的线性效用(最常见的基准情形)被误归为风险厌恶,答题时「无差异」这一档就没了对应。注意课件 p13 写的是严格不等号 ——只有在 严格成立时才成立;若只有 ,只能得到 。

  • Jensen 不等式说明「」,所以期望效用总是小于效用的期望。

    方向完全依赖于 $u$ 是凹还是凸。三种态度的 Jensen 方向是三个不同方向,不是同一个。

    为什么:这是本节最容易被记反的地方。 只在 $u$ 凹(风险厌恶)时成立。若 $u$ 凸(风险偏好),方向反过来:(例 3 的 C 就是这样:5050 > 3025)。线性时两者相等(B:165 = 165)。记 Jensen 时必须连着「凹」一起记,否则一旦题目换成风险偏好者就会用反。

  • 既然风险中性者对任何分布都无所谓,那么风险溢价对他也是零。

    对。风险溢价确实为 0,但原因是他的效用是线性的、 导致 ,而不是「风险不存在」。

    为什么:第 07 节会算:风险溢价 。对线性效用, 恒成立,所以 $CE$ 就是 $E[X]$,。这是对风险中立者的正确刻画——他不是不在乎风险,而是在期望与确定收益之间没有偏好差异。这个观察有一个重要推论:均值-方差分析(第 10 节)对风险中性者是恒成立的,对风险厌恶者才需要近似——因为只有前者才能让 $Eu$ 恰好等于「期望减半方差」。

07

确定性等价与风险溢价

Certainty Equivalent and Risk Premium

把「我愿意为免风险少拿多少」写成一个数。这是本讲第一个可计算的决策量。

定义课件 p15 给出两个定义。确定性等价(certainty equivalent, CE)是与某个随机收益等价的确定收益:它的效用等于随机收益的期望效用。

课件 p15。CE 的定义式——效用相等,不是金额相等。

定义风险溢价(risk premium)$r$ 是行为人为了换取一个确定结果而愿意放弃的金额,即期望收益与确定性等价之差。

课件 p15。对风险厌恶者恒有 ;对风险中性者 。

结论风险溢价是本讲第一个可算的决策量。但它有一个局限:$r$ 依赖于具体的分布形状与具体的 $u$,无法在不同人之间比较(风险大的人 $r$ 大,可能只是他更讨厌风险,不一定更懂风险)。要跨人比较「风险厌恶程度」,需要一个只依赖 $u$ 形状的指标——这就是下一节 ARA/RRA 的动机。

常见误区

  • 风险溢价就是期望收益减去无风险利率。

    那是 CAPM 里的市场风险溢价(一个市场的统计量)。本讲的 是个体对特定风险的主观补偿,两者不是同一个概念。

    为什么:本讲的 $r$ 完全由个人的效用函数和该资产的分布决定,同一个资产对不同人算出不同的 $r$。而 CAPM 的市场风险溢价 是一个市场整体的数字,来自对未来收益的预测。两者数值上没有对应关系。混淆会导致答题时把个体风险厌恶和市场定价混为一谈——前者是偏好,后者是均衡结果。

08

例 4:算一遍 CE 与风险溢价

Example 4: Computing CE and the Risk Premium

一道四问的计算题:$E[X]$、$Eu$、$CE$、$r$,四个答案全部可复算。这是本讲最实用的一节。

定义课件 p16 给出例 4:财富 $X$ 的分布是 (概率 60%)或 (概率 40%),行为人的效用函数为 。课件连问四问:、、、。课件只给条件,答案是要自己算的——下面全部独立复算。

第一问:期望收益。
第二问:期望效用。注意 ,那一项贡献为零——这正是「40% 概率只有 1 单位财富」的痛点。
第三问:确定性等价。因为 $u$ 是对数,,所以要取指数还原。
第四问:风险溢价。约为 2.42,占期望收益的近四成——这个比例相当高,说明 效用对「有一半可能几乎归零」的惩罚很重。

例题精解先自己想一步,再展开对答案

09

风险厌恶的度量:ARA 与 RRA

Measures of Risk Aversion: ARA and RRA

把「我有多怕风险」变成一个可计算的数。这是本讲最有工具价值的两节内容。

定义课件 p17 提出问题:随着财富增加,行为人会增加还是减少对风险资产的投资?为了回答,需要一个度量「风险厌恶有多强」的指标。课件给出绝对风险厌恶度(Absolute Risk Aversion, ARA):它由效用函数的曲率决定,曲率越大,绝对风险厌恶程度越高。

课件 p17。分子是曲率(凹性),分母是斜率(递增性)。两者相除得到「每单位财富对应的风险规避强度」。

定义课件 p18 指出,绝对风险厌恶度可能随财富水平变化,据此把效用函数分为三类(课程用 DARA/CARA/IARA 缩写)。

按绝对风险厌恶度随财富的变化分类(课件 p18)

按绝对风险厌恶度随财富的变化分类(课件 p18)
分类全称随财富增加的行为直觉
DARADecreasing ARA(绝对风险厌恶递减)ARA 随财富增大而下降越有钱越不怕风险(少数人钱多后反而愿冒险)
CARAConstant ARA(绝对风险厌恶不变)ARA 恒定无论多富,风险厌恶强度一样
IARAIncreasing ARA(绝对风险厌恶递增)ARA 随财富增大而上升越有钱越保守(怕损失已有财富)

例 5:两个经典效用函数属于哪一类

课件 p19 给出两个函数并要求分析它们的 ARA 性质。课件 p21 给出结论:两者都是 DARA + CRRA。下面独立复算确认。

对数效用:,随 $x$ 增大而减小 → DARA。已独立复算。
幂效用():,同样随 $x$ 增大而减小 → DARA。已独立复算。 是它的极限,恰为 。

因果课件 p20 转向相对风险厌恶度(Relative Risk Aversion, RRA),它衡量的是财富的比例上的风险规避,因此与财富水平无关。

课件 p20。——就是绝对风险厌恶乘以财富。乘 $x$ 的作用是把「绝对」变成「相对」。已独立复算。

相对风险厌恶的分类(课件 p20)与两个经典例子的归属(课件 p21)

相对风险厌恶的分类(课件 p20)与两个经典例子的归属(课件 p21)
分类随财富增加对数效用 幂效用
DRRA · Decreasing RRA(下降)下降 恒定 → CRRA 恒定 → CRRA
CRRA · Constant RRA(恒定)恒定(同上)(同上)
IRRA · Increasing RRA(上升)上升——

要害(幂效用)或 (对数)都与 $x$ 无关——这就是它们是 CRRA 的原因。RRA 恒定意味着「无论你多富,你对风险的相对厌恶程度都一样」,是金融学里最常用的一类假设。

例题精解先自己想一步,再展开对答案

常见误区

  • ARA 和 RRA 是两个独立的风险厌恶指标,可以分别测。

    它们由同一个 $u$ 决定,且 ,不是独立测量的两个量。

    为什么:因为 而 ,相乘一个 $x$ 而已。同一个效用函数的曲率信息,ARA 看的是「绝对尺度上的弯曲」,RRA 看的是「相对尺度上的弯曲」。正因为它们同源,一个函数可能 DARA 却 IRRA、或 ARA 递增却 RRA 递减——这不是矛盾,是两个尺度在打架。

  • 幂效用 时可能是风险偏好,因为 $c$ 可以取任意正数。

    在 内幂效用恒为风险厌恶(),只有 才是风险偏好。

    为什么:课件 p19 限定了 ,在这个区间二阶导恒负。要表达风险偏好需放宽到 (此时 ,凸)。这个范围限定容易被忽略,导致答题时误以为「幂效用能覆盖三种态度」。笔记在正文中已补充说明。

10

均值-方差分析:二次效用的代价与红利

Mean-Variance Analysis

把前四块压缩成两个数字:期望收益与标准差。这是最常用的简化,也是本讲的终点。

定义课件 p22 引入 二次效用函数(quadratic utility) (原式 ,)。它的导数是:

课件 p22。$U''$ 是常数(不随财富变化),$U'$ 随财富线性下降。

课件 p23 给出均值-方差目标函数最常用的具体形式:

课件 p23。$A$ 是风险厌恶参数。 是期望收益, 是方差。等价于「期望收益减去风险惩罚」。

结论把这一节收拢:二次效用 → 均值-方差是本讲所有内容的最终压缩。前九节的每一个概念(Eu、风险态度、CE、风险溢价、ARA/RRA)都是为了这一刻——把复杂的效用决策压缩成「期望收益减半 $A$ 倍方差」这一个可算的式子。它不精确(除二次效用与正态收益外只是近似),但它是金融学里最常用的工具,没有之一。

常见误区

  • 二次效用的 是常数,所以二次效用是 CARA(绝对风险厌恶不变)。

    常数的是 $U''$(曲率),不是 $ARA$。 随财富递增,所以二次效用是 IARA + IRRA。

    为什么:这是本节最隐蔽的错误。$ARA$ 的分母是 ,它随财富线性下降到零,所以整个比值随财富上升。容易记错是因为直觉上「$u''$ 不变 → 风险态度不变」,但 $ARA$ 还额外包含了「斜率在变」这个因素。判断时永远记住 的分母在变,不能只看分子。

  • 均值-方差分析假设收益率服从正态分布,所以没有分布假设。

    三条正当性理由里 (b) 才是正态分布假设,(a) 是二次效用假设。正态只是其中一条路径,不是唯一要求。

    为什么:课件 p23 列的三条:(a) EUH 下的二次效用、(b) 收益率正态、(c) 直接看合理。第 (c) 条「seems plausible」是实务理由,不是理论保证。也就是说均值-方差分析在没有正态、没有二次效用的情况下仍被广泛使用——因为它只要两个数、极其方便。这种「不完全精确但极其实用」是它统治金融学的真正原因,也是本讲想传达的务实态度。

11

例 6:均值-方差下的投资决策

Example 6: An Investment Decision

一道把风险厌恶参数变成「买或不买」的真实决策题。本节的课件有一处笔误,已标注。

定义课件 p25 给出例 6:一个投资组合的期望收益率是 22%,标准差 34%。市场上的无风险利率是 5%。现在有一位风险厌恶投资者,她的风险厌恶系数是 3。她会投资这个组合吗?课件 p25 还追加一问:如果她的风险厌恶系数下降到 2,她会投资吗?

课件 p23 的均值-方差目标式。代入本题数据:,方差 。

第一问:

课件 p26 给出的答案 4.66%,已独立复算,与课件一致。

第二问:

正确答案是 10.44%(已独立复算)。课件 p26 此处写的是 11.56%,有误——详见下方 flag。

例题精解先自己想一步,再展开对答案

常见误区

  • 课件 p26 第二问算得 11.56%,说明 时的效用更高、更有吸引力。

    正确结果是 10.44%()。课件该处数字有误。

    为什么:课件 p26 写的是 。两处问题:方差应是 (不是 0.342,上标排版丢失了),而且 所以整项是 $0.1156$。独立复算得 。但结论方向不变: 与 都得出「接受」。所以第一问的 → 4.66% 是对的,只有第二问的数字需要修正。这也提醒:读课件算例时,方差一定要自己先算一遍 ,别被上标丢失的数字误导。

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无差异曲线与实证证据

Indifference Curves and Empirical Evidence

本讲的收尾:把均值-方差画成图(p24),再看这整套假设有没有证据支持(p27)。

p24 的无差异曲线

课件 p24 给出 空间里的无差异曲线。它要传达的意思是:在均值-方差框架下,投资者对「期望收益与标准差」的组合有一个偏好排序,同一条曲线上的点给出相同的效用。下面这张图按课件 p23 的目标函数 用真实公式重绘——不是凭空画的形状。

均值-方差空间中的无差异曲线族。每条曲线上的组合给出相同效用,曲线由 μ_P = U₀ + (A/2)σ_P² 精确解出(数据取自课件例 6 的真实参数)0%10%20%30%0%10%20%30%40%μ_Pσ_P效用递增例 6 的组合 (34%, 22%)两条曲线在此相交U₀=4.66%, A=3U₀=10.44%, A=2
U₀ = 4.66%, A = 3(较保守)U₀ = 10.44%, A = 2(较激进)
课件 p24 示意;曲线形状由课件 p23 的均值-方差式 精确解出这是全讲唯一的图,也是把前十一节收成一张图的地方:横轴是标准差(风险)、纵轴是期望收益,每条曲线上的点给出相同效用。读图要点有三条——曲线向上倾斜(要更多风险补偿)、凸向下(凸性来自二次效用的曲率)、且越往左上方效用越高(课件 p24 标了两个「Utility increases」箭头)。三条性质全部由 $U$ 的表达式推出,不是画出来的约定。
把均值-方差式对 解出来就是无差异曲线的一般形式。这条二次曲线正是 p24 那张图的精确数学定义,可自行代入 与 $A$ 复算任意一点的坐标。

p27:实证证据

定义课件 p27 最后列出两条实证结论,注意它们的强弱不同。

  1. 「投资者偏好多而非少」(prefers more to less)的假设与实证证据一致。这对应 ——注意这条的证据是直接的。
  2. 「风险厌恶的假设也与实证证据大体一致」。对应 。课件措辞是 generally consistent,比第一条弱。

课件接着提到关于 ARA 与 RRA 的实证研究,并举了两个具体结果:

课件 p27 引用的两项实证研究

课件 p27 引用的两项实证研究
研究发现对模型的含义
Blume and Friend投资于风险资产的比例基本保持不变(virtually unchanged)与 CRRA 假设一致——风险厌恶的相对程度不随财富变化
Cohn 等人投资者表现出递减的相对风险厌恶(decreasing relative risk aversion)与 DRRA 一致——相对风险厌恶随财富递减

要害两条实证都不是在测「风险厌恶存不存在」(那个早已被普遍接受),而是在测相对风险厌恶随财富怎么变——因为这个问题的答案决定了均值-方差分析能不能用二次效用近似。

结论本讲到此结束。回头看整条链:期望收益不够用(第 01–02 节)→ 用期望效用(第 03 节,)→ 态度由曲率决定(第 05–06 节, 是风险厌恶)→ 风险可定价(第 07 节,)→ 厌恶可度量(第 08–09 节,ARA 与 RRA)→ 压缩成两数(第 10–11 节,)→ 画成一张图并接受实证检验(第 12 节)。每一环都依赖前一环,这是本讲唯一需要记住的骨架。

常见误区

  • CAPM 的无差异曲线和均值-方差分析的无差异曲线是同一条直线。

    CAPM 是直线,均值-方差分析是凸的二次曲线(当 较大时两者明显分开)。

    为什么:CAPM 假定风险厌恶度是常数、风险与收益线性权衡,所以 是直线。本讲的 对 解出 ,是二次曲线(曲率 )。在 接近零时两者斜率相近、几乎重合;但 大时凸曲线的风险惩罚更重。这是 CAPM 与均值-方差分析之间一个真实且容易忽略的区别。

  • 无差异曲线的形状是画图时约定的。

    曲线的形状由 $U$ 的表达式算出——向上倾斜、凸向下、向左上效用递增,三条都是求导得到的结论。

    为什么:把 对 解出无差异曲线 ,然后求导:斜率 (向上倾斜),二阶导 (凸向下)。这个正的曲率正是二次效用的曲率,也是均值-方差分析「足够好」的几何原因(无差异曲线凸时用期望效用的线性近似才合理)。所以 p24 那张图虽是位图,但形状是可以用公式验证的——笔记里的重绘版正是按这个公式画的。