61
EDHEC Business School 1 Analysis of Risk and Performance Gideon Ozik, PhD, CFA [email protected] Teaching Assistant: Altan Pazarbasi [email protected] EDHEC Business School Financial Economics Track M1 Fall Semester 2014

Lecture 1

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Lecture 1

Citation preview

EDHEC  Business  School   1  

     

Analysis  of  Risk  and  Performance  

Gideon  Ozik,  PhD,  CFA    [email protected]  

 Teaching  Assistant:  Altan  Pazarbasi  

[email protected]    

 

   

EDHEC  Business  School      

Financial  Economics  Track  M1  Fall  Semester  2014  

 

EDHEC  Business  School   2  

IntroducNon  :  the  role  of  porPolio  management  

What  is  porPolio  management?  Por5olio  management  refers  to  the  act  of  managing  one’s  (individual,  company,  and  insBtuBon)  investments  in  the  form  of  bonds,  shares,  cash,  mutual  funds  etc.  so  that  he/she  earns  the  “maximum”  profits  within  the  sBpulated  Bme  frame    Why  is  porPolio  management  useful  to  individuals/customers  ?  •  Individuals  invest  now  for  a  future  date  •  If  we  knew  the  future,  it  would  have  been  an  easy  task  but  we  have  to  

face  with  uncertainty  for  many  financial  investments  

What  is  the  task  of  the  porPolio  manager?  •  OpBmize  investor’s  por5olio  based  on  available  informaBon  •  The  best  informaBon:  esBmates  of  distribuBon  of  future  returns  

 

EDHEC  Business  School   3  

A  three  steps  job  

1st  Step  :  gather  informaNon  and  make  assumpNons  on  future  returns    •  Returns  are  independently  and  idenBcally  distributed  ?  •  Returns  predictability  ?  •  What  is  the  probability  distribuBon  of  returns  ?    

2nd  Step  :  opNmize  your  porPolio  based  on  informaNon  •  Por5olio  models  •  Asset  pricing  models  •  Buy  and  Hold,  AcBve  or  Dynamic  Por5olio  management  

3rd  Step  :  Evaluate  PorPolio  performance  (ex  ante  and  ex  post)  •  Performance  measures  •  Performance  persistence  

EDHEC  Business  School   4  

Course  Outline  Part  I  :  PorPolio  Choice  (3h  lectures  /  3h  of  tutorial)  

•  Markowitz  Model  (1952)  •  Por5olio  OpBmizaBon  in  pracBce  (case  study)  

 Part  II  :  Asset  Pricing  models    (3h  lecture  /  1.5h  tutorial)  

•  The  CAPM  :  theory  and  empirical  tests  •  Arbitrage  Pricing  Theory  •  CAPM  test  (case  study)  

 Part  III  :    The  efficient  Market  hypothesis  and  its  consequences  (3h  lecture  /  3h  tutorial)  

•  Weak,  Semi  strong  and  Strong  form  of  EMH  •  Can  we  beat  the  market  ?  (case  study)  

 Part  IV  :  Performance  evaluaNon  (3  h  tutorial)  

•  Risk  Adjusted  Measures  

EDHEC  Business  School   5  

Course  Outline  Reference  Books      1)  Por'olio  theory  and  investment  analysis  (8th  edi6on),  Authors  :  Elton,  Gruber,  Brown  

and  Goetzmann  

2)  Modern  Investment  Management,  an  Equilibrium  Approach,  Bob  LiIerman  and  Quan6ta6ve  Resources  Group  GSAM  

3)  Ac6ve  Por'olio  Management,  Grinold  and  Kahn      Grading  system:      20%  homework    10%  con6nuous  evalua6on  70%  final  exam    

EDHEC  Business  School   6  6  

Por5olio  Choice  :  The  Markowitz  model  (1952)  

EDHEC  Business  School   7  

Markowitz  model  (1952)  1)  IntroducBon  :  basic  concepts  of  staBsBcs  

2)  The  Markowitz  model  (1952)  2.1  The  Mean  variance  criterion  2.2  The  Normality  condiBon  2.3  The  2  asset  case  2.4  The  N  asset  case  2.5  OpBmal  por5olio  weights    

3)  Por5olio  choice  in  PracBce  –  an  empirical  test    3.1  Weakness  of  the  Markowitz  model    3.2  The  real  performance  of  the  Markowitz  Model    3.3  Por5olio  strategies    3.4  EvaluaBng  the  performance  of  each  strategy  

     

 

EDHEC  Business  School   8  8  

1.  IntroducNon,  some  prerequisites  staNsNcs  

ArithmeBc  Returns  :      Logarithmic  Returns   LRt = ln

Pt +Div(t−1;t )Pt−1

"

#$

%

&'

Expected  return:  

1

);1(1

−− +−=

t

ttttt P

DivPPAR

1)1()( −+= ∏kt

tARRE

Raw  prices   Adjusted  Prices  

ARt =Pt −Pt−1Pt−1

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

−1

lnt

tt P

PLR

∏ −+=t

pt

tARRE 1)1()(

Assume  a  Bme  series  of  K+1  (closing)  prices:          P1,  P2,  P3,……..    Pk  

Probability  distribuBon:              P1,  P2,  P3,……..    Pk  

E(R) = 1k

LRtt=1

k

E(R) = ptLRtt=1

k

EDHEC  Business  School   9  

different  formulas  for  the  same  reality.  Same  conclusions?  Yes  theoreBcally  and  empirically.    Example  :    a  por5olio  replicaBng  the  CAC  40      Period:  1  day  Closing  Adjusted  Prices:      Pt      =    4,510        Pt-­‐1  =    4,500.    ARt  =  Pt/Pt  -­‐1  –  1  =  4,510/4,500  -­‐1  =  0.2222%      LRt=  ln(Pt/Pt  t-­‐1)  =  ln(4,510)  –  ln(4,500)  =  0.2220%    

IntroducNon  (2)  

EDHEC  Business  School   10  

Good  approximaBon  for  “small”  returns  (a  minute,  an  hour,  a  day…)    

IntroducNon  (3),  arithmeNc  and  logarithmic  returns  

ARt =Pt +Div[t−1,t ]

Pt−1−1

Pt = Pt−1(1+ ARt )−Div[t−1,t ]

LRt = ln(Pt +Div[t−1,t ]

Pt−1`)

eLRt =Pt +Div[t−1,t ]

Pt−1Pt = e

LRtPt−1 −Div[t−1,t ]

Pt−1(1+ ARt )−Div[t−1,t ] = eLRtPt−1 −Div[t−1,t ]

(1+ ARt ) = eLRt

ARt = eLRt −1

LRt = ln(1+ ARt )

EDHEC  Business  School   11  11  

Variance  and  covariance  :  how  far  a  set  of  numbers  is  spread  out  

IntroducNon (4)

Variance:  The  expectaBon,  or  mean,  of  the  squared  deviaBon  of  that  variable  from  its  expected  value  or  mean.  

2

1

211 )]([)( RErpRVar

k

iii −== ∑

=

σ

))] ( ))( ( [( ) , ( 2 2 1 1 2 1 R E R R E R E R R Cov - - =

] )) ( [( ) ( 2 R E R E R Var - =

Covariance:

Corr(R1,R2 )`=Cov(R1,R2 )

σ1σ 2

CorrelaBon:

EDHEC  Business  School   12  

IntroducNon  –  a  few  examples  

DistribuBon  of  returns:  example:  Stock  XYZ  

 Expected  Return  and  Variance  calcula:ons:  

   

n Rate of Return Probability of Occurrence

1 12% 0.18

2 10% 0.24

3 8% 0.29

4 4% 0.16

5 -4% 0.13

Total 1.00

EDHEC  Business  School   13  

IntroducNon  –  a  few  examples  

DistribuBon  of  returns:  example:  Stock  XYZ  

 Expected  Return  and  Variance  calcula:ons:  

 E(RXYZ)  =  0.18*12%  +0.24*10%  +  0.29*8%  +  0.16*4%  +  0.13*(-­‐4%)  =  7%  

 Var  (RXYZ)  =  0.18*(12%  -­‐  7%)2  +0.24*(10%  -­‐  7%)2  +  0.29*(8%  -­‐  7%)2  +          +  0.16*(4%  -­‐  7%)2  +  0.13*(-­‐4%  -­‐  7%)2  =  24.1(%%)  

n Rate of Return Probability of Occurrence

1 12% 0.18

2 10% 0.24

3 8% 0.29

4 4% 0.16

5 -4% 0.13

Total 1.00

EDHEC  Business  School   14  

IntroducNon  –  a  few  examples  PorPolio  theory  (cont.)    Variance  is  squared-­‐unit  therefore  it  is  easy  to  convert  to  standard  deviaBon  according  to  the  formula:  

In  the  XYZ  example  SD  (XYZ)  =  sqrt(24.1  %%)  =  4.9%    

(Ri))sqrt(Var )Var(R )SD(R iiRi ===σ

EDHEC  Business  School   15  

Review  of  probability  

Covariance  –  the  degree  in  which  returns  of  two  assets  co-­‐vary:  

Example:  consider  stocks  XYZ  and  ABC                    

n Rate of Return XYZ

Rate of Return ABC

Probability of

Occurrence

1 12% 21% 0.18

2 10% 14% 0.24

3 8% 9% 0.29

4 4% 4% 0.16

5 -4% -3% 0.13

Total 1.00

E(RXYZ)  =  7%  

E(RABC)  =  10%  Var  (RXYZ)?  Var  (RABC)?  24.1%%;  53.6%%  

EDHEC  Business  School   16  

Review  of  probability  

Covariance  –  the  degree  in  which  returns  of  two  assets  co-­‐vary:  

Example:  consider  stocks  XYZ  and  ABC                    Cov  (XYZ,  ABC)  =  0.18(12%-­‐7%)(21%-­‐10%)  +  0.24(10%-­‐7%)(14%-­‐10%)+  

 +  0.29(8%-­‐7%)(9%-­‐10%)  +  0.16(4%-­‐7%)(4%-­‐10%)      +  0.13(-­‐4%-­‐7%)(-­‐3%-­‐10%)  =  34  

n Rate of Return XYZ

Rate of Return ABC

Probability of

Occurrence

1 12% 21% 0.18

2 10% 14% 0.24

3 8% 9% 0.29

4 4% 4% 0.16

5 -4% -3% 0.13

Total 1.00

E(RXYZ)  =  7%  

E(RABC)  =  10%  Var  (RXYZ)?  Var  (RABC)?  24.1%%;  53.6%%  

EDHEC  Business  School   17  

The  Markowitz  Model  (1952)  Hypothesis  Investors  are  raBonal  and  risk  averse    PorPolio  Choice  Investors  choose  por5olios  based  on  their  expected  returns  and  expected  risk    Model  Uses:          historical  mean  returns  –  expected  returns  historical  (co)  variances–  expected  (co)  variances        

EDHEC  Business  School   18  

The  Markowitz  Model  (1952)  The  general  model       Min(σ 2

p )s.tE(Rp ) = µ

and xii=1

N

∑ =1

Target  value  for  the  expected  return  

EDHEC  Business  School   19  19  

Normality  condiNon  Returns  are  normally  distributed  

The  distribuBon  of  returns  can  be  fully  described  by  two  parameters        

EDHEC  Business  School   20  20  

The  Two-­‐asset  case  

Expected  returns  of  the  por5olio:  

Variance  :   V (RP ) = x2V (R1) +(1− x)

2V (R2 )+ 2x (1− x) Cov(R1, R2 )

) ( ) 1 ( ) (

) ) 1 ( ( ) (

2 1

2 1

R E x R E x

R x R x E R E P

- + = - + =

The  correlaBon  effect  

+ 1.0 > ρ> -1.0

If  ρ =  1.0,  assets  are  perfectly  posiBvely  correlated  

Si  ρ =  -­‐  1.0,  assets  are  perfectly  negaBvely  correlated  

V (RP ) = x2V (R1) +(1− x)

2V (R2 )+ 2x (1− x)σ1σ 2ρ1,2

EDHEC  Business  School   21  

The  two  asset  case  -­‐  example  

Assume  we  have  a  two  asset  por5olio:    Asset  C:  E(RC)  =  12%          SD(RC)  =  30%        WC  =  50%    Asset  D:  E(RD)  =  18%          SD(RD)  =  40%        WD  =  50%  

What  is  the  expected  return  of  the  por5olio?    E(Rp)  =  WC*E(RC)  +  WD*E(RD)        =  0.50*12%  +  0.5*18%  =  15%  

 What  is  the  variance  of  the  por5olio?  

 Var(Rp)  =  (WC)2  Var(RC)  +  (WD)2  Var(RD)  +  2*WC*WD  Cov(RC,RD)=        =  0.52*(30%)2  +  0.52*(40%)2  +  2*0.5*0.5*Cov(RC,RD)  

 But  we  know  that,  Cov(RC,RD)  =  Cor(RC,RD)  *  SD(RC)  *  SD(RD)  

     =  Cor(RC,RD)  *  30%  *  40%    SubsBtuBng  we  get,    Var(Rp)  =  0.52*(30%)2  +  0.52*(40%)2  +  2*0.5*0.5*30%*40%*  Cor(RC,RD)  

EDHEC  Business  School   22  

The  two  asset  case  -­‐  example  what  is  then  the  standard  deviaBon  of  the  por5olio?    σp=  sqrt(Var(Rp))  =    

 =  sqrt  [0.52*(30%)2  +  0.52*(40%)2  +  2*0.5*0.5*30%*40%*  Cor(RC,RD)]=    =  sqrt  [625  +  600*Cor(RC,RD)]  

How  does  the  correlaNon  changes  the  volaNlity  of  the  porPolio?    

Portfolio Volatility as Functin of Asset Correlation

0.00%

5.00%

10.00%

15.00%

20.00%

25.00%

30.00%

35.00%

40.00%

-1.00-0.90-0.80-0.70-0.60-0.50-0.40-0.30-0.20-0.10 0.0

00.100.200.300.400.500.600.700.800.901.00

Assumed Correlation Between C and D

SD (R

p)

EDHEC  Business  School   23  

The  two  asset  case  -­‐  example    Another  way  to  look  at  the  effect  of  correlaBon:    Consider  two  assets:    A:  Rt  =  3%  Vol  =  5%              B:  Rt  =  7%  Vol  =  12%  

Correlation Effect On the Portfolio

0.00%

1.00%

2.00%

3.00%

4.00%

5.00%

6.00%

7.00%

8.00%

0.00% 2.00% 4.00% 6.00% 8.00% 10.00% 12.00% 14.00%

SD (Rp)

E (R

p)

Corr = 0.9 Corr = 0 Corr = -0.9

EDHEC  Business  School   24  

The  effect  of  diversificaBon  by  correlaBon  

EDHEC  Business  School   25  

Minimum  variance  por5olio  

),()()(2)()(),()()()(

212121

21212*

RRCorrRRRVRVRRCorrRRRVx

σσσσ

−+

−=

OpBmal  weights  :  

0 ) , ( ) ( ) ( 4 ) , ( ) ( ) ( 2 ) ( 2 ) ( 2 ) ( 2

0 ) (

2 1 2 1 2 1 2 1 2 2 1

= - + - + ⇔

=

R R Corr R R x R R Corr R R R V R xV R V x

dx R dV p

σ σ σ σ

),()1(2)()1()()( 2122

12 RRCovxxRVxRVxRV P −+−+=

EDHEC  Business  School   26  

DiversificaNon  effect  as  a  funcNon  of  number  of  stocks  in  the  porPolio  

EDHEC  Business  School   27  

Matrix  notaNon,  expected  returns  Expected  Returns  E(Rp)  =  xE(R1)  +  (1-­‐x)E(R2)    Let’s  define  two  vectors:  Weights:  X  =  [x1,  x2,….  xN,]  and  in  the  two  asset  case,  X  =  [x1,  1-­‐x1]    Expected  returns:  R  =  [E(r1),  E(r2),…  E(rN)]  and  in  the  two  asset  case,  R  =  [E(r2),  E(r2)]    Then,    E(Rp)  =  RXT  

 

EDHEC  Business  School   28  28  

Matrix  notaNon,  porPolio  risk  

22

12

1221

σ σ

2Stock

σ

σ1Stock

2Stock 1Stock

The  por5olio  variance  is  the  sum  of  the  variances  and  the  covariances.  

Let’s  define  the  covariance  matrix  of  returns    Ʃ  

 

 

And  the  vector  X  =  [x  ,1-­‐x]  

Then  XƩXT      is  

σ p2 = x2σ1

2 + (1− x)2σ 22 + 2x(1− x)σ12 = XΣX

T

EDHEC  Business  School   29  

Matrix  notaNon,  expected  returns  General  model            Where  X  =  [x1,  x2,….  xN,]  a  vector  of  asset  weights  R  =  [E(r1),  E(r2),…  E(rN)]  the  vector  of  asset  expected  returns,  and  1  =  [1,  1,….1]  the  vector  of  1s  length  N                                                                            and      

Min(σ 2p )

s.t

E(Rp ) = µ, xii=1

N

∑ =1

Min(X∑XT )s.tRXT = µ,X1T =1

∑ =

σ 21,1........σ1,N

σ 2,1.......σ 2,N

.σ N ,1........σ

2N

"

#

$$$$$

%

&

'''''

σ i, j =σ j,i

∀i, j

EDHEC  Business  School   30  

The  case  of  N  assets  

We  can  find  the  opBmal  weights  analyBcally  by  the  Lagrangian  funcBon,  but  only  without  restricBons  on  por5olio  weights  (short-­‐sales  are  allowed,  turnover  is  not  limited  etc.)    Inclusion  of  addiBonal  (and  complex)  constraints  someBmes  requires  opBmizaBon  souware    

Min(X∑XT )s.tRXT = µ,X1T =1

EDHEC  Business  School   31  

0  

0.01  

0.02  

0.03  

0.04  

0.05  

0.06  

0   0.01   0.02   0.03   0.04   0.05   0.06   0.07   0.08  

E  (R  )  

 

SD  

Eff.  Front  A1  

A2  

A3  

A4  

A5  

Efficient  fronNer  

Varying  μ,  we  can  form  the  efficient  fronBer  

Min(X∑XT )s.tRXT = µ,X1T =1

EDHEC  Business  School   32  

Efficient  fronNer  –  back  to  the  two  asset  example  

 Discussion  about  the  correlaBon…and  expected  returns    Efficient  por5olio:        A)  highest  level  of  return  for  a  given  level  of  risk      B)  lowest  level  of  risk  for  a  given  level  of  return    Consider  two  assets:    Asset  C:  E(RC)  =  12%          SD(RC)  =  30%    Asset  D:  E(RD)  =  18%          SD(RD)  =  40%    CorrelaBon  between  RC  and  RD  is    –  0.5    Considering  the  following  five  por5olios,  is  there  one  which  you  would  never  take?  

   

Portfolio Wc WD E(Rp) SD(Rp)

1 100% 0% 12.0% 30.0%

2 75% 25% 13.5% 19.5%

3 50% 50% 15.0% 18.0%

4 25% 75% 16.5% 27.0%

5 0% 100% 18.0% 40.0%

EDHEC  Business  School   33  

Por5olio  ConstrucBon  

     

o  P1  and  P2  are  feasible  but  only  P3,  P4  and  P5  are  on  the  efficient  fronBer  

Feasible and Effiecient Frontier for Assets C and D

0.0%

2.0%

4.0%6.0%

8.0%

10.0%

12.0%

14.0%16.0%

18.0%

20.0%

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45%

SD (Rp)

E (R

p)

P1  P2  

P4  

P3   P5  

EDHEC  Business  School   34  

dual  problems  

   

 We  can  transform  the  opBmizaBon  problem  into  these  ones  :  

       

AlternaBvely,  we  can  consider  investor                

Where  γ  is  the  risk  aversion  coefficient  of  the  investor  

Target  value  for  the  variance  

Risk  Aversion  parameter  

Target  expected  return  minVar(Rp )

s.t..E(Rp ) = µ __ and ___ xi =1i=1

N

maxE(Rp )

s.t..Var(Rp ) =σ2 __ and ___ xi =1

i=1

N

maxE(Rp )−γ var(Rp )

s.t.. xi =1i=1

N

EDHEC  Business  School   35  

A  few  notes  on  investors  preferences  •  How  do  people  choose  their  por5olios?  Expected  returns?      

1  

-­‐1  

p  =  0.5  

q  =  0.5  

E(  R  )  =  0  

Std  =  1  

2  

2  

p  =  0.5  

q  =  0.5  

E(  R  )  =  2  

Std  =  0  

A  

B  

B  is  clearly  bezer  than  A  

EDHEC  Business  School   36  

A  few  notes  on  investors  preferences  •  How  do  people  choose  their  por5olios?      

5  

-­‐1  

p  =  0.5  

q  =  0.5  

E(  R  )  =  2  

Std  =  3  

2  

2  

p  =  0.5  

q  =  0.5  

E(  R  )  =  2  

Std  =  0  

A  

B  

B  sBll  seems  bezer  but  maybe  not  for  everyone  

EDHEC  Business  School   37  

A  few  notes  on  investors  preferences  •  How  do  people  choose  their  por5olios?  

      7  

-­‐1  

p  =  0.5  

q  =  0.5  

E(  R  )  =  3  

Std  =  4  

2  

2  

p  =  0.5  

q  =  0.5  

E(  R  )  =  2  

Std  =  0  

A  

B  

???  

EDHEC  Business  School   38  

A  few  notes  on  investors  preferences  

How  do  people  make  their  por5olio  choices?  Risk  /  Standard  deviaBons?              We  need  to  consider  the  a{tude  of  the  investor  toward  risk  

     

Exp. Return St. Dev.

Portfolio A 16.0% 18% Portfolio B 12.8% 14% Portfolio C 9.6% 11%

Which  investment  is  preferable?  

EDHEC  Business  School   39  

A  few  notes  on  investors  preferences,  uNlity  

What  does  uNlity  funcNon  include:  

A.  More  apples  is  always  bezer  than  less  apples!  B.  The  next  apple  is  not  as  tasty  as  the  previous  (but  it  is  sBll  bezer  to  have  it)  C.  Some  addiBonal  mathemaBcal  properBes  

 Consider  this  uBlity  funcBon:    

   Up  =  E(Rp)  –    0.5  γ  (σp)2      Where  RA  is  the  risk  aversion  parameter  which  captures  the  amtude  of  the  investor  

toward  risk  such  that:    RA  =  0  risk  neutrality  RA  =  1  -­‐  3  low  risk  aversion  RA  >  5  high  risk  aversion  

EDHEC  Business  School   40  

Investment  preferences,  uNlity  

Consider  this  uBlity  funcBon:          Up  =  E(Rp)  –    0.5  γ  (σp)2  

The  uBlity  funcBon  allows  us  to  rank  the  por5olios.  We  can  now  compare  between  two  investors  with  different  a{tude  toward  risk:  A  risk  neutral  investor  with  RA  =  0    and  a  risk  averse  investor  with  RA  =  10  

Exp. Return

St. Dev. Utility of γ  = 0

Rank for γ=0

Utility of γ = 1

Rank for γ  = 1

Portfolio A 16.0% 18% 16.0% 1 5.20% 3

Portfolio B 12.8% 14% 12.8% 2 5.81% 2

Portfolio C 9.6% 11% 9.6% 3 6.39% 1

EDHEC  Business  School   41  

Investment  preferences,  uNlity  

•  Let’s  look  at  two  investors:  –  Paul  is  neutral  toward  risk  neutral  (ex.  RA  =  0)  –  Danna  hates  risk  (ex.  RA  =  8)  

 Can  we  say  anything  about  their  preferences  given  investment  A,  B  and  C  

Utility Comparison

0%

2%

4%

6%

8%

10%

12%

14%

16%

18%

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Level of Risk Aversion

Utili

ty

ABC

EDHEC  Business  School   42  

Investment  preferences,  uNlity  

Indifferent  uBlity  curves    Using  the  “handy”  mean/variance  framework,  we  can  easily  draw  indifference  curves:    Up  =  E(Rp)  –    0.5  γ  (σp)2  

por5olio  opportunity  set  

U3  U2  

U1  

SD  (  Rp)  

E  (  R

p)  

U3  >  U2  >  U1  

OpNmal  PorPolio  

EDHEC  Business  School   43  

OpNmal  porPolio  weights  

Max{E(Rp )−γVar(Rp )} =Max{XRT −γX∑XT}

s.t

X1T =1→ xii=1

N

∑ =1

X*T =1γ∑−1(RT − n1T )

where

n = B− γA,A =1∑−11T ,and

B =1∑−1 RT

OpBmal  weights  are  derived  by  solving  a  standard  quadraBc  program  

For  which  the  soluBon  is  known,  

EDHEC  Business  School   44  

Homework  1  

Goals:    1)  match  opBmal  por5olios  to  investors  with  different  risk  aversion  levels  and    2)  trace  the  efficient  fronBer.    Assignment:  1)  OpBmal  por5olios:    

 a)  set  up  and  opBmizaBon  problem  in  excel,  and  use  the  dataset  named    (HW1)  to  calculate  opBmal  por5olio  for  risk  aversion  parameters  (0,1,2,..15)    b)  Store  weights,  expected  returns  and  risk  for  each  of  opBmal  por5olios.    c)  discuss  the  results  

 2)  Efficient  fronBer:  setup  an  opBmizaBon  problem  (without  risk  aversion)  and  trace  the  efficient  fronBer  (have  at  least  10  points  on  the  fronBer,  by  choosing  feasible  E(Rp)  (or  risk  for  the  duality  problem).      3)  Prepare  a  presentaBon  of  your  results:  4  groups  will  be  randomly  chosen  at  the  beginning  of  next  session  and  will  be  graded  based  on  their  work.  

EDHEC  Business  School   45  

PorPolio  choice  in  pracNce  Markowitz  Model  :  some  weaknesses  (1)  

Are  the  returns  normally  distributed  ?  •  No!    •  Empirical  tests  on  various  markets  show  that  returns  distribuBons  are  

skewed  and  fat  tailed    

•  On  one  hand,  several  authors  argued  that  extreme  returns  occur  too  ouen  to  be  consistent  with  normality  (Mandelbrot,  1963,  Fama,  1963,  Blazberg  and  Gonedes,  1974,  Kon,  1984,  Loretan  and  Phillips,  1994,  Longin,  1996).  

•   On  the  other  hand,  crashes  are  found  to  occur  more  ouen  than  booms  (Fama,  1965,  Ardi{,  1971,  Simkowitz  and  Beedles,  1978,  Singleton  and  Wingender,  1986,  Peiro,  1999).  

•  Is  variance  a  a  suitable  measure  of  risk?  Not  clear  

EDHEC  Business  School   46  

Markowitz  Model  :  some  weaknesses  (2)  

•  Assets  returns  parameters  are  esBmated:    •  from  past  data,    •  from  experts  views  

•  Induces  esBmaBon  errors  in  por5olio  inputs:  •  Mean  returns,    •  Variances,  •  Covariances    

•  If  esBmaBon  error  has  a  big  effects  on  por5olio  choice,  we  should  expect  big  impact  on  por5olio  performance!  

EDHEC  Business  School   47  

Markowitz  Model  :  some  weaknesses  (2)  

•  Chopra  &  Ziemba  (1993)  examine  sensiBvity  of  the  MV  strategy  to  esBmaBon  errors  in  the  first  two  moments.  

•  Sanfilippo  (2002)  perfomed  a  simulaBon  study  with  por5olios  of  different  size  and  for  different  risk  measures  (variance  and  also  semi  variance)  

•  Results:  a  huge  impact  of  esBmaBon  error  on  por5olio  performance  !  

EDHEC  Business  School   48  

Ex  ante,  real  and  ex  post  efficient  fronBers  Effects  of  esBmaBon  error  in  mean-­‐variance  and  mean-­‐semi  variance  models    Sanfilippo  (2002)  

EDHEC  Business  School   49  

The  real  performance  of  the  Markowitz  Model  

•  We  focus  on  the  real  performance  of  Mean-­‐Variance  opBmizaBon  model  ;  •  We  want  to  know  if  the  Markowitz  model  can  beat  a  naïve  strategy  •  The  objecBve  of  this  paper  is  to  understand  the  condiBons  under  which  

mean-­‐variance  opBmal  por5olio  models  can  be  expected  to  perform  well  even  in  the  presence  of  esBmaBon  risk.  

“OpNmal  Versus  Naive  DiversificaNon:  How  Inefficient  is  the  1/N  PorPolio  Strategy?”  

Victor  DeMiguel  Lorenzo  Garlappi  Raman  Uppal  

The  Review  of  Financial  Studies,  2009    

EDHEC  Business  School   50  

DJU:  Data  used  for  the  paper  

 Ø  Note  that  the  paper  does  not  have  a  dedicated  data  secBon…  

EDHEC  Business  School   51  

DJU:  Methodology  

•  Authors  compare  14  por5olio  allocaBon  models   relaBve   to   that  of   the  1/N  policy  across  seven  empirical  datasets  of  monthly  returns.  

•  If  investors  consider  only  the  mean  and,  allocaBon  problem  becomes:  

•  With  soluBon:    •  And  relaBve  weights:  

•  The  methods  differ  in  esBmaBng      

EDHEC  Business  School   52  

DJU:  Methodology  

•  Authors  compare  14  por5olio  allocaBon  models   relaBve   to   that  of   the  1/N  policy  across  seven  empirical  datasets  of  monthly  returns.  

•  Comparison  criteria:    1.  Out-­‐of-­‐sample  Sharpe  raBo      3.  Certainty-­‐equivalent   (CEQ)   return   for   the   expected   uBlity   of   a  

mean-­‐variance  investor    

 5.  Turnover  (trading  volume)  for  each  por5olio  strategy.  

EDHEC  Business  School   53  

DJU  :  Methodology  (cont)  

𝑅↓𝑠𝑡 − 𝑅↓𝑓𝑡 = 𝛼↓𝑠 + 𝛽↓𝑠 (𝑅↓𝑚𝑡 − 𝑅↓𝑓𝑡 )+   𝜀↓𝑠𝑡     (2)  

𝑅↓𝑖𝑡 − 𝑅↓𝑠𝑡 = (𝛼↓𝑖   −  𝛼↓𝑠 )+ (𝛽↓𝑖 − 𝛽↓𝑠 )(𝑅↓𝑚𝑡 − 𝑅↓𝑓𝑡 )+   𝜀↓𝑖𝑡     (3)  

𝜀↓𝑖𝑡 =(𝑅↓𝑖𝑡 − 𝑅↓𝑠𝑡 )− (𝛽↓𝑖 − 𝛽↓𝑠 )(𝑅↓𝑚𝑡 − 𝑅↓𝑓𝑡 )    (4)  

EDHEC  Business  School   54  

DJU  Results:  Table  3  (Sharpe  RaNo)  

                       •  Sharpe  raBo  is  higher  “in-­‐sample”  than  “out-­‐of-­‐sample”  for  MV  •  “Out  of  sample”  Sharpe  RaBon  of  1/N  is  almost  always  bezer!  

EDHEC  Business  School   55  

DJU  Results:  Table  4  (CEQ)  

                       •  CEQ  results  are  in  line  of  Sharpe  RaBo  of  Table  4  

EDHEC  Business  School   56  

DJU  Results:  Table  5  (Turnover)  

                       •  All  strategies  across  all  dataset  have  higher  turnover  than  1/N  

EDHEC  Business  School   57  

DJU:  Conclusions  

Ø  The   paper   compares   performance   of   14   models   of   opBmal   asset  allocaBon,   relaBve   to   that   of   the   benchmark   1/N   policy   over   seven  different  empirical  datasets  as  well  as  simulated  data.    

Ø  Out-­‐of-­‐sample  Sharpe   raBo  of   sample-­‐based  mean-­‐variance   strategy   is  lower  than  that  of  1/N  strategy,  indicaBng  that  esBmaBon  errors  erodes  all  the  gains  from  opBmal,  relaBve  to  naive,  diversificaBon.  

   Ø  Extensions  to  the  sample-­‐based  mean-­‐variance  model  designed  to  deal  

with  esBmaBon  errors  typically  do  not  outperform  the  1/N  benchmark.  

Ø  No   single   model   consistently   delivers   a   Sharpe   raBo   or   a   CEQ   higher  than  that  of  the  1/N  por5olio,  which  also  has  a  very  low  turnover.  

EDHEC  Business  School   58  

Semi  replicaNon  of  porPolio  strategies  

Naïve  strategy    Por5olio  weight  =  1/N  in  each  of  the  N  risky  assets.  It  does  not  involve  any  opBmizaBon  or  esBmaBon  and  completely  ignores  the  data.  

     OpNmal  Mean  Variance  strategy  

             

Allowing  short-­‐sales,  opBmal  weights  are  given  as  in  slide  20  To  restrict  short-­‐sales,  you  can  use  the  excel  solver  to  find  the  opBmal  

weights    

Max{E(Rp )−1Var(Rp )}s.t

xii=1

N

∑ =1

EDHEC  Business  School   59  

EvaluaNng  the  performance  of  each  strategy  

•  Our  goal  is  to  study  the  performance  of  each  of  the  models  across  a  dataset  that  have  been  considered  In  the  literature  on  asset  allocaBon.  

•  Our  analysis  relies  on  a  “rolling-­‐sample”  approach.  •  For  the  MV  strategy  ,  given  a  T  month-­‐long  dataset  of  asset  returns,  we  

choose  an  esBmaBon  window  of  length  M  =  60.    •  In  each  month  t,  starBng  from  t  =  M  +  1,  we  use  the  data  in  the  previous  

M  months  to  esBmate  the  parameters  needed  to  implement  the  MV  strategy.  These  esBmated  parameters  are  then  used  to  determine  the  relaBve  por5olio  weights  in  the  por5olio.  We  then  use  these  weights  to  compute  the  return  in  month  t  +  1.    

•  For  the  naïve  strategy,  we  only  compute  the  realized  returns  of  the  por5olio,  mulBplying  each  of    the  assets  returns  of  month  t+1  by  1/N  

EDHEC  Business  School   60  

EvaluaNng  the  performance  of  each  strategy  

•  We  start  our  por5olio  at  month  M+1  and  re-­‐esBmate  the  parameters  to  compute  por5olio  weights  for  the  next  month  

•  This  process  is  conBnued  by  adding  the  return  for  the  next  period  in  the  dataset  and  dropping  the  earliest  return,  unBl  the  end  of  the  dataset  is  reached.  

 The  outcome  of  this  rolling-­‐window  approach  is  a  series  of  T  −  M  monthly  out-­‐of-­‐sample  returns  generated  by  each  of  the  porPolio  strategies  

•  We  can  evaluate  the  performance  of  each  of  the  two  strategies  by  calculaBng  the  ex  post  sharpe  raBo    with  the  returns  from  month  M+1  unBl  month  T.  

EDHEC  Business  School   61  

Homework  part  2  (tutorial)  

•  You’ll  use  the  dataset  that  is  on  class  website  

•  Make  your  tests  on  Excel  and  prepare  a  few  ppt  slides  where  you  will  show  your  methodology  and  interpret  your  results.    

•  You  have  the  rest  of  the  current  session,  the  week  to  implement  your  empirical  test  and  interpret  your  results.  During  sessions  Bme,  I’ll  be  here  to  help  you  

•  4  groups  will  be  randomly  chosen  at  the  beginning  of  the  next  session  and  will  be  graded  based  on  their  work