PARADIGMA BARU PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN APLIKASI ONLINE INTERNET PEMBELAJARAN JURNAL MATEMATIKA βMANTIKβ Vol. 03 No. 01. Mei 2017. ISSN: 2527-3159 E-ISSN: 2527-3167 44 PENENTUAN HARGA OPSI ASIA DENGAN METODE MONTE CARLO Surya Amami Pramuditya 1 FKIP, Universitas Swadaya Gunung Djati 1, amamisurya@fkip-unswagati.ac.id 1 Abstrak Opsi adalah kontrak antara holder dan writer dimana writer memberikan hak (bukan kewajiban) kepada holder untuk membeli atau menjual aset dari writer dengan harga tertentu (strike price) dan pada waktu yang telah ditentukan dimasa datang (maturity time). Opsi Asia termasuk pada opsi path dependent. Artinya payoff opsi Asia tidak hanya bergantung pada harga saham saat maturity time saja, tetapi merupakan rata-rata harga saham selama masa jatuh temponya dan disimbolkan π΄ (average). Monte Carlo pada dasarnya digunakan sebagai prosedur numerik untuk menaksir nilai ekspektasi pricing product derivative. Teknik yang digunakan adalah Monte Carlo standar dan reduksi varians. Hasilnya diperoleh harga opsi Asia call dan put untuk kedua teknik dengan selang kepercayaan 95%. Teknik reduksi varians terlihat lebih cepat memperkecil selang kepercayaan 95% dibandingkan metode standar. Kata kunci: opsi,, Asia, Monte Carlo Abstract Option is a contract between a holder and a writer in which the writer grants the rights (not obligations) to the holder to buy or sell the assets of the writer at a certain price (strike price) at maturity time. Asian options are included in the dependent path option. This means that Asia's payoff option depends not only on the stock price at maturity time, but it is the average stock price during its maturity and symbolized A (average). Monte Carlo is basically used as a numerical procedure to estimate the expected value of pricing product derivatives. The techniques used are the standard Monte Carlo and variance reduction. The result obtained the Asia call option price and put for both techniques with 95% confidence interval. The variance reduction technique looks faster reducing 95% confidence interval than standard method. Keyword: option, Asian, Monte Carlo 1. Pendahuluan Hull [2] mendefinisikan opsi sebagai kontrak antara holder dan writer dimana writer memberikan hak (bukan kewajiban) kepada holder untuk membeli atau menjual suatu aset dari writer dengan harga tertentu (strike atau exercise price) dan pada waktu yang telah ditentukan dimasa datang (expiry date atau maturity time) [4][5]. Salah satu jenis opsi adalah opsi Asia. Opsi Asia termasuk pada opsi path dependent [4]. Artinya payoff opsi Asia tidak hanya bergantung pada harga saham saat maturity time saja. Di sini payoff opsi Asia merupakan rata-rata harga saham selama masa jatuh temponya dan disimbolkan π΄ (average). Metode Monte Carlo pada dasarnya digunakan sebagai prosedur numerik untuk menaksir nilai ekspektasi dari suatu peubah acak sehingga metoda ini dapat digunakan untuk permasalahan pricing product derivative jika direpresentasikan sebagai nilai ekspektasinya. Prosedur simulasi melibatkan generating dari peubah acak dengan suatu fungsi kepadatan dan dengan menggunakan law of large number maka rata-rata dari nilai ini dapat dinyatakan sebagai penaksir ekspektasi peubah acak tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk mencari payoff harga opsi Asia call dan put fixed strike dan JURNAL MATEMATIKA βMANTIKβ Vol. 03 No. 01. Mei 2017. ISSN: 2527-3159 E-ISSN: 2527-3167 45 average strike disertai selang kepercayaan 95%. Selanjutnya, dicari selang kepercayaan terkecil melalui metode Monte Carlo standard dan reduksi varians. 2. Simulasi Monte Carlo Misalkan X peubah acak dengan ekspektasi E(X) = a dan Var (X) = π2 yang nilainya belum diketahui. Misalkan π1, π2, β¦ , ππ adalah barisan peubah acak yang berdistribusi identik dengan X, maka penaksir tak bias untuk a [6][3] adalah ππ = 1 π β ππ π π=1 (1) dan penaksir tak bias untuk π2 adalah ππ 2 = 1 1 β π β(ππ β ππ) 2 (2) π π=1 Berdasarkan teorema limit pusat untuk π β β berlaku β ππ π π=1 β ππ πβπ ~π(0,1) atau β ππ π π=1 ~π(ππ, π2π) Sehingga, ππ β π = 1 π β ππ π π=1 β π~π(0, π 2 π β ) ππ β π πβπ ~π(0,1) Akan didapatkan taksiran interval untuk a. Perhatikan π (| ππ β π πβπ | β€ 1.96) = 0.95 π (β1.96 β€ ππ β π πβπ β€ 1.96) = 0.95 π (ππ β 1.96 π βπ β€ π β€ ππ + 1.96 π βπ ) = 0.95 Di sini π βπ merupakan standard error , dengan mengambil π β ππ, maka π (ππ β 1.96 ππ βπ β€ π β€ ππ + 1.96 ππ βπ ) = 0.95 (3) Sehingga diperoleh selang kepercayaan 95 % untuk a adalah [ππ β 1.96 ππ βπ , ππ + 1.96 π βπ ]. Agar akurasi selang lebih akurat dapat diperoleh malalui dua cara yaitu : 1. Memperbesar simulasi M, tetapi hal ini memberikan waktu komputasi yang lama. 2. Mengecilkan ππ atau mereduksi variansi dengan menggunakan kontrol variat. 2.1 Teknik Reduksi Variansi dengan Kontrol Variat Taksiran selang akan semakin akurat jika lebar dari selang tersebut semakin sempit/kecil, lebar selang kepercayaan dapat dipersempit dengan cara memperbanyak sampel (menambah jumlah simulasi). Namun cara ini cukup menyulitkan karena faktor βπ. Sebagai contoh, untuk mendapatkan selang kepercayaan yang lebih akurat, yaitu menyusutkan selang kepercayaan dengan faktor 10 membutuhkan sampel seratus kali lebih banyak dari semula. Cara lain yang dapat dilakukan adalah memperkecil standar deviasi (ππ ) yang berarti memperkecil variansi [1]. Ide dari teknik ini dalah mengganti ππ dengan barisan peubah acak yang lain yang juga identik dengan mean sama dengan πΈ(ππ ) namun dengan variansi yang lebih kecil. Misalkan π = πΈ(π) ingin ditaksir dengan simulasi Monte Carlo. Andaikan ada peubah acak lain, selain X yaitu Y dengan mean πΈ(π) = ππ, kemudian akan ditunjukkan π£ππ (π) > π£ππ(π). Tulis peubah acak π = π + π(π β ππ) (4) maka nilai ekspektasi dari Z adalah πΈ(π + π(π β ππ)) = πΈ(π) + ππΈ(π β ππ ) = π + ππΈ(π β ππ ) = π Sedangakan variansinya π£ππ(π + π(π β ππ)) = π£ππ (π + ππ) = π£ππ (π) + π£ππ (π) + 2πππ£(π, ππ) = π£ππ (π) + π2π£ππ(π) + 2π πππ£(π, π) (5) Pilih Y sedemikian rupa sehingga πππ£(π, π) β 0. Karena π£ππ (π), π£ππ(π), πΆππ£(π, π) diketahui, maka π£ππ (π) = π(π) yaitu fungsi kuadrat dalam c. Minimumkan ruas kanan pada persamaan (5) terhadap c diperoleh πβ = βπππ£(π, π) π£ππ (π) (6) usahakan πππ£ (π, π) positif sehingga πβ negatif. Dengan mengsubsitusikan persaman (6) ke persamaan (5) diperoleh JURNAL MATEMATIKA βMANTIKβ Vol. 03 No. 01. Mei 2017. ISSN: 2527-3159 E-ISSN: 2527-3167 46 π£ππ(π + πβ(π β ππ )) = π£ππ(π) β πππ£ 2(π, π) π£ππ(π) diperoleh reduksi variansi π£ππ(π) π£ππ(π) = 1 β πππ£ 2(π, π) π£ππ(π)π£ππ(π) = 1 β ππππ2 (π, π) selanjutnya pilih π = β π(π)π π π=1 dan lakukan π simulasi untuk π dan π diperoleh ππ dan ππ (π = 1,2, β¦ , π). Tulis οΏ½Μ οΏ½ = 1 π β ππ π π=1 οΏ½Μ οΏ½ = 1 π β ππ π π=1 πποΏ½ΜοΏ½(π, π) = 1 π β 1 β(ππ β οΏ½Μ οΏ½)(π β οΏ½Μ οΏ½) π π=1 π£ποΏ½ΜοΏ½ (π, π) = 1 π β 1 β( π π=1 ππ β οΏ½Μ οΏ½) Peubah acak pembanding memiliki mean sampel π = 1 π β( π π=1 ππ + οΏ½ΜοΏ½ β(π β ππ )) 2.2 Model Harga Saham Misalkan model pergerakan harga saham [3] [2] [4] [5] adalah π(π) = π0π (πβ 1 2 π2)π+πβππ§ dengan π~π(0,1) (7) serta = 1 π , dimana π merupakan banyak hari kerja dalam 1 tahun. Selanjutnya model saham ini menghasilakan ekspektasi dari peubah acak [4][5] πΆ = πβππ ππππ {π0π (πβ 1 2 π2 )π+πβππ§ β πΎ, 0} yaitu nilai opsi call Eropa saat π dihitung di π‘ = 0. 2.3 Opsi Asia Payoff dari Asian option ditentukan dari nilai rata-rata untuk tiap kasusnya [2][6], yaitu: ο· Average price Asian Call (fixed strike price) πΆ(π, π) = ππππ ( 1 π β« π(π)ππ β πΎ, 0 π 0 ) ο· Average price Asian Put ((fixed strike price)) π(π, π) = ππππ (πΈ β 1 π β« π(π)ππ, 0 π 0 ) ο· Average Strike Price Asian Call πΆ(π, π) = ππππ (π(π) β 1 π β« π(π)ππ, 0 π 0 ) ο· Average Strike Price Asian Put π(π, π) = ππππ ( 1 π β« π(π)ππ β π(π),0 π 0 ) Pandang β« π π 0 (π)ππ β βπ‘ β ππ π π=1 (8) dimana N adalah banyaknya partisi dan ingat bahwa π = πβπ, maka β« π π 0 (π)ππ = 1 πβπ‘ βπ‘ β ππ π π=1 = 1 π β ππ π π=1 (9) Sehingga penggunaan Monte Carlo untuk Asian Call Option memiliki payoff [3] πΆπ (π, π) = ππππ ( 1 π β ππ π π=1 β πΎ, 0) (10) atau πΆπ(π, π) = ππππ (π(π) β 1 π β ππ π π=1 , 0) (11) untuk π = 1,2, β¦ , π. Berdasarkan persamaan (9), persamaan (10) dan (11) dapat dituliskan πππππππ = ππ₯π (βπ π π ) ( 1 π β ππ π π=1 β πΎ, 0) + (12) atau πππ π‘ππππ = ππ₯π (βπ π π ) (ππ β 1 π β ππ π π=1 , 0) + (13) JURNAL MATEMATIKA βMANTIKβ Vol. 03 No. 01. Mei 2017. ISSN: 2527-3159 E-ISSN: 2527-3167 47 2.4 Algoritma Metode Monte Carlo Berikut merupakan algoritma menentukan harga opsi Asia dengan Metode Monte Carlo [6]. Tabel 1. Harga Saham Input: π0, πΎ, π, π, π, π, π Bangkitkan faktor acak π§(π, π) Hitung πΈ(π) = ππ’ = (π β 1 2 π2) πβ πππ(π) = πππ£ = π βπβ Untuk π = 1,2, . . , π dan π = 1,2, . . , π ο· Untuk π = 1 , π₯(π, π) = ππ’ + πππ£ β π§(π, π) ο· Untuk π = 2, . . , π , π₯(π, π) = π₯(π, π β 1) + (ππ’ + πππ£ β π§(π, π)) Harga saham ππ(π, π) = π0 β exp (π₯(π, π)) Tabel 2. Opsi Asia Bangun harga saham ππ Hitung π΄ mean ππ sebagai harga saham selama [0, π] Hitung ππ yaitu harga saham saat maturity time Hitung payoff Jika MC standar, maka Jika opsi call, maka ππππππ = exp(βπ β π πβ ) β πππ₯(π΄ β πΎ, 0) lainnya, ππππππ = exp(βπ β π πβ ) β πππ₯(πΎ β π΄, 0) Hitung mean dan standar deviasi dari ππππππ, serta selang kepercayaan 95% lainnya, (kontrol variat) pilih π = β ππ π π=1 Jika opsi call, maka hitung π = exp(βπ β π πβ ) β πππ₯(π΄ β πΎ, 0) πΆππ£(π, π) πΆπππ(π, π) πβ π = π + πβ(π β ππ ) Hitung mean dan standar deviasi dari π, serta selang kepercayaan 95% lainnya, ππππππ = exp(βπ β π πβ ) β πππ₯(πΎ β π΄, 0) πΆππ£(π, π) πΆπππ(π, π) πβ π = π + πβ(π β ππ ) Hitung mean dan standar deviasi dari π, serta selang kepercayaan 95% Hitung rasio (reduksi) 3. Hasil Dan Pembahasan Untuk menentukan selang kepercayaan serta harga opsi Call dan Put Asia digunakan program Matlab. Program ini menggunakan data fiktif dengan π = 6%; π = 0.3; π = 1; π0 = 15; π = 252; π = 100. Adapun π adalah suku bunga, π adalah volatilitas, π adalah waktu satu tahun kerja, π0 adalah harga saham awal, π adalah waktu hari kerja dan π adalah partisi waktu. Tabel 3. Selang Kepercayaan Opsi Call Asia Monte Carlo Standar K=9 M Average Price Average Strike 10 4.9872 6.3177 -0.2050 0.6875 100 5.9094 6.5492 0.5043 0.9211 1000 5.8887 6.0831 0.7038 0.8465 10000 6.0156 6.0804 0.7269 0.7719 Tabel 4. Harga Opsi Call Asia Monte Carlo Standar K=9 M Fixed Strike Average Strike 10 5.6525 0.2413 100 6.2293 0.7127 1000 5.9859 0.7751 10000 6.0480 0.7494 Berdasarkan tabel 3 dan tabel 4 di atas, semakin besar langkah M, maka selang kepercayaan 95% semakin kecil, sehingga taksiran harga opsi call Asia untuk fixed strike maupun average strike semakin baik. Tabel 5. Selang Kepercayaan Opsi Call Asia Monte Carlo Reduksi Varians K=9 M Average Price Average Strike 10 7.1584 7.1458 0.2549 1.6207 100 5.7575 5.7575 0.4718 0.8147 1000 6.0332 6.0332 0.6740 0.7982 10000 6.0314 6.0314 0.7220 0.7600 Tabel 6. Harga Opsi Call Asia Monte Carlo Reduksi Varians K=9 M Fixed Strike Average Strike 10 7.1584 0.9378 100 5.7575 0.6432 1000 6.0332 0.7361 10000 6.0314 0.7410 Berdasarkan tabel 5 dan tabel 6 di atas, semakin besar langkah M, maka selang kepercayaan 95% semakin kecil, sehingga taksiran harga opsi call Asia untuk fixed strike maupun JURNAL MATEMATIKA βMANTIKβ Vol. 03 No. 01. Mei 2017. ISSN: 2527-3159 E-ISSN: 2527-3167 48 average strike semakin baik. Teknik reduksi varians terlihat lebih cepat memperkecil selang kepercayaan 95% dibandingkan metode standar. Tabel 7. Selang Kepercayaan Opsi Put Asia Monte Carlo Standar K=17 M Average Price Average Strike 10 0.4797 2.0382 0.1392 1.0961 100 1.7892 2.3478 0.4318 0.7439 1000 1.8052 1.9740 0.5287 0.6294 10000 1.9049 1.9594 0.5406 0.5716 Tabel 8. Harga Opsi Put Asia Monte Carlo Standar K=17 M Fixed Strike Average Strike 10 1.2589 0.6176 100 2.0685 0.5879 1000 1.8896 0.5791 10000 1.9322 0.5561 Berdasarkan tabel 7 dan tabel 8 di atas, semakin besar langkah M, maka selang kepercayaan 95% semakin kecil, sehingga taksiran harga opsi put Asia untuk fixed strike maupun average strike semakin baik. Tabel 9. Selang Kepercayaan Opsi Put Asia Monte Carlo Reduksi Varians K=17 M Average Price Average Strike 10 1.4303 1.6182 0.5807 1.1102 100 1.9654 2.0924 0.4797 0.7850 1000 1.9720 2.0158 0.5212 0.6124 10000 1.8924 1.9078 0.5453 0.5744 Tabel 10. Harga Opsi Put Asia Monte Carlo Reduksi Varians K=17 M Fixed Strike Average Strike 10 1.5243 0.8455 100 2.0289 0.6324 1000 1.9939 0.5668 10000 1.9001 0.5599 Berdasarkan tabel 9 dan tabel 10 di atas, semakin besar langkah M, maka selang kepercayaan 95% semakin kecil, sehingga taksiran harga opsi put Asia untuk fixed strike maupun average strike semakin baik. Teknik reduksi varians terlihat lebih cepat memperkecil selang kepercayaan 95% dibandingkan metode standar 4. Kesimpulan Semakin besar banyaknya langkah M, maka semakin memperkecil jarak selang kepercayaan 95%, untuk menaksir harga opsi Call maupun opsi Put. Dengan menggunakan teknik reduksi varians terlihat lebih cepat memperkecil selang kepercayaan 95% dibandingkan metode standar. Daftar Pustaka [1] Fu, M. C., Madan, D. B., & Wang, T. Pricing continuous Asian options: a comparison of Monte Carlo and Laplace transform inversion methods. Journal of Computational Finance, 2(2), (1999). 49-74. [2] Hull, J.C., Options, Futures, and Other Derivatives (Eighth Edition). Pearson, England. (2012). [3] Podlozhnyuk, V., & Harris, M. Monte Carlo Option Pricing. CUDA SDK. (2008). [4] Pramuditya, S.A., & Sidarto, K. A. Penentuan Harga Opsi Asia Dengan Model Binomial Dipercepat. Repository FKIP Unswagati. (2013). [5] Pramuditya, S.A. Perbandingan Metode Binomial dan Metode Black-Scholes Dalam Penentuan Harga Opsi. SAINSMAT, 5(1). (2016). [6] Seydel, R., Tools for Computational Finance. Springer-Verlag, Berlin. (2002).