background image

Prof. Piotr Chrzan 

 

 

RYNKI FINANSOWE 

1

WYKŁAD   

 

TEORIA PORTFELOWA MARKOWITZA 

 

1.  Teoria portfela dwóch spółek 

2.  Teoria portfela wielu spółek 

3. Teoria użyteczności w analizie portfelowej 

 

 
 
Harry M. Markowitz 

-  Portfolio Selection,”Journal Of Finance”, 1952 No. 1 

-  Portfolio Selection. Efficient Diversification of 

Investments, John Wiley & Sons, New York 1959 

 
Nagroda Nobla z Nauk Ekonomicznych–1990 rok 

Harry M. Markowitz, Merton M. Miller oraz Williams F. 

Sharpe 

Za pionierskie prace z teorii ekonomii finansowej 

 
 

background image

Prof. Piotr Chrzan 

 

 

RYNKI FINANSOWE 

2

1.  Teoria portfela dwóch spółek 

Przykład 1. 

Akcje spółki A ( r

A

=10%, s

A

=5%, C

A

=100 zł )  

Akcje spółki B ( r

B

=5%, s

B

=2%, C

B

=50 zł ) 

gdzie: r

A

– oczekiwana stopa zwrotu z akcji A, 

s

A

– odchylenie standardowe stopy zwrotu (ryzyko), 

C

A

– cena jednej akcji A. 

Inwestor dysponuje sumą 2000 zł. 

„ Przez portfel papierów wartościowych zawierających 

dwie akcje należy rozumieć dowolny zestaw dwóch akcji, 

którego wartość wyczerpuje środki inwestora”.  

P

1

=( 18 akcji A; 4 akcje B) 

P

1

(18 

× 100 zł; 4 × 50 zł) = ( 1800 zł, 200 zł) 

 

Oczekiwana stopa zwrotu z portfela akcji – P

1

 

2000

200

r

1800

r

K

K

K

r

B

A

0

0

1

P

1

+

=

=

 

%

5

,

9

%

5

1

,

0

%

10

9

,

0

r

1

,

0

r

9

,

0

r

B

A

P

1

=

+

=

+

=

 

 

background image

Prof. Piotr Chrzan 

 

 

RYNKI FINANSOWE 

3

P

2

 (16 akcji A; 8 akcji B) 

P

2

 ( 16 

×100 zł; 8×50 zł) = ( 1600 zł; 400zł) 

Oczekiwana stopa zwrotu z portfela akcji – P

2

2000

400

r

1600

r

K

K

K

r

B

A

0

0

1

P

2

+

=

=

 

%

9

%

5

2

,

0

%

10

8

,

0

r

2

,

0

r

8

,

0

r

B

A

P

2

=

+

=

+

=

 

Oczekiwana stopa zwrotu portfela dwóch akcji 

E(R

P

)=E(w

1

R

1

+w

2

R

2

E(R

p

)=w

1

E(R

1

)+w

2

E(R

2

 
 
 
 
 (1) 

r

P

 = w

1

r

1

+w

2

r

2

gdzie: r

– oczekiwana stopa zwrotu portfela, 

w

– udział pierwszej spółki w portfelu, 

w

– udział drugiej spółki w portfelu, 

r

– oczekiwana stopa zwrotu akcji pierwszej spółki, 

r

– oczekiwana stopa zwrotu akcji drugiej spółki 

w

1

+w

=1;   0

≤w

1

≤1;   0≤w

2

≤1 

background image

Prof. Piotr Chrzan 

 

 

RYNKI FINANSOWE 

4

Efekt portfelowy stopy zwrotu 

 
 (2) 

min

{r

1

,r

2

} ≤ r

P

 

≤ max {r

1

, r

2

 
 min

{10%, 5%} ≤ r

P

 

≤ max {10%, 5%} 

 

 

 

5%

≤ r

P

 

≤ 10% 

Kowariancja i korelacja zwrotów z inwestycji 

 

Kowariancja stóp zwrotu jest miarą stopnia „wzajemnego ru-

chu w czasie” dwóch stóp zwrotu w stosunku do ich średniej 

wartości. 

 
Dodatnia kowariancja oznacza, że stopy zwrotu z dwóch inwe-

stycji zmieniają się w czasie w tym samym kierunku co ich 

średnie. Ujemna kowariancja oznacza, że stopy ulegają zmia-

nom w odwrotnym kierunku niż ich średnie. 

 Cov 

(R

1

,R

2

) = E[(R

1

– E(R

1

))(R

2

–E(R

2

))] 

 

 

 

 (3) 

gdzie: 

)

r

)(

r

(

p

)

R

,

Cov

2

=

r

r

R

(

2

k

2

m

1

k

1

k

1

k

1

=

background image

Prof. Piotr Chrzan 

 

 

RYNKI FINANSOWE 

5

k

1

r

– k–ta możliwa do osiągnięcia stopa zwrotu akcji 

pierwszej spółki, 

k

2

r

– k–ta możliwa do osiągnięcia stopa zwrotu akcji 

drugiej spółki 

p

k

  – prawdopodobieństwo osiągnięcia k–tej możliwej 

stopy zwrotu  

r

 – oczekiwana stopa zwrotu pierwszej akcji 

r

 – oczekiwana stopa zwrotu drugiej akcji 

cov(R

1

, R

2

) – kowariancja stóp zwrotu akcji spółki pierwszej i 

drugiej 

Współczynnik korelacji 

 

 

 

 (4) 

2

1

2

1

12

s

s

)

R

,

R

(

Cov

=

ρ

 
gdzie: 

ρ

12

 – współczynnik korelacji stóp zwrotu akcji spółki 

pierwszej i drugiej 

cov(R

1

, R

2

) – kowariancja stóp zwrotu akcji spółki pierwszej i 

drugiej 

 

s

1

  –   odchylenie standardowe stopy zwrotu akcji spółki 

pierwszej 

 

s

2

  –   odchylenie standardowe stopy zwrotu akcji spółki 

drugiej 

 

background image

Prof. Piotr Chrzan 

 

 

RYNKI FINANSOWE 

6

Współczynnik korelacji przyjmuje wartości z przedziału 

<-1,1>

 i jest miarą siły związku liniowego między stopami zwrotu. 

 
Gdy 

ρ

12

=1 lub 

ρ

12

 = –1, to między stopami zwrotu zachodzi za-

leżności w postaci funkcji liniowej. 

Gdy 

ρ

12

=0, stopy zwrotu są nieskorelowane 

Przykład 2.  

Współczynnik korelacji stóp zwrotu akcji dwóch spółek 

Stan rynku  Prawdopodobieństwo Stopa zwrotu akcji 1 Stopa zwrotu akcji 2

k p

k

k

1

r

 

k

2

r

 

1 0,2 

25%  10% 

2 0,2 

15%  8% 

3 0,3 

10%  5% 

4 0,2 

5% 

4% 

5 0,1  –10%  3% 

 
r

1

 = 11% 

r

2

 = 6,2% 

s

1

 = 9,695%   

s

2

 = 2,441% 

Zgodnie z wzorem (3) 

   cov (R

1

,R

2

) = 0,2(0,25 – 0,11)(0,1  – 0,062) +  

+ 0,2(0,15 – 0,11)(0,08 – 0,062) + 

background image

Prof. Piotr Chrzan 

 

 

RYNKI FINANSOWE 

7

+ 0,3(0,1   – 0,11)(0,05 – 0,062) + 

+ 0,2(0,05 – 0,11)(0,04 – 0,062) + 

+ 0,2(–0,1 – 0,11)(0,03 – 0,062) + 

  

 

0,00218 

921

,

0

02441

,

0

09695

,

0

00218

,

0

12

=

=

ρ

 

 

Oznacza to bardzo silne dodatnie powiązanie stóp zwrotu akcji spółek. 

 

Współczynnik korelacji na podstawie danych z przeszłości. 

 

=

=

=

=

ρ

m

1

k

m

1

k

2

2

k

2

2

1

k

1

2

k

2

m

1

k

1

k

1

12

)

r

r

(

)

r

r

(

)

r

r

)(

r

r

(

  

(5) 

gdzie: 

m – liczba okresów z przeszłości, z których wykorzystane 

są informacje, 

k

1

r

 – stopa zwrotu pierwszej spółki w k-tym okresie 

k

2

r

– stopa zwrotu drugiej spółki w k-tym okresie 

1

r

  –  oczekiwana stopa zwrotu pierwszej spółki 

2

r

  – oczekiwana stopa zwrotu drugiej spółki 

background image

Prof. Piotr Chrzan 

 

 

RYNKI FINANSOWE 

8

 
Wariancja stopy zwrotu portfela P=( w

1

, w

2

)

R

,

R

cov(

w

w

2

)

R

(

D

w

)

R

(

D

w

)

R

w

R

w

(

D

2

1

2

1

2

2

2
2

1

2

2

1

2

2

1

1

2

+

+

=

+

 

 

  

(6) 

12

2

1

2

1

2

2

2

2

2

1

2

1

2

P

s

s

w

w

2

s

w

s

w

s

ρ

+

+

=

  

(7) 

12

2

1

2

2

2

2

2

1

2

1

2

P

cov

w

w

2

s

w

s

w

s

+

+

=

gdzie:  

2

P

s

 – wariancja stopy zwrotu portfela 

s

– 

odchylenie standardowe stopy zwrotu akcji pierwszej spółki 

s

– odchylenie standardowe stopy zwrotu akcji drugiej spółki 

w

1

– udział pierwszej spółki w portfelu 

w

2

– udział drugiej spółki w portfelu 

ρ

12

– 

współczynnik korelacji stóp zwrotu spółki pierwszej i drugiej 

cov

12

– kowariancja stóp zwrotu spółki pierwszej i drugiej 

 
Odchylenie standardowe stopy zwrotu portfela 

  

(8) 

12

2

1

2

2

2

2

2

1

2

1

P

cov

w

w

2

s

w

s

w

s

+

+

=

 

 

background image

Prof. Piotr Chrzan 

 

 

RYNKI FINANSOWE 

9

 

 

Analiza odchylenia standardowego portfela 
 
1. Jednakowe ryzyko i zwrot, ale różne korelacje 

r

1

=0,20   s

1

=0,10  

w

1

=0,5 

r

2

=0,20   s

2

=0,10  

w

2

=0,5 

r

P

= 0,5

⋅0,20 +0,5⋅0,20 = 0,20 

( stopa zwrotu portfela jest stała) 

 

a)  

ρ

12

= 1,00  

cov

12

ρ

12

⋅s

1

⋅s

2

= 1

⋅0,1⋅0,1= 0,01 

b)  

ρ

12

= 0,50  

cov

12

= 0,5

⋅0,1⋅0,1= 0,005 

c)  

ρ

12

= 0,00  

cov

12

= 0,00 

d)  

ρ

12

= –0,50 

cov

12

= –0,5

⋅0,1⋅0,1= –0,005 

e)  

ρ

12

= –1,00 

cov

12

= –0,01 

 

Po podstawieniu do wzoru (8) otrzymujemy odchylenia stan-

dardowe poszczególnych portfeli. 

s

a

= 0,10   

s

b

= 0,0866 

s

c

= 0,0707 

s

d

= 0,05 

)

01

,

0

(

5

,

0

5

,

0

2

10

,

0

5

,

0

10

,

0

5

,

0

s

2

2

2

2

e

+

+

=

 

0

)

0050

,

0

(

0050

,

0

s

e

=

+

=

 

background image

Prof. Piotr Chrzan 

 

 

RYNKI FINANSOWE 

10

Rys. 2. Relacja ryzyko–zwrot z portfeli o takich samych zwro-

tach i ryzykach, lecz różnych korelacjach 

 

 

Stopa zwrotu r

e

 

0,01  0,02 0,03 

0,07

0,04

0,05 

0,10 

0,15 

0,20 

Ryzyko (odchylenie standardowe) 

 

 

 

a

 

b

c

d

0,1 

0,09 

0,08

0,06

0,05

 

 

 

 

  

 

Ryzyko (odchylenie standardowe) 

 

Wniosek 1 

Aktywa, które nie są idealnie skorelowane, nie wpływają na 

oczekiwaną stopę zwrotu z portfela, lecz redukują jego ryzyko 

mierzone odchyleniem standardowym. 

 
 
Wniosek 2 

Dzięki portfelowi z dwoma aktywami mającymi ujemną kore-

lację możemy osiągnąć maksymalne korzyści z dywersyfikacji 

(całkowicie eliminujemy ryzyko). 

background image

Prof. Piotr Chrzan 

 

 

RYNKI FINANSOWE 

11

 

Przypadek 1     – 

ρ

12

=1 

⇒ max ryzyko portfela 

2

1

2

1

2

2

2

2

2

1

2

1

2

P

s

s

w

w

2

s

w

s

w

s

+

+

=

 

)

s

s

max(

s

w

s

w

s

)

s

w

s

w

(

s

2

1

2

2

1

1

P

2

2

2

1

1

2

P

+

=

+

=

 

Przypadek 2    – 

ρ

12

= –1 

⇒ min ryzyko portfela 

 

 

2

1

2

1

2

2

2

2

2

1

2

1

2

P

s

s

w

w

2

s

w

s

w

s

+

=

|

s

w

s

w

|

s

)

s

w

s

w

(

s

2

2

1

1

P

2

2

2

1

1

2

P

=

=

 

 
 (9) 

|w

1

s

1

–w

2

s

|

≤ s

P

 

≤ max ( s

1

,s

2

)

 

Efekt portfelowy ryzyka  0

≤s

P

≤0,1 

⎢0,5⋅0,1–0,5⋅0,1⎢≤ s

P

 

≤ max ( 0,1;0,1) 

Portfel o zerowym ryzyku 

 

2

1

2

1

s

s

s

w

+

=

   

 

2

1

1

2

s

s

s

w

+

=

  –    optymalne wagi 

Portfel o minimalnym ryzyku 

w

1

+ w

2

=1   w

2

= 1 – w

1

Wariancję portfela można przedstawić jako funkcję wagi w

1

background image

Prof. Piotr Chrzan 

 

 

RYNKI FINANSOWE 

12

 

 

 

12

2

1

2

1

2

2

2

2

2

1

2

1

2

P

s

s

w

w

2

s

w

s

w

s

ρ

+

+

=

 

 

 (10) 

 

12

2

1

1

1

2

2

2

1

2

1

2

1

2

P

s

s

)

w

1

(

w

2

s

)

w

1

(

s

w

s

ρ

+

+

=

 

Funkcja kwadratowa zmiennej w

 

background image

Prof. Piotr Chrzan 

 

 

RYNKI FINANSOWE 

13

Rys. 3. Wariancja portfela papierów wartościowych jako funk-

cja udziału w

1

 akcji w portfelu 

 

 

Wariancja 
portfela

 

2

P

s

 

 
 
 
 
 
 

 

 

2

A

s

 
 

 

 

 

 

 (11) 

 

 

 (12) 

 

 

12

2

1

2

2

2

1

12

1

2

1

1

opt

s

s

2

s

s

)

s

s

(

s

w

ρ

+

ρ

=

2

B

s

• 

• 

1

s

P

-

opt

  

 

w

1

-opt

w

1

 (udział akcji pierwszej 

w portfelu 

optymalny udział akcji A

A (pierwsza akcja)  

• 

B (druga akcja)  

minimalna 
wariancja portfela

12

2

1

2

2

2

1

2

12

2

2

)

(

s

s

ρ

=

2

1

2

opt

s

s

2

s

s

1

s

ρ

+

background image

Prof. Piotr Chrzan 

 

 

RYNKI FINANSOWE 

14

Przykład 4  ( portfel dwóch akcji o minimalnym ryzyku) 

Na podstawie danych tygodniowych od stycznia 2000roku do 

marca 2002 roku 

 
PEKAO  

r

1

 = 0,0064   

s

1

 = 0,0447   

  TP S.A. 

r

2

 = 0,0032   

s

2

 = 0,0666 

współczynnik korelacji 

ρ

12

=0,46 

Portfel o nominalnym ryzyku dla tych dwóch spółek: 

83

,

0

46

,

0

0666

,

0

0447

,

0

2

)

0666

,

0

(

)

0447

,

0

(

)

46

,

0

0447

,

0

0666

,

0

(

0666

,

0

w

2

2

1

+

=

 

 

w

2

 = 1 – 0,83 = 0,17 

Oczekiwana stopa zwrotu portfela 

r

p

 = 0,83 

⋅ 0,0064 + 0,17⋅ 0,0032 = 0,005856 

Wariancja portfela 

0019

,

0

46

,

0

0666

,

0

0447

,

0

2

0666

,

0

0447

,

0

)

46

,

0

1

(

0666

,

0

0447

,

0

s

2

2

2

2

2

2

P

+

=

 

0436

,

0

0019

,

0

s

P

=

=

  

(4,36%) 

 

background image

Prof. Piotr Chrzan 

 

 

RYNKI FINANSOWE 

15

Analiza odchylenia standardowego portfela 

Stała korelacja i zmienne wagi 

Inwestycje 

E(R

i

) s

i

1. Obligacje 

0,10 

0,07 

2. Akcje 

0,20 

0,10 

 

Współczynnik korelacji  r

12

 = 0 

Portfel w

1

w

2

E(R

p

)  s

p

f 0,00 

1,00 

0,20 

0,1000 

g 0,20 

0,80 

0,18 

0,0812 

h 0,40 

0,60 

0,16 

0,0662 

i 0,50 

0,50 

0,15 

0,0610 

j 0,60 

0,40 

0,14 

0,0580 

k 0,80 

0,20 

,012 

0,0595 

l 1,00 

0,00 

0,10 

0,0700 

Portfel – f 

 

E(R

p

) = 0,00

⋅0,10 + 1,00⋅0,20 = 0,00 

10

,

0

s

s

s

s

1

p

2

1

2
p

=

=

=

 

Portfel – g   

E(R

p

) = 0,20

⋅0,10 + 0,80⋅0,20 = 0,18 

 

 

 

 

 

00

,

0

80

,

0

20

,

0

2

10

,

0

80

.

0

07

,

0

20

,

0

s

2

2

2

2

2
p

+

+

=

background image

Prof. Piotr Chrzan 

 

 

RYNKI FINANSOWE 

16

 

 

 

 

006596

,

0

0

01

,

0

64

.

0

0049

,

0

04

,

0

s

2
p

=

+

+

=

 

 

 

 

0812

,

0

006596

,

0

s

p

=

=

 

 Rys.4 Relacja ryzyko–zwrot portfeli o różnych wagach 

 

r

ij

 = 1,00;  0,50; 0,00;  –0,50;  –1,00 

 

 

Wniosek 3 

Przez dobór odpowiednich proporcji między wagami aktywów 

w portfelu możemy zredukować ryzyko portfela mierzone od-

chyleniem standardowym.