Proses Stokastik LANDASAN TEORI

Definisi 3 Obligasi Obligasi adalah instrumen hutang yang meminta penerbit membayar kembali pada investor sejumlah uang yang dipinjam pokok hutang ditambah bunga selama periode tertentu. Fabozzi 2003 Definisi 4 Harga Obligasi Harga obligasi adalah jumlah dari kupon yang didiskon nilai kini dari kupon dan nilai pari yang didiskon nilai kini dari nilai pari. Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut: kupon 1 nilai pari 1 . Bodie et al 2006 Definisi 5 Zero-Coupon Bond Obligasi Tanpa kupon Zero-coupon bond adalah salah satu jenis obligasi yang tidak memberikan kupon kepada pemegang obligasi. Obligasi jenis ini memberikan satu kali cash flow pembayaran pada pemiliknya yaitu pada saat jatuh tempo obligasi sebesar nilai pari. Persamaan harga obligasinya akan menjadi: nilai pari 1 . Fabozzi 2003 Definisi 6 Short rate Short rate adalah suku bunga yang berlaku pada interval waktu tertentu. Bodie et al 2006 Definisi 7 Forward interest rate Forward interest rate adalah short rate yang berlaku pada tahun ke-n sedemikian sehingga return dari 2 strategi investasi yaitu investasi selama n tahun dan investasi n-1 tahun kemudian diinvestasikan kembali pada tahun ke-n akan sama. Jika forward interest rate untuk periode n adalah , maka akan didefinisikan oleh persamaan: 1 1 1 , atau dituliskan 1 1 1 , adalah periode waktu, adalah yield to maturity dan jatuh tempo setelah -perode. Jadi, total return pada 2 strategi investasi selama tahun akan sama jika short rate pada tahun ke- sama dengan . Bodie et al 2006

2.2 Proses Stokastik

Proses stokastik digunakan sebagai model matematika untuk mewakili suatu peubah yang nilainya berubah secara acak menurut waktu. Untuk lebih memahami proses stokastik, diperlukan definisi-definisi berikut. Definisi 8 Percobaan Acak Dalam suatu rangkaian percobaan sering kali percobaan dilakukan dalam kondisi yang sama. Semua kemungkinan hasil yang akan muncul dapat diketahui, tetapi hasil pada percobaan berikutnya tidak dapat diduga dengan pasti. Percobaan yang semacam ini disebut percobaan acak. Grimmett dan Stirzaker 2001 Definisi 9 Ruang Contoh Himpunan dari semua kemungkinan hasil dari suatu percobaan acak disebut ruang contoh, dinotasikan dengan . Suatu kejadian adalah himpunan bagian dari . Grimmett dan Stirzaker 2001 Definisi 10 Medan- Medan- adalah himpunan yang anggotanya merupakan himpunan bagian dari ruang contoh yang memenuhi syarat-syarat berikut: 1. . 2. Jika maka , dengan menyatakan komplemen dari himpunan . 3. Jika , , , … . , maka . Hogg dan Craig 2005 Definisi 11 Ukuran Peluang Ukuran peluang pada ruang ukuran , adalah fungsi : , -0,1 yang memenuhi: 0, 1. Jika , , , …. adalah himpunan anggota- anggota yang saling lepas yaitu 1 , untuk setiap 2, 3 dengan 2 4 3 maka: 56 ∞ 7 ∞ . Pasangan , , disebut dengan ruang peluang probability space. Grimmett dan Stirzaker 2001 Definisi 12 Peubah Acak Misalkan adalah medan- dari ruang contoh . Suatu peubah acak 8 adalah suatu fungsi 8: 9 : dengan sifat ; : 8 = ? untuk setiap :. Grimmett dan Stirzaker 2001 Definisi 13 Peubah Acak Diskret Peubah acak 8 dikatakan peubah acak diskret jika nilainya hanya pada himpunan bagian yang terbilang dari :. Catatan: Suatu himpunan bilangan C disebut bilangan terbilang, jika C terdiri atas bilangan terhingga atau anggota C dapat dipadankan 1- 1 dengan bilangan bulat positif. Grimmett dan Stirzaker 2001 Definisi 14 Peubah Acak Kontinu Peubah acak X dikatakan kontinu jika terdapat fungsi sehingga fungsi sebaran A 8 = yang dapat dinyatakan sebagai: B ∞ C DC, C : untuk suatu fungsi : E 9 -0, ∞ yang terintegralkan. Fungsi disebut fungsi kepekatan peluang bagi 8. Grimmett dan Stirzaker 2001 Definisi 15 Nilai Harapan Peubah Acak Diskret Jika 8 adalah peubah acak diskret dengan fungsi massa peluang , maka nilai harapan dari 8 adalah F 8 ∑ H . Asalkan jumlah di atas konvergen mutlak. Grimmet dan Stirzaker 2001 Definisi 16 Nilai Harapan Peubah Acak Kontinu Jika 8 adalah peubah acak kontinu dengan fungsi kepekatan peluang , maka nilai harapan dari 8 adalah: F 8 I . Asalkan integral di atas konvergen mutlak. Grimmett dan Stirzaker 2001 Lema 1 Sifat Nilai Harapan Beberapa sifat dari nilai harapan diantaranya: 1. Jika J adalah suatu konstanta, maka F J J. 2. Jika J adalah suatu konstanta dan K adalah peubah acak, maka F JK J F K . 3. Jika J , J adalah konstanta dan K , K adalah suatu peubah acak, maka F J , K J , K J F K J F K . Hogg at al 2005 Definisi 17 Ragam dan Simpangan Baku Misalkan 8 adalah peubah acak diskret atau kontinu. Ragam 8 atau KL 8 dinotasikan dengan , didefinisikan F MN8 O F 8 P Q F 8 O NF 8 P . Standar deviasi 8 dinotasikan dengan , didefinisikan R . Ghahramani 2005 Definisi 18 Proses Stokastik Proses stokastik 8 ;8 C , C ? adalah suatu himpunan dari peubah acak yang memetakan suatu ruang contoh Ω ke suatu ruang state T. 2.3 Gerak Brown Proses stokastik 8 ;8 C , C ? disebut gerak Brown jika: 1. 8 0 0. 2. Untuk 0 U C U C U V U C , peubah acak 8 C O 8 C , 2 1, 2, … . , saling bebas. 3. Untuk C X 0, 8 C berdistribusi normal dengan rataan 0 dan varian C. Ross 2007 2.4 Proses Wiener Proses Wiener adalah gerak Brown dengan rataan 0 dan varian 1. Proses Wiener umum untuk suatu peubah acak 8 dapat dinyatakan sebagai berikut: D8 C LDC YDZ C , 1 dengan LDC disebut sebagai komponen deterministik dan YDZ C menyatakan komponen stokastik, serta Z C adalah proses Wiener, sedangkan L dan Y masing- masing menyatakan drift rate dan variance rate dari 8. Untuk proses stokastik yang didefinisikan pada ruang probabilitas Ω, A, berlaku hal berikut: Misalkan Z C adalah proses Wiener pada Ω, A, . Integral stokastik adalah proses stokastik 8 C dengan bentuk: 8 C 8 0 B L 8 [ , [ D[ \ B Y 8 [ , [ DZ [ \ . 2 Hull 2003 Definisi 20 Proses Ito Proses Ito adalah proses Wiener umum dengan L dan Y menyatakan suatu fungsi dari peubah acak 8 dan waktu C. Proses Ito dapat dinyatakan sebagai berikut: D8 C L 8 C , C DC Y 8 C , C DZ C . 3 Lema 2 Lema Ito Misalkan proses 8 C memenuhi persamaan 3 dan fungsi ] C 8 C , C adalah kontinu serta turunan-turunan 8 C , C , 8 C , C kontinu, maka ] C 8 C , C memenuhi persamaan berikut: D] C _ 8 C , C 8 C , C L 8 C , C 1 2 Y 8 C , C ` DC 8 C , C Y 8 C , C DZ C , 4 dimana, DZ C adalah proses Wiener. Kemudian, ] C juga mengikuti proses Ito, dengan drift rate sebagai berikut: 8 C , C 8 C , C L 8 C , C 1 2 Y 8 C , C . dan variance rate yaitu, 8 C , C Y 8 C , C . Dimana, D DC , D D8 , D D8 . Hull 2003

2.5 Persamaan Riccati