Efficient numerical methods for option pricing is an active field of research. This project has the goal to examine possible ways to improve an established method of numerical pricing. The method is based on an adaptive finite difference method in price and uses the backwards differentiation formula of order 2, BDF2, in time. The project will focus on improvements to the time integration through implementation of discontinuous Galerkin methods, dG. Empirical convergence and accuracy results are obtained for equidistant dG-methods up to order 3 and performance is compared to BDF2. The dG-methods do not succeed in outperforming the BDF2-method when comparing accuracy to time for computation, but they do match the performance. Possible ways for improvements are suggested.

Amerikanska köpoptioner (säljoptioner) ger en investerare möjligheten, men ejskyldigheten, att köpa (sälja) en underliggande tillgång till ett förutbestämt pris framtill och med optionens löptid. Ett fundamentalt problemen gällande dessa finansielladerivat berör prisättningen av dessa. Prissätning kan göras inom det populära BlackScholes­ramverket. I modellen förutsätts värdet på de riskfyllda tillgångarna följa engeometrisk brownsk rörelse; det går då att härleda analytiska uttryck för priserna påeuropeiska optioner med det riskneutrala måttet och arbitrage­argument. Vidare kanman under samma ramverk härleda priset för amerikanska optioner numeriskt.Antagandena som modellen förutsätter är däremot omstridda. Det är välkänt attpriset för de flesta tillgångarna som handlas på marknaden inte har konstantvolatiltiet, vidare är fenomen som volatilitets­leenden oförenliga med BlackScholes­modellen. I denna rapport används ett numeriskt tillvägagångssätt där de historiskaavkastningarna för den underliggande tillgångens används som ett sätt attapproximera sannolikhetsfördelningen för dessa. Genom detta minimeras deinskränkningar som annars görs på formen för fördelningen. Vägar simulerasdärefter varur en minsta kvadrat Monte Carlo­metod används för att bestämma prisetpå optionen. Denna metod utvärderas därefter mot det klassiska antagandet omnormalfördelade avkastningar. Utvärderingen görs genom en kvalitativ ochkvantitativ studie kring hur utfallen blir beroende på underliggande antaganden. Vifinner att priset generellt sett blir dyrare när denna metodik tillämpas. Optionen blir isynnerhet dyrare när den är ITM. För optioner som är OTM är priserna väldigtlika.

During the last few years, financial derivatives have been growing in trading volume. There seem to be a high demand and supply of derivatives on the market and one common derivative is the option contract. The option contract is frequently the subject of studies and many different pricing models have been created for options. One popular model is the Black-Scholes model, that prices European call options. This project will look closer at the Black-Scholes model and its assumption that volatility remains constant. The project will try to establish what predictive power the implied volatility has for the sign of the price changes in the option’s daily closing price. The implied volatility is defined as the value of volatility that can be used in an option pricing formula to yield the current market price and goes against the assumption of constant volatility. The model consists of a dependent variable that is the binary variable for the sign of the price changes, 1 if positive and 0 if negative. The independent variables are implied volatility, volume, price of the underlying, and VIX. The models used for testing are logistic regression, CART, random forest and XGBoost. The research question is: Can the sign of option price jumps be predicted with the implied volatility? The answer to the research question is that there are indications for the implied volatility having predictive power when predicting the sign of the price changes in the option, even though the results are not conclusive across all models. / Under de senaste åren har finansiella derivat ökat i handelsvolym. Det verkar finnas en hög efterfrågan och tillgång på derivat generellt på marknaden och ett vanligt sådant derivat är optionskontraktet. Optioner är ofta föremål för forskning och många olika prissättningsmodeller har skapats för optioner. En populär modell är Black-Scholes modellen som prissätter europeiska köpoptioner. Detta projekt kommer att titta närmare på Black-Scholes modellen och dess antagande om att volatiliteten förblir konstant. Projektet kommer att försöka fastställa vilken prediktiv kraft den implicita volatiliteten har för tecknet på prisförändringarna i optionens dagliga stängningskurs. Den implicita volatiliteten definieras som värdet av volatiliteten som kan användas i en optionsprissättningsformel för att ge det aktuella marknadspriset och går emot antagandet om konstant volatilitet. Modellen består av en beroende variabel som är en binär variabel för tecknet på prisförändringarna, 1 om positivt och 0 om negativt. De oberoende variablerna är implicit volatilitet, volym, pris på det underliggande instrumentet och VIX. Modellerna som används för att genomföra testen är logistisk regression, CART, random forest och XGBoost. Projektets frågeställning är: Kan tecknet på en options prisförändringar förutsägas med den implicita volatiliteten? Svaret som projektet kommit fram till är att det finns indikationer på att den implicita volatiliteten har prediktiv kraft när det gäller att förutsäga tecknet på prisförändringarna i optionen, även om resultaten inte är helt överensstämmande för alla modeller.

Hedge funds use a variety of different financial instruments in order to try to achieve over-average returns without taking on excessive risk - options being one of the most common of these instruments. Basket options is a type of option that is written on several underlying assets that can be used to hedge risky positions. This project has been working together with the hedge fund Proxy P to develop software to construct basket options and to analyze their use as a hedging strategy. Construction of basket options can be performed through the use of several different mathematical models. These models range from complex continuous models, such as Monte Carlo simulations, to simple discrete models, such as the binomial option pricing model. In this project, the binomial option pricing model was chosen as the main tool to determine some quantities of basket options. It can conveniently handle both European and American options, independently of whether these are put or call options. The quantities calculated, the option price and option Delta, are dependent on the volatility and the initial price of the underlying. When evaluating the basket option there are two key assumptions that need to be studied. These key assumptions are if the weights and the initial price of the underlying change with each time step, or if they are held constant. It was found that both the weights and the price of the underlying should change dynamically with each time step. Furthermore, in order to evaluate the performance of the basket options used as a hedge, the project used historical data and measured how the options neutralized negative movements in the underlying. This was done through the use of the option Delta and the hedge ratio. What could be concluded was that the put basket option can serve as a relatively inexpensive hedge and minimize the risk on the downside in a sufficient matter. / Hedgefonder använder en rad olika finansiella instrument, där optioner är ett av de mest förekommande av dessa, för att generera överavkastning utan att ta överdriven risk. Korgoptioner, eller basket options som de kallas på engelska, är en typ av option som är skriven på flertalet underliggande tillgångar som kan användas för att gardera finansiella institutioner mot risk. Det här projektet har samarbetat med den svenska hedgefonden Proxy P för att utveckla programvara för att konstruera korgoptioner och evaluera hur de kan användas som hedgingstrategi. Konstrueringen av dessa korgoptioner kan göras med hjälp av flertalet matematiska mo-deller. Allt ifrån komplexa kontinuerliga modeller, som Monte Carlo simulering, till mer simpla diskreta modeller, som binomialprissättningsmodellen, kan användas. I detta projekt kommer binomialprissättningsmodellen användas för att beräkna relevanta kvantiteter gällande korgoptioner. Modellen kan hantera både optioner av den amerikanska och euro-peiska varianten, samt sälj- och köpoptioner. Relevanta kvantiteterna som benämnts gäller optionspriset samt optionens Delta, där dessa beror på marknadsvolatiliteten och startpriset på den underliggande tillgången. Vid utvärdering av korgoptionen behöver två antaganden tas i beaktande: att vikterna och initiala priset på underliggande ändras vid varje tidssteg eller om de hålls konstanta. Slutsatsen kunde dras att både vikterna och den underliggande tillgångens pris skulle vara dynamiska och därmed ändras vid varje tidssteg. För att kunna utvärdera hur väl korgoptioner fungerade som en hedge använde projektet historisk data för att utvärdera hur optionen neutraliserade negativa rörelser i den under-liggande tillgången. Denna utvärdering gjordes med avseende på Deltat hos optionen och hedgekvoten. Slutsatsen som kunde dras var att korgoptioner är ett relativt billigt sätt att hedga och minimera nedsidans risk.