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凯利公式

July 12, 20241324 words, 7 min read
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在投资领域,有一个公式因其独特的洞察力而备受关注:凯利公式。这个由John R. Kelly, Jr.于1956年提出的数学模型,为投资者提供了一个强大的工具,用于确定每次投资中的最佳资金分配比例,以实现长期收益的最大化。

凯利公式的核心思想

凯利公式的核心思想非常直观:在每次投资中,存在一个最佳的资金投入比例,如果我们能够找到并坚持这个比例,就能在长期内获得最大的收益增长率。

数学表达式如下:

f=bpqb=p(b+1)1bf^* = \frac{bp - q}{b} = \frac{p(b+1) - 1}{b}

其中:

  • ff^*:最佳的投资比例
  • bb:获胜时的赔率(不包括本金)
  • pp:赢的概率
  • q=1pq = 1 - p:输的概率

凯利公式的应用示例

1. 简单的投资机会

假设有一个投资机会,成功时的回报率为 2:1(即 b=2b = 2),成功概率为 40%(即 p=0.4p = 0.4)。根据凯利公式:

f=2×0.40.62=0.1f^* = \frac{2 \times 0.4 - 0.6}{2} = 0.1

这意味着,对于这个投资机会,我们应该投入总资金的 10% 来获得最佳的长期增长率。

2. 股票投资示例

考虑一支股票,分析师预测其在下个季度有 60% 的概率上涨 20%,40% 的概率下跌 10%。我们可以这样应用凯利公式:

  • p=0.6p = 0.6
  • b=0.2/0.1=2b = 0.2 / 0.1 = 2(潜在收益除以潜在损失)
f=2×0.60.42=0.4f^* = \frac{2 \times 0.6 - 0.4}{2} = 0.4

凯利公式建议我们应该投入总资金的 40% 到这支股票上。

最佳投资比例的推导

假设我们有初始资金 xx,投资成功的回报率为 bb(不包括本金),成功概率为 pp。如果我们投资比例为 ff,那么我们的资金的期望值为:

E[X]=p(x+fbx)+(1p)(xfx)E[X] = p(x+fbx) + (1-p)(x-fx)

然而,直接最大化期望值可能导致过度冒险。凯利准则建议我们应该最大化资金的对数期望值,这样可以在长期内获得最大的几何增长率。因此,我们的目标函数变为:

E[log(X)]=plog(x+fbx)+(1p)log(xfx)=log(x)+plog(1+fb)+(1p)log(1f)\begin{aligned} E[\log(X)] &= p \log(x + fbx) + (1-p) \log(x - fx) \\ &= \log(x) + p \log(1 + fb) + (1-p) \log(1 - f) \end{aligned}

由于 log(x)\log(x) 是常数,不影响最大化过程,我们可以忽略它。为了找到最优的投资比例 ff^*,我们对简化后的函数求导,并令其为零:

ddf[plog(1+fb)+(1p)log(1f)]=pb1+fb1p1f=0\frac{d}{df}[p \log(1 + fb) + (1-p) \log(1 - f)] = \frac{pb}{1 + fb} - \frac{1-p}{1 - f} = 0

解这个方程,我们得到:

f=pb+p1b=p(b+1)1bf^* = \frac{pb + p - 1}{b} = \frac{p(b+1) - 1}{b}

这就是凯利公式,它给出了在给定条件下的最优投资比例。

一段逸事

关于凯利公式还有一个很知名的故事,传奇投资大师爱德华·索普(Edward Oakley Thorp)1曾用它在赌场玩二十一点游戏,并赢得了大量的赌金,也因此被各大赌场拒之门外,以至于Ed Thorp不得不乔装打扮才能进入赌场。索普后来将自己打败21点的策略写成了一本书《击败庄家》(英文《Beat the dealer》),公开出版发行后,内华达州的赌场因此被迫修改了规则。

凯利公式的优缺点

凯利公式就像是投资界的双刃剑,用得好可以大幅提高收益,用不好就是一管自我安慰剂。

优势在于它提供了一个明确的资金管理策略,简单不烧脑。长期来看,能够最大化资金增长率,并且有助于控制风险,避免过度投资。

但缺点也是显而易见的。首先它假设民,投资者能够准确估计投资的概率和回报,这在现实中往往很困难,而且通常是不可能的,比如股市中一只股票的走势。此外,也没有考虑投资者的风险承受能力,对于风险厌恶的投资者可能过于激进。短期内可能导致较大的资金波动。

实际应用中的注意事项

  1. 半凯利策略:由于凯利公式可能导致较高的风险,许多投资者选择使用"半凯利"策略,即只投入凯利公式建议金额的一半。

  2. 准确估计至关重要:凯利公式的效果严重依赖于对投资机会的准确评估。过于乐观的估计可能导致过度投资。

  3. 定期重新评估:市场条件和投资机会持续变化,需要定期重新计算最佳投资比例。

  4. 分散投资:不要将所有资金都押注在单一的投资机会上,保持适度的多元化。

结论

凯利公式为投资者提供了一个强大的资金管理工具,但它并非万能的解决方案。成功的投资策略需要结合凯利公式的洞见、深入的市场分析、健康的风险管理,以及对自身投资目标和风险承受能力的清晰认识。

Footnotes

  1. Ed Thorp 也是《战胜一切市场的人》一书的作者。