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ECMT6006 2019S1 Mid-Semester Exam

18 April 2019

Instructions:  This is a closed book exam.  Please answer all questions.  The total mark is 100 and the breakdown is shown in square brackets. The duration of the exam is 1 hour and 10 minutes, including 10 minutes reading time and 1 hour writing time.  Please do NOT write your name but only your SID on the answer booklet(s).

Problem 1.  [30 pionts] Let Pt be the price of a stock at time t, and assume the stock pays no dividend. Let Rt1  be the single-period gross return from time t to t + 1.

(i)  Given the information set rt  at time t, show that a (point) forecast of the price Pt1  can be derived from a (point) forecast of Rt1 .  [5]

(ii)  Given the information set rt  at time t, show that the conditional variance of the price Pt1  can be derived from the conditional variance of Rt1 .  [5]

(iii) What is the log return from time t to t + 1?  [2] Why is it also called the continuously compounded return?  [4]

(iv) What is the relationship between the log return and the simple net return? [4] Why is it often convenient to use log returns?  [4]

(v)  Explain at least three limitations of using the normal distribution to model the gross returns Rt .  [6]

Problem 2.  [35 points] Answer the following questions on the test for return predictability using historical data.

(i)  First, you simply run an OLS regression of your returns on a constant term

rt  = β + εt ,

for t = 1, 2, . . . , T .  What is the OLS estimate for β?  [3] Write down the test statistic that you would use to test the null hypothesis H0  : β = 0.  [4] How would you make the decision for this test?  [3] What is the implication if your null hypothesis is rejected?  [3]

(ii)  Next, you add the lagged value of return as another regressor, rt  = β0 + β1 rt − 1 + εt , for t = 2, 3, . . . , T . What is the relationship between the true parameter β 1  in this regression and the first-order autocorrelation of {rt }?  [5] What is the relationship between the return autocorrelation and the return pre- dictability?  [2]

(iii)  The table below presents the results of joint tests for autocorrelation in the daily Nasdaq returns and 3-month T-bill interest rate returns.  “LB”

denotes Ljung-Box test and Robustdenotes the robust test.

Table 1: Joint tests for serial correlation of log returns

 

L = 5

L = 10

L = 20

95% CV

11.07

18.31

31.41

Test Stat

LB

Robust

LB     Robust

LB

Robust

S&P 500

11.80

6.31

20.54         16.98

31.26

30.52

T-Bill

207.42

32.58

222.23        38.31

376.69

87.69

Answer the following.

(a)  Describe how the robust test is conducted.  [5]

(b) What is the difference between a LB test and a robust test?  [5]

(c) Interpret the results in the table.   What is your conclusion on the predictability in these two return series?  [5]

Problem  3.   [35 points]  Consider the following AR(1)-ARCH(1) model for index stock returns,

rt  = φ0 + φ1 rt − 1 + εt ,    εt  = σt νt

σt(2)  = ω + αεt(2)− 1 ,    νt |rt − 1 ~ F (0, 1)

where ω > 0, α > 0, σt  > 0, rt − 1  denotes the information set up to time t _ 1, and F (0, 1) denotes some distribution with mean 0 and variance 1.

(i)  Show that {εt } is a white noise process, and {εt(2)} is an AR(1) process.  [10]

(ii) What does ARCH” stand for?  [2] What is the key difference between this model and a simple AR(1) model without ARCH specification?  [3]

(iii) What empirical evidence shown in the index stock returns constrains the use of a simple ARMA model  and motivates the ARCH specification? Please explain.  [5]

(iv) εt(2)  is sometimes used as a proxy for σt(2) . What is the relationship between the processes {εt(2)} and {σt(2)}?  [5]

(v) What is the optimal one-step ahead two-standard-deviation interval fore- cast for the return using this model?   [6] Explain how you obtain the feasible version of this forecast.  [4]