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Retornos simples e logarítmicos no risco de carteira

Artigo Quant Q&A · Autor: Grunez32

Resumo

A discussão explica por que a escolha entre retornos simples e logarítmicos depende do cálculo. Em uma carteira com pesos fixos para os ativos durante um período, o retorno simples da carteira é a soma ponderada dos retornos simples de seus ativos. Essa relação sustenta o cálculo usual de variância e covariância para o risco da carteira. Retornos logarítmicos não se agregam entre ativos da mesma forma linear; substituí-los nessa fórmula de retorno ponderado altera seu significado.

Os retornos logarítmicos têm vantagens diferentes ao longo do tempo: os retornos logarítmicos de períodos sucessivos são somados, enquanto os retornos simples se acumulam multiplicativamente. As respostas também observam que os retornos logarítmicos não têm limite inferior e podem ser convenientes sob uma premissa de preços log-normais, embora essa premissa possa não valer na prática. Uma resposta recomenda retornos logarítmicos para calcular entradas estatísticas; outra enfatiza retornos simples para a fórmula de agregação da carteira. Para simulação, a discussão propõe gerar retornos logarítmicos, convertê-los em retornos simples e então aplicar os pesos da carteira. A conversa oferece orientação conceitual, não comparações empíricas nem uma convenção universal.

Ideias principais

  • O retorno simples de uma carteira é a soma ponderada dos retornos simples de seus componentes quando os pesos valem durante o período.
  • Retornos logarítmicos não seguem a mesma agregação linear entre ativos que os retornos simples.
  • Retornos logarítmicos se somam ao longo do tempo, enquanto retornos simples se acumulam ao longo do tempo.
  • A medida de retorno adequada depende de a tarefa ser agregação de carteira, modelagem estatística ou simulação.
  • Uma premissa de preços log-normais pode justificar o uso de retornos logarítmicos, mas talvez não se aplique a todas as séries de ativos.

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# Calculating portfolio risk


# Calculating portfolio risk












I want to calculate the risk of a portfolio with the following.

In order to calculate the following formula:

However, I am not sure if I have to use log returns or simple returns to calculate the assets returns. I need the asset returns to calculate the standard deviation as well as the variance-covariance of the assets included in the portfolio.

## Answer by MattR (score 1)

https://quant.stackexchange.com/a/21575

The logarithmic method of calculating returns is frequently preferred to the obvious alternative of using the return calculated on the basis of simple interest over the period in question which, of course, is the monetary return which would actually be achieved by an investment over that period. In some cases this is due to the assumptions that prices are distributed log normally (which, in practice, may or may not be true for any given price series), then log(1 + r_i) is conveniently normally distributed.

Why Log Returns Benefits and Downsides

A Comparison between Logarithmic and Simple Returns Calculating and Comparing Security Returns

## Answer by nbbo2 (score 1)

https://quant.stackexchange.com/a/21577

In Markowitz's famous paper he writes that the return on the portfolio is a weighted average of the returns on the individual assets. For the two asset case: $R_p = w r_1 + (1-w) r_2$. From this we can derive the equation you gave above, using a theorem in Statistics for the standard deviation of a weighted average. This formula for $R$ makes sense only if the returns being used are simple returns, not logarithmic returns. So that is what I would use.

## Answer by Richi Wa (score 1)

https://quant.stackexchange.com/a/21583

Severals thoughts: First: this topic is already covered here - mabye you have to collect parts. YOu can start here. A very good overview is given here too.

Let us define the following notions. Let $P_t^1$ and $P_t^2$ denote the prices of zwo assets at time $t$. Then $$ r_t = \frac{P_t^1-P_{t-1}^1}{P_{t-1}^1} = \frac{P_t^1}{P_{t-1}^1} -1 $$ denotes the simple return whereas $$ r_t^l = \log\left(\frac{P_t^1}{P_{t-1}^1} \right), $$ where $\log$ is the natural logarithm, denotes the log-return. Note that $r_t \in [-1,\infty)$ and $r_t^l \in (-\infty,\infty).$

Then for a portfolio where we have $q^i$ pieces of each stock we have $$ w_i = \frac{q^i P^i_t}{q^1 P^1_t+q^2 P^2_t}, $$ the fraction of asset $i$. Then the portfolio returns is given by $$ \frac{P_{t+1}}{P_t}-1 = \frac{q^1 P^1_{t+1} + q^2 P^2_{t+1}}{q^1 P^1_t+q^2 P^2_t}-1, $$ which equals $$ w_1 r^1_t + (1-w_1) r^2_t. $$ Thus the portfolio returns is the a linear combination of the asset returns. This is not true for log returns (take the log-returns and you see that the above expansion of terms does not work).

The aggregation of (portfolio) returns over time is easier: $$ \begin{eqnarray} \log(P_T/P_0) &=& \log(P_T/P_1 \cdot P_1/P_0) \\ &=& \log(P_T/P_{T-1}\cdot P_{T-1}/P_{T-2} \cdots P_1/P_0)\\ &=& \log(P_T/P_{T-1}) + \cdots + \log(P_1/P_0)\\ &=& \sum_{t=1}^T r_t^l \end{eqnarray} $$ where $r_t^l$ denotes the log-return over one period.

This is much more complicated for simple returns: For simple returns we get $$ \begin{eqnarray} \frac{P_T}{P_0}-1 &=& \frac{P_T}{P_{T-1}} \cdot \frac{P_{T-1}}{P_{T-2}} \cdots \frac{P_1}{P_{0}} - 1\\ &=& \prod_{t=1}^T (1+r_t) - 1. \end{eqnarray} $$

## Answer by Kiwiakos (score 0)

https://quant.stackexchange.com/a/21585

I would say that one should differenciate between what the formula means, how the inputs are calculated, and how one would use it.

What is means: As noob2 points out it makes sense for simple returns' aggregation. For log returns it only holds at the limit where the time step is zero.

How to calculate input variances/covariances: I would take logs before calculating statistics, because only under this transformation my series become homogeneous in time and additive through time. Ponder on the fact that simple returns are bounded by -1 to understand how it works.

How to use: If I were to simulate, I would first draw log returns, then convert them to simple returns, and then apply the weighting as noob2 highlights.

Exibido na íntegra, com atribuição conforme a licença da fonte. Licença: CC BY-SA 4.0 (Stack Exchange)

Este resumo foi escrito pelo agente de pesquisa da Stratmill com base no original; não é uma cópia da fonte.