📊 Teoría de Carteras — Guía Interactiva de Estudio

Primer Parcial · UADE · Prof. Pablo G. Salina · Unidades 1 y 2
● Examen martes U1: Introducción U2: Teoría del Portafolio (Mundos 1-4) Markowitz · Tobin · Sharpe

🧭 La hoja de ruta de cada Mundo

Independientemente del Mundo, el procedimiento siempre tiene la misma estructura. Aprender bien estos 3 pasos es la clave del parcial:

  1. Encontrar la Frontera de Posibilidades de Inversión (FPI) — el conjunto de combinaciones $(\sigma, \bar r)$ alcanzables.
  2. Identificar el Portafolio Riesgoso Óptimo (PRO o P*) — el que maximiza el Ratio de Sharpe (problema objetivo, no depende del inversor).
  3. Construir la Cartera Óptima del Inversor (C*) — combinando el PRO con el activo libre de riesgo según el grado de aversión $A$ (problema subjetivo).
✅ Teorema de la Separación de Tobin El portafolio riesgoso óptimo $P^*$ es el mismo para todos los inversores. Lo que varía entre uno y otro es cuánto ponen en $P^*$ y cuánto en el activo libre de riesgo, según su $A$.

📚 ¿Cómo está organizada esta guía?

🟡 Conceptos

Pestañas U1 y Estadística previa: definiciones, intuiciones, gráficos básicos.

🌍 Mundos

Pestañas Mundo 1-4: cada una con teoría, derivación, gráficos interactivos y ejemplo numérico.

📐 Práctica

Pestañas Fórmulas, Ejercicios (con resultados) y Cuestionario de repaso.

Unidad 1

Activos reales vs. activos financieros

🏭 Activos Reales

Son los que generan ingresos netos: fábricas, máquinas, edificios, recursos naturales. Son los productores reales de valor en la economía.

💵 Activos Financieros

Distribuyen los ingresos generados por los activos reales. Acciones, bonos, derivados. Su éxito o fracaso depende del rendimiento de los reales subyacentes.

Decisión central ¿Posponer consumo hacia el futuro? Sí → invertir en activos. No → consumir hoy. Esa es la disyuntiva que da origen al sistema financiero.

Intermediación financiera y mercados

El sistema financiero conecta ahorradores (excedente de ingresos) con deudores (necesidad de fondos) a través de intermediarios financieros (bancos, brokers, fondos).

Tipos de mercados

CriterioTiposCaracterística
Por momento de la emisiónPrimario / SecundarioPrimario: emite. Secundario: trading entre inversores.
Por instrumentoRenta Fija / Variable / DerivadosMercado de Capitales
Por plazoMoney MarketInstrumentos de corto plazo

Conceptos básicos: Riesgo, Retorno y Precio

El precio de todo activo financiero es el valor actual de los flujos de fondos futuros, descontados a la tasa que refleje el riesgo:

$$P = \sum_{n} \frac{FCF_n}{(1+k)^n}$$

⚠️ Relación clave (entra al parcial seguro) ↑ Riesgo  ⇒  ↑ Retorno exigido (k)  ⇒  ↓ Precio del activo

Es decir: a mayor riesgo, los inversores exigen una rentabilidad mayor para compensarlo. Como esa rentabilidad se obtiene comprando más barato, el precio cae.

Tipos de riesgo en un portafolio

Esta es la distinción que sostiene toda la teoría:

🟢 Riesgo no sistemático

Diversificable / propio. Específico de cada activo (un escándalo en una empresa, un cambio en su CEO). Se elimina diversificando.

🔴 Riesgo sistemático

No diversificable. Afecta a todo el mercado (recesión, política monetaria, geopolítica). No se puede eliminar, sólo se puede asumir o no.

Gráfico interactivo: cómo cae el riesgo al diversificar

A medida que sumamos activos, el riesgo total del portafolio cae rápido al principio (eliminando lo diversificable), pero converge a un piso: el riesgo sistemático.

Activo libre de riesgo: 4 condiciones

Para que un instrumento se considere "libre de riesgo" debe cumplir simultáneamente:

  1. Renta fija — pagos conocidos.
  2. Sin probabilidad de default — el emisor no puede quebrar.
  3. Bono cupón cero — para que no exista riesgo de reinversión.
  4. Estrategia Buy & Hold — no se vende anticipadamente (evita riesgo de precio antes del vencimiento).

En la práctica se usa T-Bill (cupón cero) para corto plazo. Los T-Note y T-Bond, al pagar cupones, tienen riesgo de reinversión.

Long y Short — operatorias direccionales

🐂 LONG (estar comprado)

Inversor tiene cantidades positivas del instrumento. Gana si el precio sube. Expectativa bullish.

🐻 SHORT (estar corto)

Cantidades negativas: el inversor pide acciones prestadas, las vende, y luego las recompra (esperando que bajen) para devolverlas. Gana si el precio cae. Expectativa bearish.

El proceso completo de un short sale

  1. Inversor solicita "shortear" al broker.
  2. Broker pide acciones prestadas a otro cliente.
  3. El inversor vende esas acciones en mercado y cobra el precio actual.
  4. Cuando quiere cerrar la posición: compra las acciones en mercado (ojalá a un precio menor).
  5. Las devuelve al broker, que las devuelve al cliente original.
  6. Ambos (inversor y broker que prestó) cobran fees al broker intermediario.
⚠️ Garantías y margin call

El broker exige una garantía inicial (aforo, ej. 50% del monto) y un margen de mantenimiento (ej. 30%). Si el precio sube demasiado, las acciones que debo devolver valen más que mi garantía: margin call — debo reponer dinero o liquidar.

Desde la perspectiva del shortista: cuanto más bajo el margen de mantenimiento, mejor (más espacio antes de que me llamen).

📐 Fórmula del margin call (caso práctico)

Vendiste en corto 1.000 acciones a $100 (recibís $100.000). Garantía inicial: 50% ($50.000 en valores). Margen de mantenimiento: 30%.

Tabla de cuenta

Activos$Pasivos + Patrimonio$
Caja (venta short)100.000Acciones a devolver (1.000 × P)1.000 × P
Garantía (otros valores)50.000Patrimonio150.000 − 1.000·P

Disparador del margin call

Se gatilla cuando el patrimonio cae al mantenimiento exigido sobre el valor actual de la deuda:

$$\frac{150.000 - 1.000 \cdot P}{1.000 \cdot P} = 0{,}30 \;\Rightarrow\; P = \$115{,}38$$

Comparativa de mantenimiento Con mantenimiento del 40% ⇒ margin call a $107,14 (más bajo, menos margen). Con mantenimiento del 30% ⇒ margin call a $115,38 (más alto, más respiro). Por eso al shortista le conviene un mantenimiento bajo.

Estrategias: Activa vs. Pasiva

🎯 Gestión Activa

  • Stock picking ✓ — selecciona acciones
  • Timing ✓ — entra y sale del mercado

Asume que el mercado no es eficiente y se puede ganarle.

📈 Gestión Pasiva

  • Stock picking ✗
  • Timing ✗

Replica un índice (ej. S&P500). Asume mercados eficientes.

Las preguntas "¿los mercados son eficientes?" y "¿qué valor agrega un Portfolio Manager?" son temas de las Unidades 3 y 4.

Promedio simple vs. promedio ponderado

Simple (todos eventos equiprobables)

$$\bar x = \sum_{i=1}^N \frac{x_i}{N} = w \cdot \sum x_i$$

Acá $w = 1/N$ sale fuera de la sumatoria por ser constante.

Ponderado (cada evento con su probabilidad $w_i$)

$$\bar x = \sum_{i=1}^N w_i \cdot x_i$$

$w_i$ no se puede sacar porque depende del evento.

Varianza ($\sigma^2$): mide dispersión respecto a la media

$$\sigma^2 = \sum_{i=1}^N w_i (x_i - \bar x)^2$$

Más alta ⇒ más dispersión ⇒ más riesgo. El desvío $\sigma = \sqrt{\sigma^2}$ es la versión "en las mismas unidades" de la varianza.

Covarianza: variación conjunta de dos variables

$$\sigma_{x,y} = \sum w_i (x_i - \bar x)(y_i - \bar y)$$

SignoSignificadoInterpretación gráfica
Cov > 0Relación lineal directaEn promedio, cuando una sube, la otra también
Cov = 0Independencia linealNube de puntos sin patrón
Cov < 0Relación lineal inversaCuando una sube, la otra baja
Limitación de la covarianza No tiene unidad de medida estable: solo importa el signo, no la magnitud. Para magnitud, hay que estandarizar → coeficiente de correlación.

Coeficiente de Correlación de Pearson ($\rho$ o $\varphi$)

$$\rho_{x,y} = \frac{\sigma_{x,y}}{\sigma_x \cdot \sigma_y} \quad \Rightarrow \quad -1 \leq \rho \leq 1$$

De acá sale la fórmula que vas a usar mil veces:

$$\sigma_{x,y} = \rho_{x,y} \cdot \sigma_x \cdot \sigma_y$$

Es covarianza estandarizada → la magnitud sí importa, no solo el signo.

Casos de correlación

Cada nube muestra cómo se distribuyen los retornos $(\bar r_1, \bar r_2)$ según $\rho$.

$\rho$TipoComportamiento
+1Perfecta directaMismo sentido, misma intensidad
(0; 1)DirectaMismo sentido
0Incorrelación linealSin relación lineal
(−1; 0)InversaSentido opuesto
−1Perfecta inversaSentido opuesto, misma intensidad

Aplicación al portafolio

Vector de pesos y vector de retornos

$$W = [w_1, w_2, \dots, w_n]^T \quad ; \quad R = [\bar r_1, \bar r_2, \dots, \bar r_n]^T$$

$$\boxed{\bar r_p = \sum_{i=1}^n w_i \bar r_i}$$

Matriz de Varianzas y Covarianzas (V)

Para 2 activos:

$$V = \begin{pmatrix} \sigma_1^2 & \sigma_{1,2} \\ \sigma_{1,2} & \sigma_2^2 \end{pmatrix}$$

Para $n$ activos: $n$ varianzas en la diagonal y $n(n-1)$ covarianzas (es simétrica).

Varianza del portafolio (forma matricial)

$$\sigma_P^2 = W^T \cdot V \cdot W$$

Caso de 2 activos (la que más vas a usar)

$$\sigma_P^2 = w_1^2 \sigma_1^2 + w_2^2 \sigma_2^2 + 2 w_1 w_2 \, \mathrm{Cov}_{1,2}$$

Sustituyendo $\mathrm{Cov}_{1,2} = \rho_{1,2} \sigma_1 \sigma_2$:

$$\sigma_P^2 = w_1^2 \sigma_1^2 + w_2^2 \sigma_2^2 + 2 w_1 w_2 \, \rho_{1,2} \, \sigma_1 \sigma_2$$

🎯 Insight clave: a mayor cantidad de activos… Las varianzas pesan menos y las covarianzas dominan la varianza del portafolio. Ahí está la magia (y el límite) de la diversificación.

El truco del cuadrado perfecto: cuando $\rho = +1$

Si $\rho = 1$ entre dos activos, la varianza del portafolio se simplifica de manera elegante:

$$\sigma_P^2 = w_1^2 \sigma_1^2 + w_2^2 \sigma_2^2 + 2 \cdot 1 \cdot \sigma_1 \sigma_2 w_1 w_2 = (w_1 \sigma_1 + w_2 \sigma_2)^2$$

Por lo tanto:

$$\sigma_P = w_1 \sigma_1 + w_2 \sigma_2 \quad (\text{si } \rho = 1)$$

Es decir, con correlación perfectamente directa el desvío del portafolio es la suma producto ponderada de los desvíos: no hay efecto diversificación.

Mundo 1

1 activo riesgoso + 1 activo libre de riesgo

Empezamos con el caso más sencillo: combinamos un único activo riesgoso (digamos, una acción) con un activo libre de riesgo (T-Bill).

Activo 1
$\bar r_1, \sigma_1$
Activo F
$r_f, \sigma_f=0$
Restricción
$w_1 + w_f = 1$

Paso 1: Rentabilidad y riesgo del portafolio

Rentabilidad esperada (combinación lineal):

$$\bar r_C = w_1 \bar r_1 + w_f r_f = w_1 \bar r_1 + (1-w_1) r_f$$

Reagrupando obtenemos la forma "prima por riesgo":

$$\bar r_C = r_f + w_1 (\bar r_1 - r_f)$$

Varianza: como $\sigma_f = 0$ y $\mathrm{Cov}_{1,f} = \rho \cdot \sigma_1 \cdot 0 = 0$, todos esos términos desaparecen:

$$\sigma_C^2 = w_1^2 \sigma_1^2 + (1-w_1)^2 \cdot \underbrace{\sigma_f^2}_{=0} + 2 \cdot \underbrace{\mathrm{Cov}_{1,f}}_{=0} w_1 (1-w_1)$$

$$\sigma_C = w_1 \cdot \sigma_1$$

El riesgo del combinado depende de cuánto dinero pongo en el riesgoso ($w_1$) y de cuán riesgoso es ese activo ($\sigma_1$).

Paso 2: Capital Allocation Line (CAL)

Despejando $w_1 = \sigma_C / \sigma_1$ de la ecuación del riesgo y reemplazando en la del retorno:

$$\bar r_C = r_f + \underbrace{\frac{\bar r_1 - r_f}{\sigma_1}}_{\text{Ratio de Sharpe (RS)}} \cdot \sigma_C$$

Esa es la CAL (Capital Allocation Line): una recta en el plano $(\sigma, \bar r)$ con:

  • Ordenada al origen = $r_f$ (cuando todo está en el activo libre de riesgo)
  • Pendiente = Ratio de Sharpe = "precio del riesgo" = retorno extra por cada unidad de riesgo asumida

📈 CAL interactiva

Mové los sliders y observá cómo cambia el Ratio de Sharpe (pendiente). Mientras más empinada la CAL, mejor relación retorno/riesgo.

Paso 3: Comparar dos activos por Sharpe

Si tengo dos activos riesgosos para combinar (uno a la vez) con $r_f$:

$$\frac{\bar r_2 - r_f}{\sigma_2} > \frac{\bar r_1 - r_f}{\sigma_1} \;\Rightarrow\; \text{prefiero el Activo 2}$$

El que tenga mayor Sharpe me da una CAL de mayor pendiente: a igual riesgo, más retorno (o a igual retorno, menos riesgo).

📌 Ejemplo del PDF (Tenaris vs. Apple)
$RS_{TS} = (0{,}10 - 0{,}03)/0{,}10 = \mathbf{0{,}70}$
$RS_{AAPL} = (0{,}05 - 0{,}03)/0{,}04 = \mathbf{0{,}50}$
Conviene combinar TS con $r_f$ porque la CAL es más empinada.

Paso 4: Cartera óptima del inversor (problema subjetivo)

Hasta acá teníamos un menú de combinaciones (la CAL). Ahora hay que elegir una: la que maximice la utilidad del inversor.

Función de utilidad cuadrática (averso al riesgo):

$$U(\bar r_C; \sigma_C^2) = \bar r_C - \tfrac{1}{2} A \sigma_C^2$$

donde $A$ es el grado de aversión al riesgo. Cuanto mayor $A$, más se penaliza el riesgo.

$A$PerfilComentario
$A > 0$AversoEl riesgo le quita utilidad
$A = 0$NeutralSolo le importa el retorno esperado
$A < 0$AmanteLe sumás utilidad por más riesgo

Derivación: condición de primer orden

Reemplazamos $\bar r_C$ y $\sigma_C^2$ en función de $w_1$, derivamos respecto a $w_1$, igualamos a cero:

$$\frac{\partial U}{\partial w_1} = (\bar r_1 - r_f) - A \cdot w_1 \cdot \sigma_1^2 = 0$$

$$\boxed{w_1^{C^*} = \frac{\bar r_1 - r_f}{A \cdot \sigma_1^2}} \quad ; \quad w_f^{C^*} = 1 - w_1^{C^*}$$

Esa es la fórmula central del Mundo 1. Memorizala.

💡 ¿Y si hay un fee? Se descuenta del retorno del activo riesgoso: $\bar r_1^{neto} = \bar r_1 - fee$. Eso baja la pendiente de la CAL (porque el numerador del Sharpe baja) y achica el peso óptimo $w_1^{C^*}$.

📌 Ejemplo numérico completo (Tenaris)

Datos: $\bar r_{TS} = 10\%$, $\sigma_{TS} = 10\%$, $r_f = 3\%$, $A = 5$.

  1. Ratio de Sharpe: $(0{,}10 - 0{,}03)/0{,}10 = 0{,}70$
  2. Ecuación de la CAL: $\bar r_C = 0{,}03 + 0{,}70 \cdot \sigma_C$
  3. Peso óptimo: $w_{TS}^{C^*} = (0{,}10 - 0{,}03)/(5 \cdot 0{,}10^2) = 0{,}07/0{,}05 = 1{,}40 = 140\%$
  4. Peso en libre de riesgo: $w_f^{C^*} = 1 - 1{,}40 = -0{,}40 = -40\%$ (es decir, tomo prestado al r_f y meto todo en TS y un poco más).
  5. Retorno esperado: $\bar r_{C^*} = 1{,}40 \cdot 0{,}10 + (-0{,}40) \cdot 0{,}03 = 0{,}128 = 12{,}8\%$
  6. Riesgo: $\sigma_{C^*} = 1{,}40 \cdot 0{,}10 = 14\%$
  7. Utilidad máxima: $U^{Max} = 0{,}128 - \tfrac{1}{2} \cdot 5 \cdot 0{,}14^2 = 0{,}079$ (7,9%)
Mundo 2

2 activos riesgosos (sin libre de riesgo)

Acá el quid es entender la Frontera de Posibilidades de Inversión y cómo cambia su forma según la correlación. Es la primera vez donde aparece el famoso "efecto diversificación".

Retorno
$\bar r_p = w_1 \bar r_1 + w_2 \bar r_2$
Varianza
$\sigma_p^2 = w_1^2 \sigma_1^2 + w_2^2 \sigma_2^2 + 2 w_1 w_2 \rho \sigma_1 \sigma_2$
Restricción
$w_1 + w_2 = 1$

🎛️ La forma de la FPI cambia según $\rho$

Este es el gráfico más importante de la unidad. Movés el slider y ves cómo se "abre" o "cierra" la frontera:

Cada punto es un portafolio con distintas combinaciones $(w_1, w_2)$. La frontera eficiente es la rama superior (a partir del MVG hacia arriba). Permití short selling: hay puntos con $w$ negativos y $w$ > 100%.

$\rho$FormaDiversificación
+1Línea recta entre los activos❌ No hay (igual a Mundo 1 con dos activos)
(0; 1)Curva ligeramente abierta🟡 Moderada
0Curva más abierta🟢 Buena
(−1; 0)Curva muy abierta🟢 Muy buena
−1Triángulo (dos rectas)✨ Máxima — se puede llegar a $\sigma=0$

Portafolio de Mínima Varianza Global (MVG)

Es el punto más a la izquierda de la FPI: la combinación con menor riesgo posible.

Derivación

Minimizamos $\sigma_p^2$ respecto a $w_1$ (con $w_2 = 1 - w_1$):

$$\min_{w_1} \; w_1^2 \sigma_1^2 + (1-w_1)^2 \sigma_2^2 + 2 w_1 (1-w_1) \mathrm{Cov}_{1,2}$$

Tomamos derivada e igualamos a cero. Tras algebraica (factor común, distributiva), llegamos a:

$$\boxed{w_1^{MV} = \frac{\sigma_2^2 - \mathrm{Cov}_{1,2}}{\sigma_1^2 + \sigma_2^2 - 2\,\mathrm{Cov}_{1,2}}} \quad ; \quad w_2^{MV} = 1 - w_1^{MV}$$

📌 Ejemplo del PDF Activo 1: $\bar r_1 = 15\%$, $\sigma_1 = 20\%$. Activo 2: $\bar r_2 = 9\%$, $\sigma_2 = 8\%$. $\rho = 0{,}6$.
$\mathrm{Cov}_{1,2} = 0{,}6 \cdot 0{,}20 \cdot 0{,}08 = 0{,}0096$
$w_1^{MV} = (0{,}0064 - 0{,}0096)/(0{,}04 + 0{,}0064 - 2 \cdot 0{,}0096) = \mathbf{-11{,}76\%}$ (¡hay short selling!)
$w_2^{MV} = \mathbf{111{,}76\%}$

POPI — Portafolio Óptimo Para el Inversor

Sin un activo libre de riesgo, el inversor elige un punto sobre la frontera eficiente (no sobre una CAL) que maximice su utilidad.

Planteo

$$\max_{w_1} \; U = w_1 \bar r_1 + (1-w_1) \bar r_2 - \tfrac{1}{2} A \cdot \sigma_p^2$$

Derivando, igualando a cero y despejando:

$$w_1^* = \frac{\bar r_1 - \bar r_2 + A (\sigma_2^2 - \mathrm{Cov}_{1,2})}{A (\sigma_1^2 + \sigma_2^2 - 2 \mathrm{Cov}_{1,2})}$$

Comparación clave con el Mundo 1 En Mundo 1 reemplazamos $\bar r_2 \to r_f$ y $\sigma_2 \to 0$ y recuperamos $w_1^* = (\bar r_1 - r_f)/(A \sigma_1^2)$. ¡Es la misma estructura!

Ejemplo del PDF (continúa el de antes con $A=5$)

$w_1^{P^*} = (0{,}15 - 0{,}09 + 5 \cdot (0{,}0064 - 0{,}0096)) / (5 \cdot (0{,}04 + 0{,}0064 - 2 \cdot 0{,}0096)) = \mathbf{32{,}35\%}$

$w_2^{P^*} = 67{,}65\%$  |  $\bar r_{P^*} = 10{,}94\%$  |  $\sigma_{P^*} = 10{,}64\%$  |  $U = 8{,}11\%$

¿Por qué solo trabajamos con 2 activos en Mundo 2?

Es solo un caso pedagógico para ver cómo opera la diversificación con la mínima cantidad de variables. En la realidad uno tiene N activos (es el Mundo 4). Con 2 activos las fórmulas se pueden derivar a mano sin matrices.
Mundo 3

2 activos riesgosos + 1 libre de riesgo

Combinamos los dos mundos anteriores. Aparecen dos problemas separables:

1️⃣ Problema Objetivo

Encontrar el Portafolio Riesgoso Óptimo (PRO o P*): el que maximiza el Ratio de Sharpe (cae sobre la CAL más empinada). No depende del inversor.

2️⃣ Problema Subjetivo

Construir la Cartera Óptima C*: combinar P* con el activo libre de riesgo según el $A$ del inversor. Sí depende del inversor.

✨ Teorema de Separación de Tobin P* es el mismo para todos los inversores. Lo que cambia entre uno y otro es cuánto ponen en P* vs. en F.

Problema Objetivo: encontrar el PRO

Se maximiza el Ratio de Sharpe del portafolio:

$$\max_{w_1} \; S_p = \frac{\bar r_p - r_f}{\sigma_p}$$

Tras varios pasos (regla del cociente, factor común, simplificaciones) la fórmula cerrada para 2 activos riesgosos es:

$$w_1^{P^*} = \frac{(\bar r_1 - r_f)\sigma_2^2 - (\bar r_2 - r_f)\,\mathrm{Cov}_{1,2}}{(\bar r_1 - r_f)\sigma_2^2 + (\bar r_2 - r_f)\sigma_1^2 - (\bar r_1 + \bar r_2 - 2 r_f)\,\mathrm{Cov}_{1,2}}$$

Y luego $w_2^{P^*} = 1 - w_1^{P^*}$. Esto define el portafolio de tangencia de la CAL contra la frontera eficiente.

📊 Frontera + CAL interactiva

Ajustá los parámetros y observá: la CAL siempre se apoya en P*, no en MVG ni en otros puntos.

Problema Subjetivo: encontrar C*

Una vez identificado P*, lo tratamos como si fuera el "Activo 1" del Mundo 1. Aplicamos:

$$w_{P^*}^{C^*} = \frac{\bar r_{P^*} - r_f}{A \cdot \sigma_{P^*}^2} \quad ; \quad w_f^{C^*} = 1 - w_{P^*}^{C^*}$$

📌 Ejemplo TS + AAPL del PDF

Datos: TS ($\bar r=10\%, \sigma=10\%$), AAPL ($\bar r=5\%, \sigma=4\%$), $\rho_{TS,AAPL} = 0{,}7$, $r_f = 3\%$, $A = 5$.

PasoResultado
$w_{TS}^{P^*}$93,33%
$w_{AAPL}^{P^*}$6,67%
$\bar r_{P^*}$9,67%
$\sigma_{P^*}$9,52%
$w_{P^*}^{C^*} = (0{,}0967 - 0{,}03)/(5 \cdot 0{,}0952^2)$147,06%
$w_F^{C^*}$−47,06% (toma prestado a r_f)
Equivalente: $w_{TS}^{C^*}$137,25%
$w_{AAPL}^{C^*}$9,80%
Mundo 4

N activos riesgosos + 1 libre de riesgo

El caso general. Para resolverlo a mano necesitaríamos derivar respecto a cada $w_i$ — eso sería un infierno. La salida es plantearlo en forma matricial.

📐 Setup Vector de retornos $R = [\bar r_1, \dots, \bar r_n]^T$. Matriz $V$ de varianzas y covarianzas $n \times n$. Vector de pesos $W = [w_1, \dots, w_n]^T$.

Derivación matricial del PRO

Maximizamos el Ratio de Sharpe. La derivada igualada a cero genera el sistema:

$$(R_i - R_f) \cdot \sigma_p^2 = (R_p - R_f) \cdot [\text{términos de covarianza}]$$

Reordenando, obtenemos para cada activo $i$:

$$(R_i - R_f) = (W_i)(V \cdot W)$$

En forma compacta, definiendo $R = (R_i - R_f)$, $Z = W_i$ (un vector intermedio):

$$R = Z \cdot V \;\Rightarrow\; Z = R \cdot V^{-1}$$

Una vez obtenido $Z$ (el vector de "pesos sin normalizar"), los pesos del PRO se calculan así:

$$w_i^{PRO} = \frac{Z_i}{\sum_j Z_j}$$

  1. Calcular el vector de excesos de retorno: $R_i - R_f$ para cada activo.
  2. Calcular la matriz $V$ y obtener su inversa $V^{-1}$.
  3. Calcular $Z = R \cdot V^{-1}$ (vector).
  4. Sumar todos los $Z_i$ para obtener el escalar $\sum Z$.
  5. Normalizar: $w_i = Z_i / \sum Z$. Esos son los pesos del PRO.
  6. Calcular $\bar r_{PRO}, \sigma_{PRO}$ con las fórmulas habituales.
  7. Aplicar el problema subjetivo: $w_{PRO}^{C^*} = (\bar r_{PRO} - r_f)/(A \sigma_{PRO}^2)$.

📌 Ejemplo PDF: 3 activos

Activos 1, 2, 3 con $r_f = 5\%$. Datos:

Activo$E[r]$$\sigma$
110%4%
212%10%
318%14%
F5%0%

$V^{-1}$ del enunciado (la mat inversa ya provista):

 1351.10   -102.94   -238.97
 -102.94    141.18    -29.41
 -238.97    -29.41    110.29

Vector R-rf = $[0{,}05;\, 0{,}07;\, 0{,}13]$.

Calcular $Z = R \cdot V^{-1}$, sumar y normalizar produce:

$w_1^{PRO} = 95{,}93\%$, $w_2^{PRO} = 2{,}99\%$, $w_3^{PRO} = 1{,}08\%$, $\bar r_{PRO} = 10{,}15\%$, $\sigma_{PRO} = 4{,}11\%$.

Capital Market Line (CML)

Cuando el "PRO" coincide con el portafolio de mercado (todos invierten en él según Tobin), la CAL pasa a llamarse CML. La diferencia de nombre, no de fórmula:

$$\bar r_C = r_f + \frac{\bar r_M - r_f}{\sigma_M} \cdot \sigma_C$$

Esto se profundiza con CAPM (Unidad 3).

📖 Versión narrada — leé esto ANTES del desarrollo formal

Antes de tirarte el álgebra encima, dejá que te cuente qué estamos haciendo. Si tenés esta historia clara, los 14 pasos del desarrollo se vuelven seguibles. Sin esta historia, son símbolos sueltos.

🎬 Acto 1 — La situación inicial

Tenés 2 acciones (digamos Tenaris y Apple) y un bono libre de riesgo. Querés armar un portafolio. ¿Cómo lo armás?

Sabés intuitivamente que combinar las 3 cosas no se hace de cualquier forma: hay que mezclarlas con cabeza. Markowitz dice "encontrá la mejor mezcla de las dos riesgosas"; Tobin agrega "después combiná esa mezcla con el bono según cuánto riesgo aguantás".

🎬 Acto 2 — La estrategia es separar en 2 problemas

Problema 1 (Objetivo)

"¿Cuál es la mejor mezcla posible de TS + AAPL?" — la que tiene más retorno por unidad de riesgo (mayor Sharpe). Esa mezcla la llamamos P* o PRO. No depende de quién sos — todos los inversores la quieren.

Problema 2 (Subjetivo)

"Una vez que tengo P*, ¿cuánto le pongo? ¿Y cuánto al bono?" — eso sí depende de tu aversión al riesgo ($A$). Si sos cagón, ponés más al bono. Si sos arriesgado, te apalancás (tomás prestado al bono y metés todo en P*).

🎬 Acto 3 — Cómo se resuelve el Problema 1

Querés maximizar el Sharpe = $(\bar r_p - r_f)/\sigma_p$ moviendo el peso $w_1$ entre 0 y 1. ¿Cómo se "maximiza" en matemática? Derivás respecto a la variable, igualás a cero, y despejás. Así de simple.

El problema es que el Sharpe es una división: $f(w_1)/g(w_1)$. Para derivar una división se usa la regla del cociente:

$$\left(\frac{f}{g}\right)' = \frac{f' g - f g'}{g^2}$$

Y esto, igualado a cero, te dice: el numerador es cero (porque $g^2$ no puede ser cero, $\sigma_p$ no es cero). Entonces resolvés $f' g - f g' = 0$ y despejás $w_1$.

🎬 Acto 4 — La parte que asusta es la cadena de sustituciones

Como $g(w_1) = \sigma_p = \sqrt{\text{algo con } w_1}$, derivar $g$ requiere regla de la cadena. Por eso aparece $h'(w_1)/(2\sigma_p)$. Y como ese "algo" es un polinomio de grado 2 en $w_1$, derivarlo da términos largos.

El truco que evita el caos es:

  1. Sustituir $w_2 = 1 - w_1$ desde el principio. Reduce 2 variables a 1.
  2. Reescribir $\bar r_p$ aislando los términos con $w_1$: $\bar r_p = w_1(\bar r_1 - \bar r_2) + \bar r_2$. Hace fácil derivar.
  3. Llamarle "$h$" a $\sigma_p^2$ y "$g$" a $\sigma_p$. Hace legible la regla del cociente.
  4. Distribuir, agrupar, factor común — pura álgebra de secundario.

🎬 Acto 5 — Resultado final

Después de mover los símbolos durante varias páginas, llegás a una fórmula cerrada para $w_1^{P^*}$. Esa fórmula te da los pesos del PRO directamente a partir de los datos del problema ($\bar r_1, \bar r_2, \sigma_1, \sigma_2, \mathrm{Cov}, r_f$).

🎬 Acto 6 — Cómo se resuelve el Problema 2

Ya tenés el PRO. Ahora el inversor combina el PRO con el bono. Pero esto ya lo viste en el Mundo 1: tratás al PRO como si fuera "Activo 1" del Mundo 1 y aplicás la fórmula que ya conocés:

$$w_{PRO}^{C^*} = \frac{\bar r_{PRO} - r_f}{A \cdot \sigma_{PRO}^2}$$

🎯 Si entendés esto, el resto son cuentas Toda la matemática que sigue es solo ejecutar la receta: derivá, igualá a cero, despejá. La estrategia es lo que te tienen que ver claro.

🧠 Glosario rápido para no perderse

SímboloQué esEn palabras
$w_1, w_2$Pesos en activos riesgososCuánto plata pones en cada acción
$w_f$Peso en libre de riesgoCuánto pones en el bono. Si negativo: te endeudás al r_f
$f(w_1)$Numerador del SharpeEl "exceso de retorno" del portafolio: $\bar r_p - r_f$
$g(w_1)$Denominador del SharpeEl desvío del portafolio: $\sigma_p$
$h(w_1)$$g(w_1)^2$La varianza del portafolio: $\sigma_p^2$. Le ponemos nombre porque es lo que está adentro de la raíz
CPOCondición de Primer Orden"Derivada igual a cero" — el famoso requisito de máximo
P* o PROPortafolio Riesgoso ÓptimoLa mejor mezcla posible de los activos riesgosos
C*Cartera óptima del inversorP* combinado con F según el A del cliente
Problema Objetivo

Encontrar el Portafolio Riesgoso Óptimo (PRO o P*)

📍 Punto de partida

Queremos encontrar las proporciones $w_1, w_2$ que maximicen el Ratio de Sharpe del portafolio (es decir, que hagan que la CAL tenga la mayor pendiente posible):

$$\max_{w_i} S_p = \frac{\bar r_p - r_f}{\sigma_p} \quad \text{sujeto a } w_1 + w_2 = 1$$

Donde sabemos:

$$\bar r_p = w_1 \bar r_1 + w_2 \bar r_2$$

$$\sigma_p = \left(w_1^2 \sigma_1^2 + w_2^2 \sigma_2^2 + 2 w_1 w_2 \sigma_{1,2}\right)^{1/2}$$

💡 ¿Por qué maximizar Sharpe y no la utilidad? Porque el PRO no depende del inversor. La pendiente más alta de la CAL define el portafolio que cualquier inversor combinará con el activo libre de riesgo. La utilidad y el grado $A$ entran después, en el Problema Subjetivo.

🪜 Paso 1 — Aplicar la restricción para reducir variables

De $w_1 + w_2 = 1$ despejamos $w_2 = 1 - w_1$. Esto convierte el problema de dos variables en uno de una sola variable ($w_1$).

¿Por qué este paso? Es una restricción de igualdad lineal: lo más sencillo es sustituir directamente. Evitamos usar Lagrange. Una vez sabemos $w_1$, automáticamente sabemos $w_2$.

Reescribir $\bar r_p$ en función de $w_1$:

$$\bar r_p = w_1 \bar r_1 + (1-w_1) \bar r_2$$

Distribuyendo:

$$\bar r_p = w_1 \bar r_1 + \bar r_2 - w_1 \bar r_2$$

Sacando factor común $w_1$:

$$\bar r_p = w_1 (\bar r_1 - \bar r_2) + \bar r_2$$

¿Por qué reorganizamos así? Aislamos lo que depende de $w_1$ de lo que no depende. Cuando derivemos respecto a $w_1$, la parte "$\bar r_2$" tiene derivada cero — eso simplifica el cálculo enormemente.

El numerador del Sharpe queda:

$$f(w_1) = \bar r_p - r_f = w_1 (\bar r_1 - \bar r_2) + \bar r_2 - r_f$$

🪜 Paso 2 — Reescribir $\sigma_p^2$ y nombrar $h(w_1)$

Sustituyendo $w_2 = 1 - w_1$ en la varianza:

$$\sigma_p^2 = w_1^2 \sigma_1^2 + (1-w_1)^2 \sigma_2^2 + 2 w_1 (1-w_1) \sigma_{1,2}$$

Le ponemos un nombre a esta expresión:

$$h(w_1) = w_1^2 \sigma_1^2 + (1-w_1)^2 \sigma_2^2 + 2 w_1 (1-w_1) \sigma_{1,2}$$

Entonces el denominador del Sharpe es:

$$g(w_1) = \sigma_p = \sqrt{h(w_1)}$$

¿Por qué nombramos $h(w_1)$ y $g(w_1)$? Porque vamos a aplicar la regla del cociente más adelante. Tener nombres claros para el numerador y el denominador hace que el álgebra sea legible. Es la diferencia entre seguir el hilo o perderse.

🪜 Paso 3 — Calcular $h'(w_1)$

Necesitamos la derivada del cuadrado del desvío respecto a $w_1$. Vamos por partes:

Parte A: $\dfrac{d}{dw_1}(w_1^2 \sigma_1^2) = 2 w_1 \sigma_1^2$

Regla básica de potencias: $\sigma_1^2$ es constante.

Parte B: $\dfrac{d}{dw_1}\left[(1-w_1)^2 \sigma_2^2\right]$

Aplicamos regla de la cadena. Llamemos $u = 1 - w_1$, entonces $u' = -1$. Y $\frac{d}{du}(u^2) = 2u$. Por la cadena:

$$\frac{d}{dw_1}\left[(1-w_1)^2 \sigma_2^2\right] = 2(1-w_1) \cdot (-1) \cdot \sigma_2^2 = -2(1-w_1)\sigma_2^2$$

⚠️ El truco del −1 Mucha gente pierde el signo aquí. La regla de la cadena obliga a multiplicar por la derivada de "lo de adentro": $(1-w_1)$ derivado es $-1$.

Parte C: $\dfrac{d}{dw_1}\left[2 w_1 (1-w_1) \sigma_{1,2}\right]$

Primero distribuimos:

$$2 w_1 (1-w_1) \sigma_{1,2} = 2 w_1 \sigma_{1,2} - 2 w_1^2 \sigma_{1,2}$$

Ahora derivamos:

$$\frac{d}{dw_1}\left[2 w_1 \sigma_{1,2} - 2 w_1^2 \sigma_{1,2}\right] = 2 \sigma_{1,2} - 4 w_1 \sigma_{1,2}$$

Sumando A + B + C:

$$h'(w_1) = 2 w_1 \sigma_1^2 - 2(1-w_1)\sigma_2^2 + 2 \sigma_{1,2} - 4 w_1 \sigma_{1,2}$$

Distribuyendo el $-2(1-w_1)$:

$$h'(w_1) = 2 w_1 \sigma_1^2 - 2\sigma_2^2 + 2 w_1 \sigma_2^2 + 2 \sigma_{1,2} - 4 w_1 \sigma_{1,2}$$

Agrupando los términos con $w_1$ y los sin $w_1$:

$$h'(w_1) = 2 w_1 (\sigma_1^2 + \sigma_2^2 - 2\sigma_{1,2}) + 2(\sigma_{1,2} - \sigma_2^2)$$

¿Por qué esta agrupación? Porque va a aparecer dentro de la regla del cociente. Tener el factor $w_1$ aislado nos permite despejarlo al final. Toda esta álgebra apunta a un único objetivo: dejar la ecuación con $w_1$ a un lado y el resto al otro.

🪜 Paso 4 — Derivada de la raíz cuadrada (regla de la cadena)

Como $g(w_1) = \sqrt{h(w_1)}$, aplicamos la regla:

$$\frac{d}{dx}\sqrt{u(x)} = \frac{u'(x)}{2\sqrt{u(x)}}$$

Con $u = h(w_1)$:

$$g'(w_1) = \frac{h'(w_1)}{2\sqrt{h(w_1)}} = \frac{h'(w_1)}{2\sigma_p}$$

¿Por qué aparece $\sigma_p$ en el denominador? Porque $\sqrt{h(w_1)}$ es exactamente $\sigma_p$. Reemplazar la raíz por su nombre hace que las cuentas siguientes sean más legibles.

🪜 Paso 5 — Aplicar la regla del cociente al Sharpe

Ahora maximizamos $S_p = \dfrac{f(w_1)}{g(w_1)}$. Recordemos la regla del cociente:

$$\frac{d}{dw_1}\frac{f}{g} = \frac{f' \cdot g - f \cdot g'}{g^2}$$

Condición de Primer Orden (CPO):

Para que sea un máximo, la derivada se iguala a cero:

$$\frac{f' \cdot g - f \cdot g'}{g^2} = 0$$

Como $g^2 \neq 0$ (el desvío del portafolio no es cero), la fracción es cero solo si el numerador es cero:

$$f'(w_1) \cdot g(w_1) - f(w_1) \cdot g'(w_1) = 0$$

📌 ¿Por qué este paso es la "puerta de entrada" al despeje? Convertir una división = 0 en numerador = 0 elimina el denominador. Es un truco recurrente en optimización: cuando lo que buscás es el extremo de un cociente, el denominador no aporta información — solo lo hace el numerador.

🪜 Paso 6 — Sustituir $f$, $f'$, $g$, $g'$

Recopilemos:

  • $f(w_1) = \bar r_p - r_f$ (es lo que está en el numerador del Sharpe)
  • $f'(w_1) = \bar r_1 - \bar r_2$ (derivada del numerador respecto a $w_1$)
  • $g(w_1) = \sigma_p$
  • $g'(w_1) = \dfrac{h'(w_1)}{2\sigma_p}$

Sustituyendo en $f' \cdot g - f \cdot g' = 0$:

$$(\bar r_1 - \bar r_2) \cdot \sigma_p - (\bar r_p - r_f) \cdot \frac{h'(w_1)}{2\sigma_p} = 0$$

Multiplicar todo por $2\sigma_p$ (para sacar la fracción):

$$2(\bar r_1 - \bar r_2) \cdot \sigma_p^2 - (\bar r_p - r_f) \cdot h'(w_1) = 0$$

Pasando al otro lado:

$$2(\bar r_1 - \bar r_2) \cdot \sigma_p^2 = (\bar r_p - r_f) \cdot h'(w_1)$$

¿Por qué multiplicamos por $2\sigma_p$? Para limpiar la fracción del segundo término. La igualdad se mantiene porque multiplicamos a ambos lados (el lado derecho es 0, así que no cambia).

🪜 Paso 7 — Sustituir $h'(w_1)$ y dividir por 2

Reemplazamos $h'(w_1) = 2 w_1 (\sigma_1^2 + \sigma_2^2 - 2\sigma_{1,2}) + 2(\sigma_{1,2} - \sigma_2^2)$:

$$2(\bar r_1 - \bar r_2)\sigma_p^2 = (\bar r_p - r_f)\left[2 w_1 (\sigma_1^2 + \sigma_2^2 - 2\sigma_{1,2}) + 2(\sigma_{1,2} - \sigma_2^2)\right]$$

Dividimos ambos lados por 2:

$$(\bar r_1 - \bar r_2)\sigma_p^2 = (\bar r_p - r_f)\left[w_1 (\sigma_1^2 + \sigma_2^2 - 2\sigma_{1,2}) + (\sigma_{1,2} - \sigma_2^2)\right]$$

¿Por qué dividir por 2? Porque el "2" aparece como factor común a ambos lados. Limpiarlo deja la ecuación más simple sin perder información. Es estética algebraica, pero también ayuda a evitar errores de cuenta.

🪜 Paso 8 — Sustituir $\bar r_p$ y $\sigma_p^2$ y resolver

Acá viene la parte mecánica. Sustituimos:

  • $\bar r_p - r_f = w_1(\bar r_1 - \bar r_2) + \bar r_2 - r_f$
  • $\sigma_p^2 = w_1^2 \sigma_1^2 + (1-w_1)^2 \sigma_2^2 + 2w_1(1-w_1)\sigma_{1,2}$

Tras varias páginas de álgebra (distributivas, agrupar términos en $w_1$, factor común), llegamos al resultado:

$$\boxed{w_1^{P^*} = \frac{(\bar r_1 - r_f)\sigma_2^2 - (\bar r_2 - r_f)\sigma_{1,2}}{(\bar r_1 - r_f)\sigma_2^2 + (\bar r_2 - r_f)\sigma_1^2 - (\bar r_1 + \bar r_2 - 2 r_f)\sigma_{1,2}}}$$

Y por la restricción:

$$w_2^{P^*} = 1 - w_1^{P^*}$$

📌 Pista para el examen No te van a pedir que derives los pasos 8 hacia adelante línea por línea. Lo que sí te van a pedir es:
  • Plantear la maximización del Sharpe (CPO).
  • Aplicar regla del cociente y mostrar que el numerador = 0.
  • Llegar a la ecuación $(R_1 - R_f)\sigma_2^2 - \ldots = 0$.
  • Memorizar la fórmula final del cuadro rojo.

🪜 Paso 9 — Calcular $\bar r_{P^*}$ y $\sigma_{P^*}$

Con los pesos del PRO conocidos, los momentos del portafolio se calculan con las fórmulas estándar:

$$\bar r_{P^*} = w_1^{P^*} \bar r_1 + w_2^{P^*} \bar r_2$$

$$\sigma_{P^*}^2 = (w_1^{P^*})^2 \sigma_1^2 + (w_2^{P^*})^2 \sigma_2^2 + 2 w_1^{P^*} w_2^{P^*} \sigma_{1,2}$$

Estos dos valores son la entrada del Problema Subjetivo.

Problema Subjetivo

Encontrar la Cartera Óptima del Inversor (C*)

🎯 La idea clave

Una vez hallado el PRO, el inversor combina P* con el activo libre de riesgo F. Esto es idéntico al Mundo 1, donde el "activo riesgoso" ahora es P*.

✨ Truco mental Pensá al PRO como "Activo 1" del Mundo 1. Toda la lógica se reutiliza. Por eso el Teorema de Tobin es tan potente: separa el problema en dos etapas.

🪜 Paso 1 — Plantear la utilidad

Función de utilidad del inversor (averso al riesgo):

$$\max_{w_{P^*}} U(\bar r_C, \sigma_C^2) = \bar r_C - \frac{1}{2} A \sigma_C^2$$

Donde, combinando P* con F:

  • $\bar r_C = w_{P^*} \bar r_{P^*} + (1 - w_{P^*}) r_f$
  • $\sigma_C^2 = (w_{P^*})^2 \sigma_{P^*}^2$   (porque $\sigma_F = 0$ y $\mathrm{Cov}_{P^*,F} = 0$)

🪜 Paso 2 — Sustituir en la utilidad

$$U = w_{P^*} \bar r_{P^*} + (1 - w_{P^*}) r_f - \frac{1}{2} A (w_{P^*})^2 \sigma_{P^*}^2$$

Distribuyendo el $r_f$:

$$U = w_{P^*} \bar r_{P^*} + r_f - w_{P^*} r_f - \frac{1}{2} A (w_{P^*})^2 \sigma_{P^*}^2$$

Agrupando los términos con $w_{P^*}$:

$$U = w_{P^*}(\bar r_{P^*} - r_f) + r_f - \frac{1}{2} A (w_{P^*})^2 \sigma_{P^*}^2$$

¿Por qué reagrupar así? Porque cuando derivemos, el término "$r_f$" tiene derivada cero (no depende de $w_{P^*}$) y desaparece. Y el primer término se vuelve simplemente "$\bar r_{P^*} - r_f$".

🪜 Paso 3 — Condición de Primer Orden

Derivamos respecto a $w_{P^*}$ e igualamos a cero:

$$\frac{\partial U}{\partial w_{P^*}} = (\bar r_{P^*} - r_f) - A \cdot w_{P^*} \cdot \sigma_{P^*}^2 = 0$$

Detalle de cada derivada:

  • $\dfrac{d}{dw_{P^*}}\left[w_{P^*}(\bar r_{P^*} - r_f)\right] = \bar r_{P^*} - r_f$  (constante)
  • $\dfrac{d}{dw_{P^*}}[r_f] = 0$
  • $\dfrac{d}{dw_{P^*}}\left[\frac{1}{2}A(w_{P^*})^2 \sigma_{P^*}^2\right] = A \cdot w_{P^*} \cdot \sigma_{P^*}^2$  (regla de potencia, el ½ se cancela con el 2)

🪜 Paso 4 — Despejar $w_{P^*}$

De la CPO:

$$\bar r_{P^*} - r_f = A \cdot w_{P^*} \cdot \sigma_{P^*}^2$$

Resolviendo:

$$\boxed{w_{P^*}^{C^*} = \frac{\bar r_{P^*} - r_f}{A \cdot \sigma_{P^*}^2}} \quad ; \quad w_F^{C^*} = 1 - w_{P^*}^{C^*}$$

🪜 Paso 5 — Calcular momentos y utilidad de C*

Con $w_{P^*}^{C^*}$ y $w_F^{C^*}$ obtenidos, calculamos:

$$\bar r_{C^*} = w_{P^*}^{C^*} \cdot \bar r_{P^*} + w_F^{C^*} \cdot r_f$$

$$\sigma_{C^*} = w_{P^*}^{C^*} \cdot \sigma_{P^*}$$

$$U^{Max} = \bar r_{C^*} - \frac{1}{2} A \sigma_{C^*}^2$$

🪜 Paso 6 — Pesos en cada activo riesgoso individual

Como C* tiene una proporción $w_{P^*}^{C^*}$ en el portafolio P*, y P* a su vez tiene $w_1^{P^*}$ en activo 1 y $w_2^{P^*}$ en activo 2, se compone:

$$w_1^{C^*} = w_{P^*}^{C^*} \cdot w_1^{P^*}$$

$$w_2^{C^*} = w_{P^*}^{C^*} \cdot w_2^{P^*}$$

Y la suma debe dar:

$$w_1^{C^*} + w_2^{C^*} + w_F^{C^*} = 1$$

🧪 Verificación con el ejemplo TS + AAPL del PDF

Datos: $\bar r_{TS}=10\%, \sigma_{TS}=10\%, \bar r_{AAPL}=5\%, \sigma_{AAPL}=4\%, \rho=0{,}7, r_f=3\%, A=5$.

Cov:

$\sigma_{TS,AAPL} = 0{,}7 \times 0{,}10 \times 0{,}04 = 0{,}0028$

PRO:

Numerador: $(0{,}10-0{,}03) \cdot 0{,}0016 - (0{,}05-0{,}03) \cdot 0{,}0028 = 0{,}000112 - 0{,}000056 = 0{,}000056$

Denominador: $(0{,}10-0{,}03) \cdot 0{,}0016 + (0{,}05-0{,}03) \cdot 0{,}01 - (0{,}10+0{,}05-0{,}06) \cdot 0{,}0028 = 0{,}000112 + 0{,}0002 - 0{,}000252 = 0{,}00006$

$w_{TS}^{P^*} = 0{,}000056 / 0{,}00006 \approx 0{,}9333 = 93{,}33\%$ ✅

$w_{AAPL}^{P^*} = 6{,}67\%$, $\bar r_{P^*} = 9{,}67\%$, $\sigma_{P^*} = 9{,}52\%$.

Cartera óptima:

$w_{P^*}^{C^*} = (0{,}0967 - 0{,}03)/(5 \cdot 0{,}0952^2) = 0{,}0667 / 0{,}04531 \approx 1{,}4706 = 147{,}06\%$ ✅

$w_F^{C^*} = -47{,}06\%$ (toma prestado a $r_f$)

Pesos individuales: $w_{TS}^{C^*} = 1{,}4706 \cdot 0{,}9333 = 137{,}25\%$, $w_{AAPL}^{C^*} = 1{,}4706 \cdot 0{,}0667 = 9{,}80\%$ ✅

$\bar r_{C^*} = 12{,}8\%$, $\sigma_{C^*} = 14\%$, $U^{Max} = 0{,}079$.

🧠 Resumen visual de los 14 pasos

  1. Plantear maximización del Sharpe sujeto a $\sum w_i = 1$.
  2. Sustituir $w_2 = 1-w_1$ y reescribir $\bar r_p = w_1(\bar r_1 - \bar r_2) + \bar r_2$.
  3. Definir $h(w_1) = \sigma_p^2$ y $g(w_1) = \sqrt{h(w_1)} = \sigma_p$.
  4. Derivar $h(w_1)$ por partes (potencia + cadena + distributiva).
  5. Aplicar regla de la cadena para $g'(w_1) = h'(w_1)/(2\sigma_p)$.
  6. Aplicar regla del cociente al Sharpe.
  7. Igualar la derivada a cero (CPO). El denominador no aporta — el numerador sí.
  8. Multiplicar por $2\sigma_p$ y dividir por 2 para limpiar.
  9. Sustituir $\bar r_p$ y $\sigma_p^2$ y operar algebraicamente hasta despejar $w_1$.
  10. Obtener fórmula cerrada del PRO.
  11. Calcular $\bar r_{P^*}$ y $\sigma_{P^*}$.
  12. Plantear el problema subjetivo: $\max U = \bar r_C - \tfrac{1}{2}A\sigma_C^2$.
  13. Derivar e igualar a cero, despejar $w_{P^*}^{C^*}$.
  14. Calcular pesos individuales en cada activo y la utilidad final.
🎯 Si te toman este desarrollo en el parcial Lo más probable es que te pidan los pasos 1 a 7 con detalle (es la parte conceptual: aplicación de regla del cociente y CPO) y que llegues a una expresión donde se vea cómo despejar $w_1$. La fórmula final del paso 8 te conviene tenerla memorizada para verificar tu resultado.

U1 Actividad en clase — INGE S.A. (Short selling)

Caso INGE — 1.000 acciones a $100, garantía 50%, mantenimiento 30%

📋 Datos

  • Acciones a vender en corto: 1.000
  • Precio inicial: $100 ⇒ monto total: $100.000
  • Garantía inicial (aforo): 50%
  • Margen de mantenimiento: 30%

1) Requisito de margen y significado

$$\text{Garantía} = 50\% \times \$100.000 = \$50.000$$

Significado: es la garantía que el broker exige para cubrirse de un movimiento adverso (que el precio suba mucho y deba liquidar tu posición). Se puede entregar en efectivo o en valores negociables.

2) Tabla de cuenta inicial

Activos$Pasivos + Patrimonio$
Caja (de la venta short)100.000Acciones a devolver (1.000 × $100)100.000
Garantía en valores50.000Patrimonio (Capital propio)50.000
Total activos150.000Total P+PN150.000

3) Beneficio si el precio cae a $70

  1. Compro 1.000 acciones a $70 ⇒ pago $70.000.
  2. Devuelvo las 1.000 acciones al broker (que las devuelve al cliente original).
  3. Recupero los $50.000 de garantía.
  4. Ganancia neta: $100.000 (recibido al vender) − $70.000 (pagado al recomprar) = $30.000.

Por qué gana plata: el shortista vende caro y compra barato — exactamente al revés que un long. El precio bajó de $100 a $70, así que cierra la "deuda en acciones" comprando más barato.

4) Margin call con mantenimiento del 30%

El margin call salta cuando el patrimonio cae al porcentaje de mantenimiento sobre el valor actual de la deuda en acciones:

$$\frac{\text{Patrimonio}}{\text{Deuda actual}} = 0{,}30$$

$$\frac{(100.000 + 50.000) - 1.000 P}{1.000 P} = 0{,}30$$

Despejando:

$$150.000 - 1.000 P = 300 P$$

$$150.000 = 1.300 P \Rightarrow \boxed{P = \$115{,}38}$$

Cuando el precio sube a $115,38, el broker llama al inversor para reponer garantía o cerrar la posición.

5) Si el mantenimiento fuera 40%

$$\frac{150.000 - 1.000 P}{1.000 P} = 0{,}40 \Rightarrow 150.000 = 1.400 P \Rightarrow \boxed{P = \$107{,}14}$$

Interpretación: con un mantenimiento más alto (más exigente), el margin call sucede a un precio más bajo. Es decir, le dan menos margen al inversor antes de cortarlo. Por eso al shortista le conviene un mantenimiento bajo.

6) Si el precio sube a $120 — ¿cuántas acciones devolver sin reponer garantía?

Con precio $120 y deuda original de 1.000 acciones, el valor de la deuda es $120.000. Si liquido $X$ acciones (las recompro y devuelvo), la deuda queda en $1.000 - X$ acciones a $120 = (1.000 - X) \cdot 120$.

El monto cobrado al inicio era $100.000. Pago $X \cdot 120$ ahora por las acciones que devuelvo. La caja queda en $100.000 - 120X$.

Patrimonio = (caja + garantía) − deuda restante = $(100.000 - 120X + 50.000) - (1.000 - X) \cdot 120 = 150.000 - 120X - 120.000 + 120X = 30.000$.

Ratio de mantenimiento = $30.000 / [(1.000 - X) \cdot 120] = 0{,}30$:

$$30.000 = 0{,}30 \cdot 120 \cdot (1.000 - X) = 36(1.000 - X)$$

$$833{,}33 = 1.000 - X \Rightarrow \boxed{X = 166{,}67 \approx 167 \text{ acciones}}$$

Por qué: al liquidar parcialmente, reduzco la deuda y por ende el ratio mantenimiento se restablece sin tener que aportar dinero nuevo.

U2-I Rentabilidad, riesgo y función de utilidad

Ej. 1 — 4 activos: 3 dependen del mercado, 1 del clima

📋 Datos

Cond. mercadoProbA1A2A3
Buenas25%16%4%20%
Promedio50%12%6%14%
Malas25%8%8%8%

Activo 4 (clima, independiente del mercado): {Bueno 1/3 → 16%, Medio 1/3 → 12%, Malo 1/3 → 8%}.

a) Rentabilidad esperada y riesgo

Activo 1: $\bar r_1 = 0{,}25 \cdot 16 + 0{,}50 \cdot 12 + 0{,}25 \cdot 8 = \mathbf{12\%}$

$\sigma_1^2 = 0{,}25(16-12)^2 + 0{,}50(12-12)^2 + 0{,}25(8-12)^2 = 4 + 0 + 4 = 8 \Rightarrow \sigma_1 = \mathbf{2{,}8284\%}$

Activo 2: $\bar r_2 = 0{,}25 \cdot 4 + 0{,}50 \cdot 6 + 0{,}25 \cdot 8 = \mathbf{6\%}$, $\sigma_2 = \mathbf{1{,}4142\%}$

Activo 3: $\bar r_3 = \mathbf{14\%}$, $\sigma_3 = \mathbf{4{,}2426\%}$

Activo 4: $\bar r_4 = \mathbf{12\%}$, $\sigma_4 = \mathbf{3{,}2660\%}$

b) Covarianzas y correlaciones

$\sigma_{1,2} = \sum p_i (r_{1,i} - \bar r_1)(r_{2,i} - \bar r_2)$

$= 0{,}25 \cdot 4 \cdot (-2) + 0{,}50 \cdot 0 \cdot 0 + 0{,}25 \cdot (-4) \cdot 2 = -2 - 2 = \mathbf{-0{,}0004}$ (en decimal)

$\rho_{1,2} = \sigma_{1,2}/(\sigma_1 \sigma_2) = -0{,}0004 / (0{,}028 \cdot 0{,}014) = \mathbf{-1}$ (perfecta inversa)

Análogamente: $\sigma_{1,3} = 0{,}0012$, $\rho_{1,3} = \mathbf{+1}$. $\sigma_{2,3} = -0{,}0006$, $\rho_{2,3} = \mathbf{-1}$.

El Activo 4 está incorrelacionado con todos (estados independientes): $\sigma_{i,4} = 0$, $\rho_{i,4} = 0$ para $i = 1, 2, 3$.

c) Tres portafolios

P1 (25% en cada uno): $\bar r = 0{,}25(12 + 6 + 14 + 12) = \mathbf{11\%}$; $\sigma_{P1} = \mathbf{1{,}6330\%}$.

P2 (25/50/25 en A1/A2/A3): $\bar r = \mathbf{9{,}5\%}$, $\sigma_{P2} = \mathbf{1{,}0607\%}$ (¡menor que cualquier activo individual gracias a las correlaciones!).

P3 (35% A2 + 65% A4): $\bar r = \mathbf{9{,}9\%}$, $\sigma_{P3} = \mathbf{2{,}1798\%}$.

💡 Lección Mirá P2: tiene menor riesgo que cualquier activo individual. Eso es diversificación pura porque hay activos con $\rho = -1$ entre sí.
Ej. 2 — Rentabilidad con dividendos, discreto vs. continuo

📋 Datos (precios fin-de-mes y dividendos)

MesPrecioDiv$r$ discreto$r$ continuo
057,75
159,8753,6797%3,6136%
259,3750,7250,3758%0,3751%
355,5−6,5263%−6,7490%
456,251,3514%1,3423%
5590,7256,1778%5,9945%
660,252,1186%2,0965%

a) Fórmulas

Discreto: $r_t = (P_t + Div_t)/P_{t-1} - 1$. Continuo: $r_t = \ln[(P_t + Div_t)/P_{t-1}]$.

b) Promedios mensuales

Aritmético discreto: $(3{,}6797 + 0{,}3758 + (-6{,}5263) + 1{,}3514 + 6{,}1778 + 2{,}1186)/6 = \mathbf{1{,}1962\%}$

Geométrico discreto: $(1{,}036797 \cdot 1{,}003758 \cdot 0{,}934737 \cdot 1{,}013514 \cdot 1{,}061778 \cdot 1{,}021186)^{1/6} - 1$
$= 1{,}069007^{1/6} - 1 = \mathbf{1{,}1184\%}$

Continuo: $(\sum r_t^{cont})/6 = 0{,}066730 / 6 = \mathbf{1{,}1122\%}$

¿Cuál es representativo?

El geométrico y el continuo son representativos: si capitalizo el promedio durante 6 meses obtengo el monto total verdadero. El aritmético sobreestima por la asimetría de las pérdidas (perder 50% requiere ganar 100% para volver al inicio).

¿Por qué se prefiere el continuo? Porque los retornos continuos se suman al agregar períodos: $r_{0,T}^{cont} = r_1^{cont} + r_2^{cont} + \ldots$. Operaciones aritméticas básicas, sin exponentes ni raíces. En finanzas cuantitativas es estándar.
Ej. 3 — Selección de activo según $A$

📋 Datos

4 activos con $E[r]$ y $\sigma$ dados. Función de utilidad: $U = E[r] - \frac{1}{2}A\sigma^2$.

Cálculo de utilidades para 3 valores de $A$:

Act.$E[r]$$\sigma$U(A=4)U(A=0)U(A=−2)
10,120,200,04000,12000,1600
20,220,250,09500,22000,2825
30,210,150,16500,21000,2325
40,240,200,16000,24000,2800

Ejemplo de cálculo (Activo 3, A=4):

$U = 0{,}21 - \frac{1}{2}(4)(0{,}15)^2 = 0{,}21 - 0{,}045 = 0{,}1650$ ✓

Decisiones

a) A = 4 (averso): elige Activo 3 (U = 0,1650 es la más alta). Tiene buena rentabilidad y poco riesgo (15%).

b) Neutral (A = 0): elige Activo 4 (mayor $E[r] = 24\%$). Al neutral solo le importa el retorno esperado.

c) Amante (A = −2): elige Activo 2. Como $A < 0$, el riesgo le suma utilidad. El A2 con $\sigma=25\%$ y $E[r]=22\%$ aporta más utilidad que los demás.

U2-II Mundo 1 — 1 activo riesgoso + libre de riesgo

Ej. 1 — Demostrar que la combinación R + F es lineal (CAL)

Demostración (vista en clase)

Combinamos un activo riesgoso (1) con uno libre de riesgo (F). Sea $w_1$ la proporción en el riesgoso y $w_f = 1 - w_1$.

Retorno y riesgo

$\bar r_C = w_1 \bar r_1 + (1-w_1) r_f = r_f + w_1(\bar r_1 - r_f)$

$\sigma_C^2 = w_1^2 \sigma_1^2$ (ya que $\sigma_F = 0$ y $\mathrm{Cov}_{1,F} = 0$)

$\sigma_C = w_1 \sigma_1 \Rightarrow w_1 = \sigma_C / \sigma_1$

Sustituyendo $w_1$ en la ecuación del retorno:

$$\bar r_C = r_f + \frac{\bar r_1 - r_f}{\sigma_1} \cdot \sigma_C$$

Esa es la ecuación de una recta en el plano $(\sigma, \bar r)$:

  • Ordenada al origen: $r_f$
  • Pendiente (Ratio de Sharpe): $(\bar r_1 - r_f)/\sigma_1$

Importancia de la pendiente

Es el "precio del riesgo": cuánto retorno extra obtengo por cada unidad de riesgo asumida. Cuanto más empinada, mejor relación retorno/riesgo. Es lo que un inversor maximiza al elegir entre activos riesgosos.

Ej. 2 — Ranking de fondos según Sharpe (no según rentabilidad bruta)

📋 Datos ($r_f = 5\%$)

Ranking publicadoFondoRent.Volat.
1ZZZ22,0%35,0%
2YYY17,5%29,0%
3XXX16,0%22,0%

Cálculo de Sharpe (Reward-to-Volatility)

$S_{ZZZ} = (22 - 5)/35 = \mathbf{0{,}4857}$

$S_{YYY} = (17{,}5 - 5)/29 = \mathbf{0{,}4310}$

$S_{XXX} = (16 - 5)/22 = \mathbf{0{,}5000}$

Ranking correcto

  1. XXX (S = 0,5000) — más retorno por unidad de riesgo
  2. ZZZ (S = 0,4857)
  3. YYY (S = 0,4310)
📌 Conclusión El ranking original ordenaba solo por rentabilidad bruta — eso premia al que toma más riesgo. El correcto premia eficiencia en la toma de riesgo (Sharpe).
Ej. 3 — $E[r]=20\%$, $\sigma=20\%$, $r_f=7\%$, comparar A=4 y A=8

Fórmula a aplicar

$$w_{R}^{C^*} = \frac{\bar r_R - r_f}{A \sigma_R^2} = \frac{0{,}20 - 0{,}07}{A \cdot 0{,}20^2} = \frac{0{,}13}{0{,}04 A}$$

A = 4 (más averso al riesgo)

$w_R = 0{,}13 / 0{,}16 = \mathbf{0{,}8125 = 81{,}25\%}$

$w_F = 1 - 0{,}8125 = \mathbf{18{,}75\%}$

A = 8 (mucho más averso)

$w_R = 0{,}13 / 0{,}32 = \mathbf{0{,}4063 = 40{,}63\%}$

$w_F = 1 - 0{,}4063 = \mathbf{59{,}37\%}$

💡 Lectura El más averso pone menos en el riesgoso (40,63%) y más en F (59,37%). Es decir, $A$ y $w_R$ son inversamente proporcionales: a mayor aversión, menor exposición al riesgo.
Ej. 4 — Tres activos: 2 riesgosos y 1 libre — comparar 5 alternativas

📋 Datos

Activo$E[r]$VAR-COV
110,1%0,02100,00600,0000
27,8%0,00600,00900,0000
F5,0%0,00000,00000,0000

a) 50% en cada riesgoso

$\bar r_p = 0{,}5(10{,}1) + 0{,}5(7{,}8) = \mathbf{8{,}95\%}$

$\sigma_p^2 = 0{,}25(0{,}021) + 0{,}25(0{,}009) + 2(0{,}5)(0{,}5)(0{,}006) = 0{,}00525 + 0{,}00225 + 0{,}003 = 0{,}0105$

$\sigma_p = \mathbf{10{,}25\%}$

b) 25% F + 37,5% A1 + 37,5% A2

$\bar r_C = 0{,}25(5) + 0{,}375(10{,}1) + 0{,}375(7{,}8) = 1{,}25 + 3{,}79 + 2{,}93 = \mathbf{7{,}96\%}$

$\sigma_C^2 = (0{,}375)^2(0{,}021) + (0{,}375)^2(0{,}009) + 2(0{,}375)^2(0{,}006) = 0{,}00591$

$\sigma_C = \mathbf{7{,}69\%}$

c) Sólo combinar UN riesgoso con F (A=2)

Sharpe de A1: $(10{,}1-5)/14{,}49 = \mathbf{0{,}3519}$

Sharpe de A2: $(7{,}8-5)/9{,}49 = \mathbf{0{,}2951}$

Elijo A1 (mayor Sharpe).

$w_1^{C^*} = (0{,}101 - 0{,}05)/(2 \cdot 0{,}021) = 0{,}051/0{,}042 = \mathbf{1{,}2143 = 121{,}43\%}$

$w_F = -21{,}43\%$ (toma prestado a $r_f$). $\bar r_C = 11{,}19\%$, $\sigma_C = 17{,}60\%$, $U = 0{,}0809$.

d) Sólo con A2 + F, mismo retorno (11,19%)

$w_2 = (11{,}19 - 5)/(7{,}8 - 5) = 6{,}19/2{,}8 = \mathbf{2{,}2117 = 221{,}17\%}$

$w_F = -121{,}17\%$ (mucho más apalancamiento). $\sigma_C = 2{,}2117 \cdot 9{,}49 = \mathbf{20{,}97\%}$, $U = 0{,}0679$ (peor que c).

e) Sólo con A2 + F, mismo riesgo (17,60%)

$w_2 = 17{,}60/9{,}49 = \mathbf{1{,}8552 = 185{,}52\%}$

$\bar r_C = 1{,}8552(7{,}8) + (-0{,}8552)(5) = 14{,}47 - 4{,}28 = \mathbf{10{,}19\%}$, $U = 0{,}0709$.

📌 Moraleja Combinar A1 con F es mejor que combinar A2 con F porque $S_1 > S_2$. La CAL del A1 es más empinada: a igual riesgo da más retorno (o a igual retorno, menos riesgo).
Ej. 5 — Fondo (11%, 15%) vs. S&P (13%, 25%), $r_f = 5\%$

a) Cliente quiere $\bar r_C = 8\%$

$8 = w_P(11) + (1 - w_P)(5) \Rightarrow 8 = 11 w_P + 5 - 5 w_P \Rightarrow 3 = 6 w_P$

$w_P = \mathbf{50\%}$, $w_F = \mathbf{50\%}$

b) Desvío del cliente

$\sigma_C = 0{,}50 \cdot 15 = \mathbf{7{,}50\%}$

c) ¿Cuál cliente es más averso?

El primero acepta $\sigma=7{,}5\%$ por $\bar r=8\%$. El segundo acepta hasta $\sigma=12\%$ con $\bar r$ mayor. El primero es más averso — toma menos riesgo en la misma CAL.

e) Rango de A para 100% en el riesgoso

Aplicamos $w = 1$ en $w = (\bar r - r_f)/(A \sigma^2) = 1$:

S&P: $A_{S\&P} = (13-5)/(25^2 \cdot 0{,}01) = 8/6{,}25 = \mathbf{1{,}28}$

Fondo: $A_{Fondo} = (11-5)/(15^2 \cdot 0{,}01) = 6/2{,}25 = \mathbf{2{,}6667}$

Para inversores con $A$ menor a esos valores, conviene ir apalancado; para mayores, hay que poner una parte en F.

f) Máximo fee del fondo

El fee no debe hacer que el Sharpe del fondo caiga por debajo del Sharpe del S&P:

$S_{S\&P} = (13-5)/25 = 0{,}32$

$\frac{(11 - fee) - 5}{15} = 0{,}32 \Rightarrow 6 - fee = 4{,}80 \Rightarrow \mathbf{fee = 1{,}20\%}$

Ej. 6 — Fondo (18%, 28%), T-bill 8%, composición 25%/32%/43% en A/B/C

a) Cliente 70% fondo + 30% F

$\bar r = 0{,}7(18) + 0{,}3(8) = 12{,}6 + 2{,}4 = \mathbf{15\%}$

$\sigma = 0{,}7 \cdot 28 = \mathbf{19{,}6\%}$

b) Pesos en cada activo del cliente

Como tiene 70% en el fondo y dentro del fondo 25/32/43% en A/B/C:

$w_A = 0{,}70 \cdot 0{,}25 = \mathbf{17{,}50\%}$

$w_B = 0{,}70 \cdot 0{,}32 = \mathbf{22{,}40\%}$

$w_C = 0{,}70 \cdot 0{,}43 = \mathbf{30{,}10\%}$

$w_F = \mathbf{30\%}$

c) Sharpe del cliente y del fondo

$S_{cliente} = (15 - 8)/19{,}6 = \mathbf{0{,}3571}$

$S_{fondo} = (18 - 8)/28 = \mathbf{0{,}3571}$

Son iguales: el cliente está sobre la misma CAL que el fondo. Combinar con F no cambia el Sharpe.

d) Cliente quiere $\bar r = 16\%$

$16 = 18 w_P + 8(1 - w_P) \Rightarrow 8 = 10 w_P \Rightarrow w_P = \mathbf{80\%}$, $w_F = 20\%$.

$w_A = 0{,}8 \cdot 0{,}25 = 20\%$, $w_B = 25{,}60\%$, $w_C = 34{,}40\%$. $\sigma_C = 0{,}8 \cdot 28 = 22{,}4\%$.

e) Cliente quiere $\sigma \le 18\%$

$w_P = 18/28 = \mathbf{64{,}29\%}$, $w_F = \mathbf{35{,}71\%}$

$\bar r = 0{,}6429(18) + 0{,}3571(8) = \mathbf{14{,}43\%}$

f) Cliente con A = 3,5 (cartera óptima)

$w_P = (18 - 8)/(3{,}5 \cdot 28^2 \cdot 0{,}01) = 10/27{,}44 = \mathbf{36{,}44\%}$

$w_F = \mathbf{63{,}54\%}$, $\bar r = 11{,}64\%$, $\sigma = 10{,}20\%$.

h) ¿Conviene fondo activo o S&P (13%, 25%)?

$S_{S\&P} = (13-8)/25 = 0{,}2000$. $S_{fondo} = 0{,}3571$.

El fondo tiene mayor Sharpe ⇒ conviene el fondo: misma rentabilidad con menor riesgo (o más rentabilidad con el mismo riesgo).

i) Máximo fee del fondo (cobrarle al cliente)

$\frac{(18 - fee) - 8}{28} = 0{,}2000 \Rightarrow 10 - fee = 5{,}60 \Rightarrow \mathbf{fee = 4{,}40\%}$.

j) Cliente A=3,5 con fondo pasivo S&P

$w_{S\&P} = (13 - 8)/(3{,}5 \cdot 25^2 \cdot 0{,}01) = 5/21{,}875 = \mathbf{22{,}86\%}$

$w_F = 77{,}14\%$, $\bar r = 9{,}14\%$, $\sigma = 5{,}72\%$.

U2-III Mundo 2 — 2 activos riesgosos

Ej. 1 — Derivar la fórmula del MVG (visto en clase)

Planteo

Minimizar $\sigma_p^2 = w_1^2\sigma_1^2 + (1-w_1)^2\sigma_2^2 + 2w_1(1-w_1)\mathrm{Cov}_{1,2}$

Distributiva en el último término:

$\sigma_p^2 = w_1^2\sigma_1^2 + (1-w_1)^2\sigma_2^2 + 2\mathrm{Cov}_{1,2} w_1 - 2\mathrm{Cov}_{1,2} w_1^2$

Derivar respecto a $w_1$ (CPO):

$2 w_1 \sigma_1^2 - 2(1-w_1)\sigma_2^2 + 2\mathrm{Cov}_{1,2} - 4 w_1 \mathrm{Cov}_{1,2} = 0$

(la $-1$ del (1-w_1) sale por regla de la cadena)

Dividir por 2 y agrupar:

$w_1\sigma_1^2 + w_1\sigma_2^2 - \sigma_2^2 + \mathrm{Cov}_{1,2} - 2 w_1 \mathrm{Cov}_{1,2} = 0$

Factor común $w_1$:

$w_1(\sigma_1^2 + \sigma_2^2 - 2\mathrm{Cov}_{1,2}) = \sigma_2^2 - \mathrm{Cov}_{1,2}$

Despejando:

$$w_1^{MVG} = \frac{\sigma_2^2 - \mathrm{Cov}_{1,2}}{\sigma_1^2 + \sigma_2^2 - 2\mathrm{Cov}_{1,2}}$$

$w_2^{MVG} = 1 - w_1^{MVG}$

Ej. 2 — V/F: el riesgo del portafolio nunca es menor al menor desvío individual

Respuesta: FALSO

Justificación: si $\rho < 1$ entre los dos activos, hay efecto diversificación y el portafolio puede tener un riesgo menor al de cada activo individual.

Caso extremo: con $\rho = -1$, se puede conseguir un portafolio con $\sigma = 0$ eligiendo $w_1 = \sigma_2/(\sigma_1 + \sigma_2)$.

Solo cuando $\rho = +1$ el riesgo del portafolio es la suma producto ponderada y nunca está por debajo del menor.

Ej. 3 — V/F: con restricción a short, $\bar r_p$ no excede el mayor $\bar r_i$

Respuesta: VERDADERO

Sin short selling, $0 \le w_i \le 1$ y la rentabilidad del portafolio es promedio ponderado de los retornos: $\bar r_p = w_1 \bar r_1 + w_2 \bar r_2$. Por ser promedio ponderado convexo, está acotado entre el mínimo y el máximo de los retornos individuales.

Solo permitiendo short ($w_i < 0$ o $w_i > 1$) podríamos generar retornos por encima del más alto.

Ej. 4 — FA (20%, 30%), FBC (12%, 15%), FTB (8%, 0%), $\rho = 0{,}10$

📋 Datos

  • FA: $\bar r = 20\%$, $\sigma = 30\%$
  • FBC: $\bar r = 12\%$, $\sigma = 15\%$
  • FTB (libre de riesgo): $\bar r = 8\%$
  • $\rho_{FA, FBC} = 0{,}10$

Cálculo de Cov

$\mathrm{Cov}_{FA,FBC} = 0{,}10 \cdot 0{,}30 \cdot 0{,}15 = 0{,}0045$

a) Portafolio de Mínima Varianza (FA + FBC)

$w_{FA}^{MVG} = \dfrac{0{,}15^2 - 0{,}0045}{0{,}30^2 + 0{,}15^2 - 2(0{,}0045)} = \dfrac{0{,}0225 - 0{,}0045}{0{,}09 + 0{,}0225 - 0{,}009} = \dfrac{0{,}018}{0{,}1035}$

$w_{FA}^{MVG} = \mathbf{0{,}1739 = 17{,}39\%}$

$w_{FBC}^{MVG} = \mathbf{82{,}61\%}$

Retorno y riesgo del MVG

$\bar r_{MVG} = 0{,}1739(20) + 0{,}8261(12) = 3{,}478 + 9{,}913 = \mathbf{13{,}39\%}$

$\sigma_{MVG}^2 = (0{,}1739)^2(0{,}09) + (0{,}8261)^2(0{,}0225) + 2(0{,}1739)(0{,}8261)(0{,}0045)$

$= 0{,}00272 + 0{,}01536 + 0{,}00129 = 0{,}01938 \Rightarrow \sigma_{MVG} = \mathbf{13{,}92\%}$

b) Tabular el conjunto de oportunidades

Variando $w_{FA}$ entre −0,5 y 1,5 (con $w_{FBC} = 1 - w_{FA}$):

$w_{FA}$$\bar r_p$$\sigma_p$
0,0012,00%15,00%
0,1739 (MVG)13,39%13,92%
0,5016,00%17,30%
1,0020,00%30,00%

El gráfico interactivo de la pestaña Mundo 2 permite visualizarlo.

U2-IV Mundo 3 — 2 activos riesgosos + libre de riesgo

Ej. 1 — V/F: el PRO no depende del inversor

Respuesta: VERDADERO

El PRO es el portafolio que maximiza el Ratio de Sharpe. Esa optimización no involucra ni $A$ ni la utilidad del inversor — solo los retornos esperados, las varianzas y las covarianzas (datos objetivos del mercado).

Lo que sí depende del inversor es cuánto pone en el PRO vs. en el activo libre de riesgo (problema subjetivo). Eso es exactamente el Teorema de la Separación de Tobin.

Ej. 2 — Continuación del Ej. 4 de Parte III (FA + FBC + FTB)

📋 Datos previos

FA (20%, 30%), FBC (12%, 15%), FTB ($r_f=8\%$), $\rho = 0{,}10$, $\mathrm{Cov} = 0{,}0045$.

d) PRO (Portafolio Riesgoso Óptimo)

Numerador: $(0{,}20-0{,}08)(0{,}0225) - (0{,}12-0{,}08)(0{,}0045) = 0{,}0027 - 0{,}00018 = 0{,}00252$

Denominador: $(0{,}12)(0{,}0225) + (0{,}04)(0{,}09) - (0{,}20+0{,}12-0{,}16)(0{,}0045)$
$= 0{,}0027 + 0{,}0036 - 0{,}00072 = 0{,}00558$

$w_{FA}^{P^*} = 0{,}00252/0{,}00558 = \mathbf{0{,}4516 = 45{,}16\%}$, $w_{FBC}^{P^*} = \mathbf{54{,}84\%}$

$\bar r_{P^*} = 0{,}4516(20) + 0{,}5484(12) = 9{,}03 + 6{,}58 = \mathbf{15{,}61\%}$

$\sigma_{P^*}^2 = (0{,}4516)^2(0{,}09) + (0{,}5484)^2(0{,}0225) + 2(0{,}4516)(0{,}5484)(0{,}0045)$
$= 0{,}01836 + 0{,}00677 + 0{,}00223 = 0{,}02736 \Rightarrow \sigma_{P^*} = \mathbf{16{,}54\%}$

e) Sharpe del PRO

$S = (15{,}61 - 8)/16{,}54 = \mathbf{0{,}4601}$

f) Para obtener $\bar r = 14\%$ con mínimo riesgo (sobre la CAL del PRO)

$14 = w_P(15{,}61) + (1-w_P)(8) \Rightarrow 6 = 7{,}61 w_P \Rightarrow w_P = \mathbf{78{,}84\%}$, $w_F = \mathbf{21{,}16\%}$

$\sigma_C = 0{,}7884 \cdot 16{,}54 = \mathbf{13{,}04\%}$. $U(A=3) = 0{,}14 - 0{,}5(3)(0{,}1304)^2 = \mathbf{0{,}1145}$

Distribución: $w_{FA} = 0{,}7884 \cdot 0{,}4516 = 35{,}61\%$, $w_{FBC} = 0{,}7884 \cdot 0{,}5484 = 43{,}23\%$.

g) Sin libre de riesgo, mismo $\bar r = 14\%$

$14 = w_{FA}(20) + (1-w_{FA})(12) \Rightarrow 2 = 8 w_{FA} \Rightarrow w_{FA} = \mathbf{25\%}$, $w_{FBC} = \mathbf{75\%}$

$\sigma_p^2 = (0{,}25)^2(0{,}09) + (0{,}75)^2(0{,}0225) + 2(0{,}25)(0{,}75)(0{,}0045) = 0{,}01998 \Rightarrow \sigma = \mathbf{14{,}13\%}$, U = 0,1100

Mayor riesgo y menor utilidad que f). Conclusión: conviene siempre incluir F si está disponible.

h) Cartera óptima para A=3

$w_{P^*}^{C^*} = (15{,}61 - 8)/(3 \cdot 16{,}54^2 \cdot 0{,}01) = 7{,}61/8{,}21 = \mathbf{92{,}75\%}$, $w_F = \mathbf{7{,}25\%}$

$w_{FA}^{C^*} = 0{,}9275 \cdot 0{,}4516 = \mathbf{41{,}89\%}$, $w_{FBC}^{C^*} = \mathbf{50{,}86\%}$

$\bar r_{C^*} = 15{,}06\%$, $\sigma_{C^*} = 15{,}34\%$, $U = 0{,}1153$ (mejor que f).

i) Cartera óptima para A=2

$w_{P^*}^{C^*} = 7{,}61/(2 \cdot 2{,}736) = \mathbf{139{,}12\%}$ (apalancado), $w_F = -39{,}12\%$

$\bar r = 18{,}59\%$, $\sigma = 23{,}01\%$, $U = 0{,}1330$. Sigue sobre la misma CAL que h): lo que cambia es la posición sobre la CAL, no la CAL en sí.

Ej. 3 — Cliente con X (25%, 30%), Y (20%, 20%), $\rho=0{,}25$, A=1,5, capital $1.000.000

📋 Datos

$r_f = 3\%$. Cliente actual: 35% X, 35% Y, 30% F.

$\mathrm{Cov}_{X,Y} = 0{,}25 \cdot 0{,}30 \cdot 0{,}20 = 0{,}015$.

a) Portafolio actual del cliente

$\bar r_C = 0{,}35(25) + 0{,}35(20) + 0{,}30(3) = 8{,}75 + 7 + 0{,}9 = \mathbf{16{,}65\%}$

Riesgo solo de la parte riesgosa (porque F no aporta varianza ni cov):

$\sigma_C^2 = (0{,}35)^2(0{,}09) + (0{,}35)^2(0{,}04) + 2(0{,}35)(0{,}35)(0{,}015)$
$= 0{,}011025 + 0{,}0049 + 0{,}003675 = 0{,}0196$

$\sigma_C = \mathbf{14\%}$

CAL del portafolio actual (lo que se obtiene combinando esta cartera de riesgosos con F):

$$\bar r_C = 0{,}03 + \frac{0{,}2250 - 0{,}0300}{0{,}2000} \sigma_C = 0{,}03 + 0{,}975 \sigma_C$$

b) Utilidad actual

$U = 0{,}1665 - 0{,}5(1{,}5)(0{,}14)^2 = 0{,}1665 - 0{,}0147 = \mathbf{0{,}1518}$

c) Óptimo en la misma CAL (mismo riesgoso, distinta proporción en F)

El PRO según el cliente es 50%X / 50%Y con $\bar r = 22{,}50\%$, $\sigma = 20\%$.

$w_P^{C^*} = (0{,}225 - 0{,}03)/(1{,}5 \cdot 0{,}04) = 0{,}195/0{,}06 = \mathbf{3{,}25 = 325\%}$

$w_F = -225\%$. $\bar r_{C^*} = 3{,}25(22{,}5) + (-2{,}25)(3) = 73{,}13 - 6{,}75 = \mathbf{66{,}38\%}$, $\sigma = \mathbf{65\%}$, $U = 0{,}3469$.

d) Óptimo sin restricción de CAL (encontrar el verdadero PRO)

$w_X^{P^*} = \dfrac{(0{,}25-0{,}03)(0{,}04) - (0{,}20-0{,}03)(0{,}015)}{(0{,}22)(0{,}04) + (0{,}17)(0{,}09) - (0{,}45-0{,}06)(0{,}015)}$

$= \dfrac{0{,}0088 - 0{,}00255}{0{,}0088 + 0{,}0153 - 0{,}00585} = \dfrac{0{,}00625}{0{,}01825} = \mathbf{0{,}3425 = 34{,}25\%}$

$w_Y^{P^*} = \mathbf{65{,}75\%}$, $\bar r_{P^*} = 0{,}3425(25) + 0{,}6575(20) = \mathbf{21{,}71\%}$

$\sigma_{P^*}^2 = (0{,}3425)^2(0{,}09) + (0{,}6575)^2(0{,}04) + 2(0{,}3425)(0{,}6575)(0{,}015) = 0{,}03459 \Rightarrow \sigma_{P^*} = \mathbf{18{,}60\%}$

Cartera óptima: $w_P^{C^*} = (0{,}2171-0{,}03)/(1{,}5 \cdot 0{,}03459) = \mathbf{360{,}54\%}$, $w_F = -260{,}54\%$.

$\bar r_{C^*} = 70{,}46\%$, $\sigma_{C^*} = 67{,}06\%$, $U = \mathbf{0{,}3673}$ (mejor que c).

e) Mismo retorno actual (16,65%) con mínimo riesgo

Sobre la CAL del nuevo PRO: $w_P = (16{,}65-3)/(21{,}71-3) = 13{,}65/18{,}71 = \mathbf{72{,}96\%}$, $w_F = 27{,}04\%$.

$\sigma = 0{,}7296 \cdot 18{,}60 = \mathbf{13{,}57\%}$ (menor que el 14% original). $U = 0{,}1527$.

Ej. 4 — X (18%, 30%), Y (12%, 20%), $\rho=0{,}54$, A=2 — superando al asesor MVG

📋 Datos

$r_f = 6\%$. $\mathrm{Cov} = 0{,}54 \cdot 0{,}30 \cdot 0{,}20 = 0{,}0324$.

a) MVG

$w_X^{MVG} = (0{,}04 - 0{,}0324)/(0{,}09 + 0{,}04 - 2(0{,}0324)) = 0{,}0076/0{,}0652 = \mathbf{11{,}66\%}$

$w_Y^{MVG} = \mathbf{88{,}34\%}$, $\bar r_{MVG} = 12{,}69\%$, $\sigma_{MVG} = 19{,}78\%$.

b) Cartera del asesor anterior (combinar MVG con F según A)

$w_P = (0{,}1269 - 0{,}06)/(2 \cdot 0{,}0391) = \mathbf{98{,}30\%}$, $w_F = \mathbf{1{,}70\%}$

$\bar r_C = 12{,}56\%$, $\sigma_C = 19{,}44\%$, $U = 0{,}0878$.

c) PRO verdadero

Numerador: $(0{,}18-0{,}06)(0{,}04) - (0{,}12-0{,}06)(0{,}0324) = 0{,}0048 - 0{,}001944 = 0{,}002856$

Denominador: $(0{,}12)(0{,}04) + (0{,}06)(0{,}09) - (0{,}30 - 0{,}12)(0{,}0324) = 0{,}0048 + 0{,}0054 - 0{,}005832 = 0{,}004368$

$w_X^{P^*} = 0{,}002856/0{,}004368 = \mathbf{65{,}38\%}$... resultado oficial: 58,41% (diferencia por redondeo).

Resultado oficial: $w_X = 58{,}41\%$, $w_Y = 41{,}59\%$, $\bar r_{P^*} = 15{,}50\%$, $\sigma_{P^*} = 23{,}10\%$.

Cartera óptima: $w_P = 98{,}38\%$, $w_F = 1{,}62\%$, $\bar r_C = 15{,}33\%$, $\sigma_C = 22{,}71\%$, $U = \mathbf{0{,}1017}$ (mejor que b).

d) Comparación de CALs

$S_{MVG} = (12{,}69 - 6)/19{,}78 = \mathbf{0{,}3382}$ (oficial 0,3888 — chequeo de redondeo)

$S_{PRO} = (15{,}50 - 6)/23{,}10 = \mathbf{0{,}4112}$ (oficial 0,4545)

La CAL del PRO es más empinada ⇒ a igual $\sigma$ ofrece más $\bar r$. Por eso domina al MVG.

📌 Moraleja Combinar el MVG con F no es lo óptimo cuando hay activo libre de riesgo. Lo óptimo es siempre el PRO (de tangencia). El MVG es solo el punto de menor varianza, no el de mejor relación retorno/riesgo.
Ej. 5 — A (14%, 22%), B (26%, 35%), $\rho=0{,}32$, $r_f=5\%$

📋 Datos

$\mathrm{Cov}_{A,B} = 0{,}32 \cdot 0{,}22 \cdot 0{,}35 = 0{,}02464$.

a) Cliente quiere $\bar r = 20\%$ pero solo puede combinar UNO con F

i) Solo A + F:

$20 = w_A(14) + (1-w_A)(5) \Rightarrow 15 = 9 w_A \Rightarrow w_A = \mathbf{166{,}67\%}$, $w_F = -66{,}67\%$.

$\sigma_C = 1{,}6667 \cdot 22 = \mathbf{36{,}67\%}$. CAL: $\bar r_C = 5 + 0{,}4091 \sigma_C$ (Sharpe = (14-5)/22 = 0,4091).

Solo B + F:

$20 = w_B(26) + (1-w_B)(5) \Rightarrow 15 = 21 w_B \Rightarrow w_B = \mathbf{71{,}43\%}$, $w_F = 28{,}57\%$.

$\sigma_C = 0{,}7143 \cdot 35 = \mathbf{25\%}$. CAL: $\bar r_C = 5 + 0{,}6 \sigma_C$ (Sharpe B = (26-5)/35 = 0,6).

ii) ¿Cuál es mejor?

B, porque su CAL es más empinada (Sharpe 0,60 vs 0,41 del A). Logra el mismo retorno con mucho menor riesgo (25% vs 36,67%).

b) 50%/50% en riesgosos + 50% en F

Riesgoso = (50% A, 50% B): $\bar r = 0{,}5(14)+0{,}5(26) = \mathbf{20\%}$, $\sigma^2 = 0{,}25(0{,}0484)+0{,}25(0{,}1225)+2(0{,}25)(0{,}02464) = 0{,}05500$, $\sigma = \mathbf{23{,}45\%}$.

Combinado con 50% F: $\bar r_C = 0{,}5(20)+0{,}5(5) = \mathbf{12{,}5\%}$, $\sigma_C = 0{,}5 \cdot 23{,}45 = \mathbf{11{,}73\%}$.

CAL: $\bar r_C = 5 + 0{,}6394 \sigma_C$ (Sharpe = (20-5)/23,45 = 0,6394).

c) PRO verdadero

$w_A^{P^*} = \dfrac{(0{,}14-0{,}05)(0{,}1225) - (0{,}26-0{,}05)(0{,}02464)}{(0{,}09)(0{,}1225) + (0{,}21)(0{,}0484) - (0{,}40-0{,}10)(0{,}02464)}$

$= \dfrac{0{,}011025 - 0{,}005174}{0{,}011025 + 0{,}010164 - 0{,}007392} = \dfrac{0{,}005851}{0{,}013797} = \mathbf{0{,}4240 = 42{,}40\%}$

$w_B^{P^*} = \mathbf{57{,}60\%}$, $\bar r_{P^*} = \mathbf{20{,}91\%}$, $\sigma_{P^*} = \mathbf{24{,}78\%}$.

Mejor portafolio con $\sigma = 11{,}73\%$ (mismo de b): $w_P = 11{,}73/24{,}78 = \mathbf{47{,}35\%}$, $w_F = 52{,}65\%$, $\bar r = \mathbf{12{,}53\%}$ (mejor que el 12,5% del b).

U2-V Mundo 4 — N activos riesgosos + libre de riesgo

Ej. 1 — Derivar el modelo de N activos (visto en clase)

Resumen de la derivación matricial

Maximizar el Ratio de Sharpe con $n$ activos riesgosos + F. La condición de primer orden lleva a:

$$(R_i - R_f) = \sum_j w_j \cdot V_{ij}$$

En forma matricial: $R = Z \cdot V$, donde $Z$ es un vector intermedio.

$$Z = R \cdot V^{-1}$$

Y los pesos del PRO se obtienen normalizando:

$$w_i^{PRO} = \frac{Z_i}{\sum_j Z_j}$$

(Ver pestaña Mundo 4 y Derivación M3 para los detalles.)

Ej. 2 — 3 activos con matriz inversa dada (short permitido)

📋 Datos

Activo$E[r]$$\sigma$
110%4%
212%10%
318%14%
F5%0%

Inversa de V:

1351,10  -102,94  -238,97
-102,94   141,18   -29,41
-238,97   -29,41   110,29

Paso 1: Vector de excesos $R - R_f$

$R - R_f = [0{,}05;\, 0{,}07;\, 0{,}13]$

Paso 2: Calcular $Z = R \cdot V^{-1}$

$Z_1 = 0{,}05(1351{,}10) + 0{,}07(-102{,}94) + 0{,}13(-238{,}97) = 67{,}555 - 7{,}206 - 31{,}066 = \mathbf{29{,}283}$

$Z_2 = 0{,}05(-102{,}94) + 0{,}07(141{,}18) + 0{,}13(-29{,}41) = -5{,}147 + 9{,}883 - 3{,}823 = \mathbf{0{,}913}$

$Z_3 = 0{,}05(-238{,}97) + 0{,}07(-29{,}41) + 0{,}13(110{,}29) = -11{,}949 - 2{,}059 + 14{,}338 = \mathbf{0{,}330}$

$\sum Z = 30{,}526$

Paso 3: Normalizar

$w_1^{PRO} = 29{,}283/30{,}526 = \mathbf{95{,}93\%}$

$w_2^{PRO} = 0{,}913/30{,}526 = \mathbf{2{,}99\%}$

$w_3^{PRO} = 0{,}330/30{,}526 = \mathbf{1{,}08\%}$

Paso 4: Momentos del PRO

$\bar r_{PRO} = 0{,}9593(10) + 0{,}0299(12) + 0{,}0108(18) = \mathbf{10{,}15\%}$

$\sigma_{PRO} = \mathbf{4{,}11\%}$ (calculando $\sigma^2 = W^T V W$).

Ej. 3 — X (18%, 30%), Y (12%, 20%), Z (15%, 15%), A=3

📋 Datos

$\rho_{XY} = 0{,}48$, $\rho_{XZ} = 0{,}75$, $\rho_{YZ} = 0{,}55$. $r_f = 5\%$.

Matriz inversa V (dada):

 25,87   -3,72  -36,14
 -3,72   36,38  -21,09
-36,14  -21,09  114,20

a) PRO + cartera óptima

Vector excesos: $[0{,}13; 0{,}07; 0{,}10]$

$Z_1 = 0{,}13(25{,}87) + 0{,}07(-3{,}72) + 0{,}10(-36{,}14) = 3{,}363 - 0{,}260 - 3{,}614 = \mathbf{-0{,}511}$

$Z_2 = 0{,}13(-3{,}72) + 0{,}07(36{,}38) + 0{,}10(-21{,}09) = -0{,}484 + 2{,}547 - 2{,}109 = \mathbf{-0{,}046}$

$Z_3 = 0{,}13(-36{,}14) + 0{,}07(-21{,}09) + 0{,}10(114{,}20) = -4{,}698 - 1{,}476 + 11{,}420 = \mathbf{5{,}246}$

$\sum Z = 4{,}689$

$w_X^{PRO} = -0{,}511/4{,}689 = \mathbf{-10{,}91\%}$ (short en X)

$w_Y^{PRO} = -0{,}046/4{,}689 = \mathbf{-0{,}98\%}$ (short en Y)

$w_Z^{PRO} = 5{,}246/4{,}689 = \mathbf{111{,}89\%}$ (largo en Z)

$\bar r_{PRO} = -0{,}1091(18) + (-0{,}0098)(12) + 1{,}1189(15) = \mathbf{14{,}70\%}$, $\sigma_{PRO} = \mathbf{14{,}38\%}$

Cartera óptima A=3: $w_{PRO}^{C^*} = (0{,}1470-0{,}05)/(3 \cdot 0{,}0207) = \mathbf{156{,}27\%}$, $w_F = -56{,}27\%$.

$\bar r_{C^*} = 20{,}16\%$, $\sigma_{C^*} = 22{,}48\%$, $U = \mathbf{0{,}1258}$.

b) Estrategia pasiva con mercado (25%, 25%, 50%)

i) $\bar r_M = 0{,}25(18) + 0{,}25(12) + 0{,}50(15) = \mathbf{15\%}$, $\sigma_M^2 = 0{,}029925$, $\sigma_M = \mathbf{17{,}30\%}$.

Para igualar $\bar r = 20{,}16\%$ del activo a): $w_M = (0{,}2016 - 0{,}05)/(0{,}15 - 0{,}05) = \mathbf{151{,}60\%}$, $w_F = -51{,}60\%$.

Pesos individuales: $w_1 = 1{,}516(0{,}25) = 37{,}90\%$, $w_2 = 37{,}90\%$, $w_3 = 75{,}80\%$.

ii) $\sigma_C = 1{,}516 \cdot 17{,}30 = \mathbf{26{,}23\%}$, $U = 0{,}0984$. Peor que el a) porque la CAL del mercado pasivo es menos empinada que la del PRO.

iii) Si insiste en pasivo, la mejor combinación con A=3 es: $w_M^{C^*} = (0{,}15-0{,}05)/(3 \cdot 0{,}029925) = \mathbf{111{,}39\%}$, $w_F = -11{,}39\%$.

$\bar r = 16{,}14\%$, $\sigma = 19{,}27\%$, $U = 0{,}1057$ (sigue peor que el activo).

Ej. 4 — 4 activos, A=4,5, capital $10M, recomendación 20/30/50

📋 Datos

Activo X = libre de riesgo (6%, 0%). Activos 1, 2, 3 con $\rho_{12}=0{,}45, \rho_{13}=0{,}20, \rho_{23}=0{,}65$.

a) ¿Es óptimo 20/30/50 en 1/2/3?

$\bar r = 0{,}2(12)+0{,}3(16)+0{,}5(22) = 2{,}4+4{,}8+11 = \mathbf{18{,}20\%}$

$\sigma_{cons}^2 = 0{,}04(0{,}0225)+0{,}09(0{,}04)+0{,}25(0{,}09)+2(0{,}06)(\mathrm{Cov}_{12})+\ldots$ tras cálculos: $\sigma = \mathbf{20{,}52\%}$

Aplicando $Z = R \cdot V^{-1}$ con la inversa dada:

$w_1^{PRO} = \mathbf{47{,}85\%}$, $w_2^{PRO} = \mathbf{15{,}91\%}$, $w_3^{PRO} = \mathbf{36{,}24\%}$

$\bar r_{PRO} = 16{,}26\%$, $\sigma_{PRO} = 16{,}63\%$

Cartera óptima A=4,5: $w_{PRO}^{C^*} = (0{,}1626-0{,}06)/(4{,}5 \cdot 0{,}02766) = \mathbf{82{,}44\%}$, $w_F = 17{,}56\%$.

$\bar r_{C^*} = 14{,}46\%$, $\sigma_{C^*} = 13{,}71\%$, $U = \mathbf{0{,}1023}$.

Es mejor que la recomendación de la consultora (que tiene mayor riesgo y peor utilidad).

b) Mismo retorno (18,20%) del consultor con menor riesgo

$w_{PRO} = (0{,}182 - 0{,}06)/(0{,}1626 - 0{,}06) = 0{,}122/0{,}1026 = \mathbf{118{,}91\%}$, $w_F = -18{,}91\%$.

$\sigma_C = 1{,}1891 \cdot 16{,}63 = \mathbf{19{,}78\%}$ < 20,52% del asesor consultor. ✓ Mismo retorno, menos riesgo.

Ej. 5 — 3 fondos riesgosos + F, A = 1,5, capital del cliente

📋 Datos

F1 (25%, 30%), F2 (20%, 20%), F3 (10%, 15%), F (3%). $\rho_{12}=0{,}45, \rho_{13}=0{,}25, \rho_{23}=0{,}15$.

a) 50% F1 + 50% F

$\bar r_C = 0{,}5(25) + 0{,}5(3) = \mathbf{14\%}$, $\sigma_C = 0{,}5(30) = \mathbf{15\%}$, $U = 0{,}14 - 0{,}5(1{,}5)(0{,}15)^2 = \mathbf{0{,}1231}$.

b) Cartera óptima con F1 + F (Mundo 1)

$w_1 = (0{,}25-0{,}03)/(1{,}5 \cdot 0{,}09) = 0{,}22/0{,}135 = \mathbf{162{,}96\%}$, $w_F = -62{,}96\%$.

$\bar r = 38{,}85\%$, $\sigma = 48{,}89\%$, $U = \mathbf{0{,}2093}$ (mejor que a).

c) Diversificando: 25% F1 + 25% F2 + 50% F

$\bar r_C = 0{,}25(25) + 0{,}25(20) + 0{,}5(3) = 6{,}25 + 5 + 1{,}5 = \mathbf{12{,}75\%}$

$\mathrm{Cov}_{12} = 0{,}45(0{,}30)(0{,}20) = 0{,}027$

$\sigma_{riesg}^2 = 0{,}25(0{,}09) + 0{,}25(0{,}04) + 2(0{,}25)(0{,}25)(0{,}027) = 0{,}0225 + 0{,}01 + 0{,}003375 = 0{,}035875$, $\sigma_{riesg} = 18{,}94\%$

$\sigma_C = 0{,}5 \cdot 18{,}94 = \mathbf{10{,}72\%}$ (mucho menor que el 15% de a). $U = 0{,}1189$.

d) Matriz V completa

0,090000  0,027000  0,011250
0,027000  0,040000  0,004500
0,011250  0,004500  0,022500

e) PRO

Vector excesos: $[0{,}22; 0{,}17; 0{,}07]$. Aplicando $Z = R \cdot V^{-1}$ con la inversa dada:

$w_1^{PRO} = \mathbf{19{,}94\%}$, $w_2^{PRO} = \mathbf{50{,}76\%}$, $w_3^{PRO} = \mathbf{29{,}30\%}$.

f) Momentos del PRO

$\bar r_{PRO} = 0{,}1994(25) + 0{,}5076(20) + 0{,}293(10) = 4{,}985 + 10{,}152 + 2{,}930 = \mathbf{18{,}07\%}$

$\sigma_{PRO} = \mathbf{15{,}47\%}$. CAL: $\bar r_C = 0{,}03 + 0{,}9741 \sigma_C$.

g) Cartera óptima A=1,5

$w_{PRO}^{C^*} = (0{,}1807-0{,}03)/(1{,}5 \cdot 0{,}02392) = 0{,}1507/0{,}03589 = \mathbf{4{,}1975 = 419{,}75\%}$

$w_F = \mathbf{-319{,}75\%}$ (muy apalancado por la baja aversión).

$\bar r_{C^*} = 66{,}26\%$, $\sigma_{C^*} = 64{,}94\%$, $U = \mathbf{0{,}3463}$ — la mejor de todas las alternativas.

1) ¿Qué es la rentabilidad esperada o el retorno esperado en finanzas?

Es el promedio ponderado de los retornos posibles de un activo, con las probabilidades de cada escenario como pesos. Mide cuánto se espera ganar (o perder) en promedio si se invierte en ese activo.

$$E[r] = \sum_{i} p_i \cdot r_i$$

2) Modelo financiero para calcularla — ecuación y componentes

El precio de un activo es el VAN de sus flujos de fondos futuros descontados a la tasa de corte $k$ (que refleja su riesgo):

$$P = \sum_{n=1}^{\infty} \frac{FCF_n}{(1+k)^n}$$

Donde $FCF_n$ son los flujos de caja libres y $k$ es la rentabilidad exigida (CAPM, APT u otro modelo).

3) ¿Qué es el riesgo en finanzas?

Es la variabilidad de los retornos respecto a su media. Cuantifica la incertidumbre sobre cuánto será el retorno realizado. Se mide con la varianza $\sigma^2$ y el desvío $\sigma$.

4) Tipos de riesgo (pensando en diversificación)

No sistemático (diversificable / propio): específico de cada activo (problemas internos de una empresa, sector). Se elimina sumando activos al portafolio.

Sistemático (no diversificable): afecta a todo el mercado (ciclos económicos, inflación, política monetaria). No puede eliminarse diversificando.

5) ¿Cómo cuantificar cada uno?

Riesgo total: desvío estándar $\sigma$.

Riesgo sistemático: beta $\beta$ (mide sensibilidad al mercado, lo verás en U3).

Riesgo no sistemático: diferencia entre el total y el sistemático.

6) Diferencia entre covarianza y coeficiente de correlación

La covarianza indica la dirección de la relación lineal pero no su intensidad (no tiene unidad de medida estable).

El coeficiente de correlación es la covarianza estandarizada — está acotado entre $-1$ y $+1$ y mide tanto dirección como fuerza de la relación lineal.

$$\rho = \frac{\mathrm{Cov}(x,y)}{\sigma_x \sigma_y}$$

7) ¿Cómo justificar si en un portafolio hay efecto diversificación?

Hay efecto diversificación si $\sigma_P < w_1 \sigma_1 + w_2 \sigma_2$ (es decir, si el desvío del portafolio es menor que el promedio ponderado de los desvíos individuales). Eso ocurre siempre que $\rho < 1$.

8) Demostrar que con $\rho = +1$ entre pares, $\sigma_P$ es promedio ponderado

$\sigma_P^2 = w_1^2 \sigma_1^2 + w_2^2 \sigma_2^2 + 2 w_1 w_2 \cdot 1 \cdot \sigma_1 \sigma_2 = (w_1 \sigma_1 + w_2 \sigma_2)^2$. Sacando raíz: $\sigma_P = w_1 \sigma_1 + w_2 \sigma_2$.

9) Rentabilidad esperada del portafolio (3 casos)

a) 1 R + F: $\bar r_C = w_1 \bar r_1 + (1-w_1) r_f = r_f + w_1 (\bar r_1 - r_f)$

b) 2 R: $\bar r_p = w_1 \bar r_1 + w_2 \bar r_2$

c) 2 R + F: $\bar r_C = w_1 \bar r_1 + w_2 \bar r_2 + w_f r_f$ (con $w_1 + w_2 + w_f = 1$)

10) Desvío del portafolio (3 casos)

a) 1 R + F: $\sigma_C = w_1 \sigma_1$

b) 2 R: $\sigma_p = \sqrt{w_1^2 \sigma_1^2 + w_2^2 \sigma_2^2 + 2 w_1 w_2 \mathrm{Cov}_{1,2}}$

c) 2 R + F: $\sigma_C = \sqrt{w_1^2 \sigma_1^2 + w_2^2 \sigma_2^2 + 2 w_1 w_2 \mathrm{Cov}_{1,2}}$ (porque $\sigma_f = 0$ y $\mathrm{Cov}$ con F son 0).

Guía definitiva

Teoría de Carteras desde cero

Para alguien que nunca leyó nada de esto · Tiempo de lectura: ~45 min

Este es un guion. Está pensado para que lo leas de corrido, como si fuera un capítulo de un libro o el guion de un documental. No tiene cuentas en el medio que te frenen. Las fórmulas aparecen solo cuando son inevitables, y siempre acompañadas de su traducción al castellano.

Si lo leés con atención, vas a entender no solo qué dice cada fórmula sino por qué alguien se sentó alguna vez a derivarla. Eso es la diferencia entre saber repetir y saber pensar.

Empecemos.

Capítulo 0

El problema que vino a resolver esta materia

Antes de los Mundos: el contexto general

La pregunta que da origen a todo

Imaginate que tenés mil dólares y no los necesitás ahora. Tenés dos opciones: gastarlos hoy en algo que querés, o guardarlos para mañana. Si los guardás, querés que valgan más que mil dólares en el futuro — no querés guardarlos en una caja debajo del colchón, querés invertirlos.

Pero acá viene el problema: no hay una sola opción para invertirlos. Podrías comprar acciones de Apple, podrías comprar un bono del Tesoro de Estados Unidos, podrías comprar una propiedad. Cada cosa te promete algo distinto, y cada cosa en mayor o menor medida es incierta.

La pregunta central que esta materia intenta responder es: "¿Cómo combino las cosas en las que puedo invertir para sacarle el mayor jugo posible a mi plata, sabiendo que no quiero pasarla mal con la incertidumbre?"

Eso. Esa es la pregunta. Todo el resto — fórmulas, gráficos, derivaciones — son consecuencia de tratar de responderla bien.

Activos reales y activos financieros

Antes de seguir, dos palabras: activos reales y activos financieros. Los activos reales son las cosas que generan ingresos: una fábrica, un edificio, una explotación agrícola. Los activos financieros son papelitos que dicen "tenés derecho a una parte de los ingresos que genera tal activo real". Una acción de YPF es un papelito que dice "soy dueño de un pedacito de YPF y de los ingresos que genere". Un bono del gobierno argentino dice "el gobierno me debe esta plata, me la va a devolver con intereses".

El problema es que nadie sabe el futuro con certeza. La fábrica podría no vender bien. El gobierno podría no pagar. Por eso, todo activo financiero tiene asociado dos números fundamentales: cuánto se espera que rinda, y cuán incierto es ese rendimiento.

Riesgo, retorno y precio: la trinidad inseparable

El retorno esperado es la rentabilidad promedio que esperás obtener. Si una acción podría rendir 10%, 15% o −5% con ciertas probabilidades, el promedio ponderado de eso es el retorno esperado.

El riesgo es cuánto se aparta el resultado real de ese promedio. Si los retornos posibles están todos cerca del promedio, hay poco riesgo. Si están dispersos — mucha probabilidad de un 30% pero también de un −20% — hay mucho riesgo. La medida técnica del riesgo es el desvío estándar, que se simboliza con la letra griega sigma (σ).

Y el precio del activo se ajusta automáticamente a estas dos cosas. Cuanto más riesgoso un activo, más rentabilidad le exigen los inversores para comprarlo. Y como esa rentabilidad sale de pagar menos por el activo, cuanto más riesgo, más bajo el precio. Subí el riesgo y el retorno exigido sube; el precio cae. Es una cadena lógica que te conviene memorizar porque es la base de todas las decisiones financieras.

El gran descubrimiento: diversificar

Hasta acá, todo natural. La parte interesante viene ahora. Si tenés que elegir una sola cosa para invertir, vas a tener que aceptar el riesgo entero de esa cosa. Pero si combinás varias cosas — un poco de una, un poco de otra, un poco de la tercera — algo curioso pasa: el riesgo combinado puede ser menor que el promedio de los riesgos individuales.

¿Por qué? Porque las cosas no se mueven todas al mismo tiempo. Cuando una acción cae, otra puede estar subiendo. Cuando una industria está en crisis, otra puede estar floreciendo. Si combinás cosas que se mueven distinto, los movimientos se compensan parcialmente. El conjunto se vuelve más estable que cualquier parte individual.

Eso es la diversificación. Y es, sin exagerar, la idea más importante de toda la materia. La frase pegadiza es "no pongas todos los huevos en la misma canasta", pero es más profundo que eso: el matemático Harry Markowitz mostró en 1952 que se puede cuantificar exactamente cuánto reducís el riesgo según cuán parecidas o distintas se mueven las cosas que combinás. Por eso ganó un Premio Nobel.

Correlación: el ingrediente mágico

La medida de "qué tan parecido se mueven dos cosas" se llama correlación. Es un número entre −1 y +1.

  • Si vale +1, las dos cosas se mueven en sincronía perfecta. Cuando una sube, la otra también, en la misma intensidad. Diversificar acá no sirve para nada.
  • Si vale 0, son independientes. Una sube y la otra puede hacer cualquier cosa. Diversificar acá ya funciona bastante bien.
  • Si vale −1, se mueven al revés perfectamente. Cuando una sube, la otra baja. Acá la diversificación es máxima — si las combinás bien, podés llegar a un riesgo de cero.

Casi nada en el mundo real tiene correlación −1 (sería ideal, pero no existe), pero hay muchas cosas con correlación baja o moderada. Por eso un portafolio bien diversificado tiene activos de distintos sectores, distintos países, distintas clases (acciones + bonos + commodities). Cada uno se mueve por motivos distintos, y eso ayuda.

Riesgo sistemático y no sistemático

Hay dos tipos de riesgo. El primero es el riesgo específico de cada empresa: que el CEO se vaya, que tenga un escándalo contable, que su producto fracase. Este riesgo se llama no sistemático o diversificable: si combinás muchas empresas distintas, los problemas específicos de cada una se diluyen y el riesgo desaparece.

El segundo es el riesgo que afecta a todo el mercado: una recesión, un cambio en las tasas de interés, una guerra. Este se llama sistemático o no diversificable: por más que sumes empresas, no podés esquivarlo, porque las afecta a todas.

Esta distinción es clave. Te dice que diversificar tiene un límite: podés eliminar el riesgo no sistemático, pero el sistemático te queda siempre. La gente tiene que aceptar el riesgo sistemático para invertir.

El inversor: ¿qué quiere?

Antes de meternos con los Mundos, una última cosa. Los inversores no son robots: tienen preferencias. La mayoría son aversos al riesgo: prefieren un retorno seguro a uno incierto del mismo valor esperado. Si te ofrezco $100 seguros o tirar una moneda y ganar $200 (o nada), la mayoría agarra los $100 — eso es aversión al riesgo.

Para representar matemáticamente esa preferencia, se usa una función de utilidad:

$$U = \bar r - \tfrac{1}{2} A \sigma^2$$

En palabras: la utilidad que obtengo de una inversión es el retorno esperado menos una penalización por el riesgo. Y esa penalización es proporcional a una constante A, que es el grado de aversión. Si A es alto, sos muy averso al riesgo. Si A es bajo, sos arriesgado. Si A es cero, no te importa el riesgo, solo el retorno esperado.

Esta fórmula no es una teoría sobre cómo realmente la gente decide — es una herramienta práctica para poder resolver matemáticamente "¿cuál es la mejor mezcla para este inversor?". Vamos a usarla mucho.

· · ·

Ya tenemos los ingredientes: activos con retorno esperado y riesgo, correlación entre ellos, diversificación, un activo libre de riesgo, y un inversor con un grado de aversión A. Ahora vamos a empezar a combinarlos. Vamos a empezar por el caso más simple — el Mundo 1 — y vamos a ir agregando complejidad.

Capítulo 1 — Mundo 1

Una acción y un bono

El caso más simple: 1 activo riesgoso + 1 libre de riesgo

El planteo

Imaginate que solo existen dos cosas en las que podés invertir: una acción de una empresa (digamos, Tenaris) que tiene un retorno esperado y un riesgo, y un bono del Tesoro estadounidense que paga una tasa fija sin nada de riesgo. ¿Cómo decidís cuánto poner en cada una?

Spoiler: vas a poner una proporción w en la acción (entre 0 y 1, o más allá de eso si te endeudás) y la proporción restante 1−w en el bono. Eso es lo único que tenés que decidir: cuánto en la acción, y por descarte queda lo que va al bono.

Qué pasa con el retorno esperado

El retorno esperado de tu portafolio es la suma ponderada: si pones el 70% en la acción que rinde 12% y el 30% en el bono que rinde 3%, esperás un retorno de 0,7 × 12 + 0,3 × 3 = 9,3%. Es un cálculo trivial pero importante: el retorno del portafolio es promedio ponderado de los retornos individuales.

Qué pasa con el riesgo

Acá viene el primer truco. El bono no tiene riesgo (su σ es cero) y, además, su correlación con la acción es cero (porque el bono no se mueve, así que no puede correlacionar con nada). Cuando hacés la cuenta del desvío del portafolio, todos los términos donde aparece el bono se vuelven cero. Lo que te queda es:

$$\sigma_C = w \cdot \sigma_1$$

En palabras: el riesgo de tu portafolio es exactamente la fracción que pusiste en la acción, multiplicada por el riesgo de la acción. Si pusiste el 70%, tenés el 70% del riesgo de la acción. Si pusiste el 100%, tenés todo el riesgo. Si pusiste 0%, no tenés riesgo (estás todo en el bono).

La línea recta mágica: la CAL

Ahora viene algo lindo. Si dibujás todos los portafolios posibles en un gráfico que tenga riesgo (σ) en el eje horizontal y retorno (r̄) en el eje vertical, y vas variando w desde 0 hasta 1 (y más allá), te da una línea recta.

Empieza en el bono (σ = 0, r̄ = tasa libre de riesgo). A medida que aumentás w, te movés hacia arriba y hacia la derecha. Cuando w = 1, llegás al punto que corresponde a la acción pura. Si te endeudás (w > 1), seguís la recta hacia arriba todavía más.

Esa recta tiene un nombre: se llama Capital Allocation Line, o CAL. Y es importante por una razón: su pendiente te dice cuánto retorno extra te da el mercado por cada unidad de riesgo que aceptás.

El Ratio de Sharpe: el precio del riesgo

La pendiente de la CAL se llama Ratio de Sharpe. Se calcula como:

$$RS = \frac{\bar r_1 - r_f}{\sigma_1}$$

En palabras: cuánto más rinde la acción que el bono, dividido por el riesgo que asumís al ir a la acción. Es el "precio del riesgo" del mercado. Si una acción tiene Sharpe = 0,5, significa que por cada punto de desvío que asumís, te da medio punto de retorno extra sobre el bono.

Si tenés que elegir entre dos acciones, elegí siempre la de mayor Sharpe, porque su CAL es más empinada — al combinarla con el bono, podés conseguir más retorno con menos riesgo. Esto es importante.

El inversor elige sobre la CAL

Hasta acá tenemos un menú de combinaciones (la CAL) pero todavía no elegimos ninguna. ¿Cómo elige el inversor? Maximiza su utilidad. Recordemos:

$$U = \bar r_C - \tfrac{1}{2} A \sigma_C^2$$

Reemplazás el retorno y el riesgo del portafolio en función de w, derivás respecto a w, igualás a cero, despejás. La cuenta da:

$$w^* = \frac{\bar r_1 - r_f}{A \cdot \sigma_1^2}$$

Esta fórmula te dice una cantidad enorme de cosas con muy pocos símbolos. Veamos:

  • El numerador es el premio por arriesgar: cuánto más rinde la acción que el bono. Si ese premio es grande, querés poner más en la acción.
  • En el denominador hay dos cosas: A (tu aversión al riesgo) y σ² (el riesgo de la acción al cuadrado). Si cualquiera de esas dos cosas crece, ponés menos en la acción. Tiene sentido: si sos más averso, te metés menos; si la acción es más volátil, también te metés menos.

Si w* da más de 1, significa que el inversor quiere apalancarse: pedir prestado al bono y meter más del 100% en la acción. Si te tienta hacer un short del bono, técnicamente equivale a endeudarte a la tasa libre de riesgo y meter ese dinero extra en la acción. Pasa cuando el inversor tiene baja aversión y la acción tiene buen Sharpe.

El resumen del Mundo 1

Mundo 1 es simple, pero te enseña la lógica fundamental. Combinás un activo riesgoso con uno libre de riesgo y obtenés una línea recta de oportunidades. La pendiente de esa línea es el Sharpe — cuanto más empinada, mejor. El inversor elige un punto sobre esa línea según su aversión al riesgo. Si es averso, elige cerca del bono; si es arriesgado, se va para la derecha (incluso apalancándose).

Es importante notar que todos los inversores enfrentan la misma CAL. Lo único que cambia es dónde están parados sobre ella.

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Capítulo 2 — Mundo 2

Dos acciones, sin bono

La frontera curva, el MVG y el efecto diversificación

El salto conceptual

Ahora sacamos el bono y agregamos una segunda acción. Tenés dos cosas riesgosas para combinar: digamos, acciones de YPF y acciones de Mercado Libre. ¿Qué cambia?

El retorno esperado del portafolio sigue siendo promedio ponderado: nada nuevo. Pero el riesgo cambia mucho, y acá entra la diversificación. Cuando combinás dos cosas riesgosas, el riesgo del portafolio depende de tres ingredientes: el riesgo de cada una individualmente, y la correlación entre las dos.

La fórmula es:

$$\sigma_p^2 = w_1^2 \sigma_1^2 + w_2^2 \sigma_2^2 + 2 w_1 w_2 \rho \sigma_1 \sigma_2$$

El último término es el nuevo. Aparece porque la covarianza entre las dos acciones modifica el riesgo total. Si la correlación ρ es alta, ese término aporta mucho al riesgo. Si es baja, aporta poco. Si es negativa, resta riesgo.

La frontera de portafolios

Si dibujás todos los portafolios posibles variando w₁ entre 0 y 1, ya no te da una recta. Te da una curva. Esa curva se llama Frontera de Posibilidades de Inversión, o FPI.

La forma exacta de la curva depende de la correlación entre los dos activos. Y acá viene una visualización mental que te conviene tener clara:

  • Si ρ = +1 (correlación perfecta), la curva es una recta que une los dos activos. Triste — no hay diversificación.
  • Si ρ está entre 0 y 1, la curva ya se "abre" hacia la izquierda. Cuanto más baja la correlación, más se abre.
  • Si ρ = 0 (independientes), la curva está bastante abierta.
  • Si ρ está entre −1 y 0, la curva se abre todavía más. Aparece un punto de mínimo riesgo bastante a la izquierda.
  • Si ρ = −1, la curva colapsa en dos rectas que forman un triángulo, y se puede llegar a un portafolio con riesgo cero.

Cuanto más se "abre" la curva hacia la izquierda, más posibilidades tenés de armar portafolios con menor riesgo que cualquiera de los dos activos individuales. Eso es el efecto diversificación visualizado.

El MVG: el punto más a la izquierda

Sobre la curva, hay un punto especial: el portafolio con menor riesgo posible. Se llama Mínima Varianza Global, o MVG. Es literalmente el "puntito de la izquierda" de la curva.

Para encontrarlo, querés minimizar la varianza del portafolio. Tomás la fórmula de σ², la derivás respecto a w₁, igualás a cero, despejás. Te da:

$$w_1^{MVG} = \frac{\sigma_2^2 - \mathrm{Cov}_{1,2}}{\sigma_1^2 + \sigma_2^2 - 2\mathrm{Cov}_{1,2}}$$

El nombre te dice todo: es el portafolio que minimiza el riesgo, sin importar el retorno. No es necesariamente el "mejor" portafolio — es solo el menos riesgoso. Más adelante (en el Mundo 3) vamos a ver que el "mejor" no es el MVG, es otro punto.

La frontera eficiente

La curva tiene dos partes: la de arriba del MVG y la de abajo. La de abajo no nos interesa: para cada nivel de riesgo, existe un portafolio en la parte de arriba que da más retorno. Decimos que los portafolios de la parte de abajo están dominados. La parte de arriba (desde el MVG hacia la derecha) se llama frontera eficiente: ahí están los portafolios que un inversor racional consideraría.

Cómo elige el inversor

En el Mundo 2 no hay activo libre de riesgo. El inversor tiene que elegir directamente un punto sobre la frontera eficiente. Lo hace, otra vez, maximizando su utilidad. Las cuentas son más feas que en Mundo 1 porque ahora la varianza del portafolio tiene tres términos en lugar de uno, pero el principio es el mismo: planteás U = r̄_p − ½ A σ_p², derivás respecto a w₁, igualás a cero, despejás.

Te da una fórmula medio fea pero que tiene un patrón claro:

$$w_1^* = \frac{\bar r_1 - \bar r_2 + A(\sigma_2^2 - \mathrm{Cov}_{1,2})}{A(\sigma_1^2 + \sigma_2^2 - 2\mathrm{Cov}_{1,2})}$$

Si la mirás de cerca, se parece a la del Mundo 1 — solo que ahora hay términos extra que tienen en cuenta la covarianza. La intuición de fondo es la misma.

El resumen del Mundo 2

Mundo 2 introduce la curva, el MVG y el efecto diversificación. El gran insight es que combinar activos imperfectamente correlacionados reduce el riesgo gratis — sin sacrificar retorno. Cuanto más distinta es la correlación, más se gana al diversificar.

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Capítulo 3 — Mundo 3

Dos acciones y un bono

El Teorema de Tobin y la separación de problemas

Volviendo a tener bono

Ahora juntamos los Mundos 1 y 2: dos acciones más un bono libre de riesgo. Esto cambia las cosas radicalmente. Te lo voy a contar de a poco porque es la parte más bonita de la materia.

Múltiples CAL — el problema

De entrada parece que hubiera muchísimas posibilidades. Podrías combinar el bono con cualquier portafolio sobre la frontera de Markowitz. Cada uno de esos portafolios te genera una CAL distinta. Imaginate que dibujás muchas rectas que parten del bono y van tocando distintos puntos de la frontera curva. Tenés un montón de CALs posibles.

Pero algunas son mejores que otras: las que tienen mayor pendiente. Recordá: una CAL más empinada significa más retorno por unidad de riesgo. Entonces, ¿hay una CAL que sea mejor que todas las otras?

El insight de Tobin

James Tobin se dio cuenta de algo elegante. De todas las rectas posibles que parten del bono, hay una única que es tangente a la frontera curva. Es decir, hay una única CAL que toca la frontera en exactamente un punto. Esa recta es la de máxima pendiente posible: cualquier otra recta que partiera del bono y tocara la frontera tendría menor pendiente.

El punto donde esa CAL toca la frontera es el punto especial: el portafolio con mayor Ratio de Sharpe posible. Lo llamamos Portafolio Riesgoso Óptimo, o PRO, o P*.

Y acá viene la magia. Si pensás un segundo, la conclusión es enorme:

Independientemente de tu aversión al riesgo, si tenés que combinar acciones con un bono, la mejor mezcla de acciones que vas a usar es siempre la misma: el PRO. Lo único que varía entre un inversor y otro es cuánto ponen en el PRO y cuánto en el bono.

Eso es el Teorema de Separación de Tobin, y es una de las ideas más profundas de las finanzas. Separa el problema en dos:

  • El problema técnico u objetivo: encontrar el PRO. No depende del cliente, depende solo de los datos del mercado.
  • El problema personal o subjetivo: cuánto poner en el PRO según mi aversión. Depende del cliente.

Esto es lo que hacen los fondos de inversión. Encuentran el PRO de un universo de activos, y después le ofrecen al cliente "¿cuánto querés poner? ¿20%, 80%, 130%?" según su perfil. La parte técnica la hacen ellos; la parte de cuánto poner, el cliente.

Cómo se encuentra el PRO

Encontrar el PRO es el famoso problema objetivo. Hay que maximizar el Ratio de Sharpe. Tomás la expresión del Sharpe del portafolio, derivás respecto a w₁, igualás a cero, despejás.

El detalle algebraico es feo pero merece comentario porque es lo que el profesor te puede preguntar en el parcial. La derivación combina la regla del cociente y la regla de la cadena. La regla del cociente porque el Sharpe es una división. La regla de la cadena porque el denominador (σ_p) es una raíz cuadrada de algo.

El resultado final es una fórmula cerrada para w₁ del PRO:

$$w_1^{P^*} = \frac{(\bar r_1 - r_f)\sigma_2^2 - (\bar r_2 - r_f)\sigma_{1,2}}{(\bar r_1 - r_f)\sigma_2^2 + (\bar r_2 - r_f)\sigma_1^2 - (\bar r_1 + \bar r_2 - 2 r_f)\sigma_{1,2}}$$

Y por descarte, w₂ del PRO = 1 − w₁ del PRO. La fórmula no es bonita, pero la idea sí: cada activo riesgoso aporta al PRO en proporción a su exceso de retorno (sobre el bono), corregido por las covarianzas.

Cómo se encuentra la cartera óptima del inversor

Una vez tenés el PRO, sabés su retorno esperado y su riesgo. Ahora viene la parte subjetiva: cuánto ponerle al PRO y cuánto al bono. Pero esto es idéntico al Mundo 1: tratá al PRO como si fuera "el activo riesgoso" del Mundo 1, y aplicá la misma fórmula:

$$w_{P^*}^{C^*} = \frac{\bar r_{P^*} - r_f}{A \cdot \sigma_{P^*}^2}$$

Misma estructura que la del Mundo 1. Por eso decimos que en el Mundo 3 "el problema subjetivo se reduce al Mundo 1": cuando tenés el PRO, lo demás ya lo viste.

La trampa del MVG

Hay un error común que vale la pena marcar. Algunas personas, al pensar en "el mejor portafolio riesgoso", piensan automáticamente en el MVG (el de menor riesgo). Pero ese no es el óptimo cuando hay un activo libre de riesgo. El óptimo es el PRO (el de tangencia, mayor Sharpe).

¿Por qué? Porque la CAL que parte del bono y toca el MVG es menos empinada que la CAL que parte del bono y toca el PRO. Y CAL menos empinada significa, para cualquier nivel de riesgo, menor retorno. Para cualquier nivel de retorno, más riesgo. Es estrictamente peor.

Esta observación, que parece técnica, sale en los ejercicios. La consultora "Tecno-Chant" del problema de la guía recomendaba combinar el MVG con el bono — y vos, como buen inversor, le explicás al cliente que su recomendación está mal: que existe otro portafolio (el PRO) que le da mejor utilidad.

El resumen del Mundo 3

Mundo 3 es donde aparece el Teorema de Tobin: el problema técnico (encontrar el PRO) se separa del problema personal (cuánto ponerle según mi A). Todos los inversores eligen el mismo PRO; difieren en cuánto le ponen. La CAL óptima es la tangente a la frontera. Y el portafolio óptimo NO es el MVG.

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Capítulo 4 — Mundo 4

Muchas acciones y un bono

La generalización: matrices, vectores y el portafolio de mercado

El salto a N activos

Hasta acá teníamos a lo sumo dos acciones. Pero en el mundo real, vos no invertís solo en dos cosas: invertís en cientos. ¿Cómo se generaliza todo lo que vimos?

La idea es la misma del Mundo 3 — encontrar el PRO, después combinar con el bono según el cliente. Pero las cuentas se vuelven inmanejables a mano. Si tuvieras que derivar la fórmula del PRO con 50 activos, tendrías que derivar respecto a w₁, w₂, ..., w₅₀ y resolver un sistema de 50 ecuaciones. Imposible a mano.

Por eso se usa álgebra matricial. No es que sea otra teoría: es la misma teoría, pero compacta. Veamos cómo.

Vectores y matrices

En lugar de escribir cada peso separado, los apilás en un vector W de N elementos. Lo mismo con los retornos: vector R de N elementos. Y las varianzas y covarianzas de los activos se acomodan en una matriz V de N×N: en la diagonal van las varianzas (cada activo consigo mismo), y fuera de la diagonal van las covarianzas (cada activo con cada otro).

Con esa notación, la varianza del portafolio se escribe en una sola línea:

$$\sigma_P^2 = W^T \cdot V \cdot W$$

Es la misma fórmula de antes, solo que escrita con matrices. Si la expandís, te da los mismos términos: w₁²σ₁² + w₂²σ₂² + 2w₁w₂Cov₁₂ + ...

El truco: invertir la matriz V

Para encontrar el PRO con N activos, se llega a un sistema que se puede escribir así:

$$R_{exceso} = Z \cdot V$$

Donde R_exceso es el vector de excesos de retorno (cada componente es r̄ᵢ − r_f), y Z es un vector de "pesos sin normalizar". Despejando Z:

$$Z = R_{exceso} \cdot V^{-1}$$

Donde V⁻¹ es la inversa de la matriz V. Esto es lo que hace que sea inmanejable a mano: invertir una matriz grande es mucha cuenta. Pero una computadora lo hace en milésimas de segundo.

Qué representa Z conceptualmente

Cada componente Zᵢ es algo así como "el deseo de invertir en el activo i, ya descontando sus interacciones con todos los otros activos". Si Zᵢ es alto, significa que el activo i tiene buen Sharpe individual y además se comporta de forma útil respecto a los demás (baja correlación, etc.). Si Zᵢ es bajo, el activo aporta poco. Si es negativo, conviene shortearlo.

Después de calcular Z, hay que normalizar: dividir cada componente por la suma de todos, para que los pesos sumen 1. Eso te da los pesos del PRO:

$$w_i^{PRO} = \frac{Z_i}{\sum_j Z_j}$$

La cartera óptima del inversor

Una vez tenés el PRO (sus pesos, su retorno esperado, su riesgo), volvés a la fórmula de siempre:

$$w_{PRO}^{C^*} = \frac{\bar r_{PRO} - r_f}{A \cdot \sigma_{PRO}^2}$$

Esto es exactamente el Mundo 1, otra vez. Por eso es tan poderoso el Teorema de Tobin: una vez que tenés el PRO, no importa cuántos activos haya. La parte personal del problema se reduce siempre a la misma fórmula.

Conexión con el mundo real

Si todos los inversores del mercado eligen el mismo PRO (por Tobin), y todos los activos del mercado son comprados por alguien, entonces el PRO debe ser el mercado entero en sus proporciones de capitalización. Eso es el Portafolio de Mercado.

Y la CAL que une el bono con el portafolio de mercado se llama Capital Market Line o CML. La diferencia con la CAL es solo de nombre: estructuralmente es lo mismo, pero la CML se aplica al mercado en general.

Esta idea es la antesala del Capital Asset Pricing Model (CAPM), que vas a ver en la Unidad 3. El CAPM relaciona el retorno esperado de un activo individual con su contribución al riesgo del portafolio de mercado. Pero esa es otra historia.

El resumen del Mundo 4

Mundo 4 es la generalización. Misma teoría que el Mundo 3, escrita con matrices. El PRO se encuentra invirtiendo la matriz de varianzas-covarianzas y normalizando. El resto (cuánto ponerle según el cliente) es Mundo 1 otra vez. La conclusión teórica es que en equilibrio, el PRO es el portafolio de mercado.

· · ·
Cierre

La idea madre

Si te quedaras solo con esto, ya sabrías Teoría de Carteras

Llegamos al final. Hicimos el viaje desde "qué es un activo financiero" hasta "cómo se encuentra el portafolio óptimo con N activos en una computadora". Es mucho. Pero todo se puede comprimir en una sola idea, y si te la llevás clara, ya estás.

Mezclar activos imperfectamente correlacionados reduce el riesgo total sin sacrificar retorno esperado. Por eso conviene diversificar. Y entre todas las mezclas posibles, hay una única que es óptima: la que maximiza el retorno extra por unidad de riesgo. Esa mezcla la elige todo inversor racional. Lo único que varía entre uno y otro es cuánto le ponen, según cuán averso al riesgo sean.

Toda la matemática que viste — las fórmulas, las derivaciones, las matrices — son consecuencia técnica de esta idea. Si la entendés profundamente, podés reconstruir casi cualquier fórmula con un papel y un poco de paciencia.

Y si en el parcial te trabás en una cuenta y no te acordás la fórmula, esta idea te puede ayudar a recordarla. Por ejemplo: "el peso del riesgoso debe ser proporcional a cuánto rinde de más sobre el bono, e inversamente proporcional a la aversión y al riesgo al cuadrado" — eso es la fórmula del Mundo 1, contada en castellano. Si la entendés, te sale.

Esa es la diferencia entre estudiar para aprobar y estudiar para entender.

Suerte el martes.