39
Bonds Prices and Yields

Bond price and yield pdf

Embed Size (px)

DESCRIPTION

 

Citation preview

Page 1: Bond price and yield pdf

Bonds  Prices  and  Yields    

Page 2: Bond price and yield pdf

Learning  Objec-ves    

¨  Types  of  bonds  and  bond  parameters    ¨  The  concept  of  yield  ¨  Bond  price  computed  as  discounted  expected  cash  flow  

¤  Applica-ons    n  Compute  bond  yield  from  a  known  price    n  Compute  bond  price  from  a  known  yield  n  Graph  the  price  v.  yield      n  Compute  bond  price  when  yield  is  not  known  n  Graph  price  v.    Time  to  maturity    n  Compute  mortgage  payments    

¨  Bond  price  quotes  

2

Page 3: Bond price and yield pdf

Bonds  

¨  Corpora-ons  and  government  en--es  can  raise  capital  by  selling  bonds    ¤  Long  term  liability  (accoun-ng)  ¤  Debt  capital  (finance)    

¨  The  bond  has    ¤  Principal,  par,  or  face  value:  F  ¤  Price:  P  ¤  Yield:  y    (actually  “yield  to  maturity”  and  the  discount  rate)    ¤  Maturity  date,  -me  to  maturity,  term,  or  tenor:  T  

n  Date  at  which  the  bond  principal,  F,  is  returned  to  investors  

¤  In  the  case  of  a  coupon  bond    (as  opposed  to  a  zero  coupon  bond)  n  Coupon  rate:  c    (annual,  simple,  nominal  rate)    n  Annual  payment  frequency:  m;  or  period  Δt  

n  In  the  U.S.  semiannual  coupons  is  typical:  m  =  2  or  Δt  =  .5  

3

Page 4: Bond price and yield pdf

Zero  Coupon  Bonds  

¨  ZCBs  do  not  pay  a  coupon  ¨  The  return  and    ‘yield’  (rate)  is  due  to  the  purchase  price  at  

a  discount  to  face  value      ¨  U.S.  Treasury  bills  (T  –  bills)  are  zero  coupon  bonds  

¤  Time-­‐to-­‐maturity  at  issue  is  4,  13,  26,  52  weeks      ¤  Face  value  $100  to  $5,000,000  

¨  A  ZCB  yield  is  the  interest  rate,    and  the  discount  rate  denoted  z    

4

F  

P  

t=0  

t=T  

Page 5: Bond price and yield pdf

Zero  Coupon  Bond  

¨  For  T  ≤  1  year:  

 where  z  is  the  annual  simple  rate  or  yield    

¨  For  T  >  1  year  

 where  z  is  the  annualized  effec-ve  rate  or  yield    If  a  bond  has  a  term  of  a  year  or  less,  simple  interest  is  used,  otherwise  compound  annual  interest  is  used  by  conven-on  

 

T)z(1FP⋅+

=

Tz)(1FP+

=

5

F  

P  

t=0  

t=T  

Page 6: Bond price and yield pdf

Zero  Coupon  Bond  Example    

¨  The  face  value  is  $1000,  the  market  price  is  $850,  and  the  -me  to  maturity  is  3.5  years.    What  is  the  annualized  yield  ?              

¨  The  face  value  is  $1000,  the  market  price  is  $975,  and  the  -me-­‐to-­‐maturity  is  0.5  years.  What  is  the  annualized  yield?      

$850= $1000(1+z)3.5

z= $1000$850

!

"#

$

%&

13.5

−1= 4.753%

$975= $1000(1+0.5⋅z)

z=2⋅ $1000$975

−1#

$%

&

'(=5.128%

6

T)z(1FP⋅+

=

Tz)(1FP+

=

Page 7: Bond price and yield pdf

Coupon  Bond    

P    =  current  price    

C  =  coupon  payment    F  =  face  or  par  value    

     t=0.0                                t=Δt                                                  t=2·∙Δt                                                                                                                t=M·∙Δt=T              i=0                                        i=1                                                          i=2                                                                                                                        i=M        t0=0.0                              t1=Δt                                                t2=2Δt                                                      tM=  M·∙Δt  =T

7

Page 8: Bond price and yield pdf

Coupon  Payment    

¨  Bond  coupon  cash  flows,  C,  are  defined  by  a  nominal,  simple  coupon  rate,  c,  and  a  compounding  frequency  per  year,  m,  or  coupon  period  measured  in  years,  Δt  

¨  The  total  cash  flow  at  -me  ti,  CFi,  is  defined  as:  

CFi $=$C$$$$$$$$for$$i<M

CFM$=$C$+$F

8

$8.125    C.5t1000$F

%625.1cexample

tFc  C

=

=

=

Δ⋅⋅=

%y12y1

%632.112

1.625%1

y  rate,    coupon    Effective

2

2

=−⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +

=−⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +

T=num  of  years  (floa-ng)  N=num  of  years  (integer)    m=periods  per  year    In  this  course,  generally  M=N�m    360=  30  �12  

Page 9: Bond price and yield pdf

Coupon  Bond  Yield  

¨  Yield  to  maturity  is  the  actual  yield  achieved  for  a  coupon  bond  if    ¤  The  bond  is  held  to  maturity,  and    ¤  Each  coupon  payment  is  reinvested  at  a  rate  of  return  of  y  through  

-me  T  n  The  risk  that  coupons  cannot  be  reinvented  at  a  rate  greater  than  or  equal  to  y  due  to  market  condi-ons  is  called  “reinvestment  risk”  

¨  The  yield  to  maturity  is  the  investor’s  expected  return  on  investment  and  is  thus  the  issuer’s  rate  cost  ¤  It’s  the  issuer’s  cost  of  debt,  kD,  for  the  bond  

¨  The  yield  reflects  both  the  -me  value  of  money  and  the  credit  worthiness  of  the  borrower  ¤  The  expected  variance  in  the  cash  flow  is  reflected  in  the  yield    

9

Page 10: Bond price and yield pdf

Bond  Price  

¨  The  discount  rate  y  is  the  yield  to  maturity  or  simply  the  yield  on  a  coupon  bond  

¨  It’s  an  internal  rate  of  return  that  sets  the  discounted  cash  flow  on  the  right  hand  side  to  the  market  price  of  the  bond,  P,  on  the  lek  hand  side  

∑= +

=M

1it

ii)y(1

CFP∑=

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +

=M

1ii

i

my1

FCP

10

y  is  the  nominal  annual  yield  to  maturity    in  this  formula  with  integer  periods    

y  is  effec8ve  annual  yield  to  maturity  in  this  formula  with  discrete  real  -me  periods    

Page 11: Bond price and yield pdf

¨  For  a  frac-onal  ini-al  coupon  period:    t1  <  ∆t  

Frac-onal  Ini-al  Time  Period  

For  a  bond  with  semi-­‐annual  coupons,  assume  that  the  next  coupon  payment  is  in  3  months.    The  coupon  payments  occur  at      

t0=0.0,    t1=0.25,      t2=0.75,    t3=1.25,  t4  =  1.75,    …  

                 i=0                                  i=1                                                          i=2                                                                                                                    i=M          t0=0.0                                    t1                                                t2=t1+Δt                                                            tM=  T

C  =  coupon  payment    F  =  face  or  par  value    

11

Page 12: Bond price and yield pdf

Zero  Coupon  Bonds  Again    

¨  A  bond  dealer  can  split  a  coupon  bond  into  ZCBs  ¤  one  for  the  principal  and    ¤  one  for  each  coupon  ¤  This  is  called  ‘stripping’  the  bond  

¨  The  advantage  of  a  ZCB  is  that  there  is  no  reinvestment  risk  ¨  For  a  ZCB,  the  yield,  y,  is  the  zero  coupon  rate  denoted  as  z  

12

Page 13: Bond price and yield pdf

Bond  Equa-on  Applica-ons    

¨  Find  the  yield-­‐to-­‐maturity,  y,  from  a  known  market  price,  P  ¤  Solve  for  y  (nominal,  y,  or  effec-ve,  y  ‘bar’)    

 

     

¤  Solve  for  the  roots  of  a  nonlinear  equa-on  n  In  this  course  use  Excel    Goal  Seek  

¤  Example:  Compute  both  the  effec8ve  and  nominal  yield  for  a  bond  with  $1000  face  value,  current  market  price  of  $800,  coupon  rate  of  7%  paid  semiannually,  and  4.5  years  to  maturity.      

∑= +

=M

1it

ii)y(1

CFP∑=

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +

=M

1ii

i

my1

FCP

13

Page 14: Bond price and yield pdf

Bond  Equa-on  Applica-ons  

$1,000 F7.00% c nominal

13.434% y effective  t CF DF DCF

0 $0 $0.000.5 $35 0.939 $32.861 $35 0.882 $30.85

1.5 $35 0.828 $28.972 $35 0.777 $27.20

2.5 $35 0.730 $25.543 $35 0.685 $23.98

3.5 $35 0.643 $22.514 $35 0.604 $21.14

4.5 $1,035 0.567 $586.94Sum $1,315 P $800.00

13.011% y nominalt i   CF DF DCF

0 0 $0 $0.000.5 1 $35 0.939 $32.861 2 $35 0.882 $30.85

1.5 3 $35 0.828 $28.972 4 $35 0.777 $27.20

2.5 5 $35 0.730 $25.543 6 $35 0.685 $23.98

3.5 7 $35 0.643 $22.514 8 $35 0.604 $21.14

4.5 9 $1,035 0.567 $586.94Sum $1,315 P $800.00

∑= +

=M

1it

ii)y(1

CFP ∑=

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +

=M

1ii

i

my1

FCP

14

Page 15: Bond price and yield pdf

Bond  Equa-on  Applica-ons  

¤ Convert  the  nominal  yield  to  the  effec-ve  yield    

     

¨  Find  market  price  from  a  known  yield  ¤ For  the  bond  in  the  last  example,  what  is  the  price?    

n Given  an  effec8ve  annual  yield  of  12%    or    n A  nominal  annual  yield  of  12%  

12y1y

12

%011.131%434.13

2

2

−⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +=

−⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +=

15

Page 16: Bond price and yield pdf

Bond  Equa-on  Applica-ons  

$1,000 F7.00% c nominal

12.000% y effective  t CF DF DCF

0 $0 $0.000.5 $35 0.945 $33.071 $35 0.893 $31.25

1.5 $35 0.844 $29.532 $35 0.797 $27.90

2.5 $35 0.753 $26.363 $35 0.712 $24.91

3.5 $35 0.673 $23.544 $35 0.636 $22.24

4.5 $1,035 0.601 $621.53Sum $1,315 P $840.34

∑= +

=M

1it

ii)y(1

CFP

12.000% y nominalt i   CF DF DCF

0 0 $0 $0.000.5 1 $35 0.943 $33.021 2 $35 0.890 $31.15

1.5 3 $35 0.840 $29.392 4 $35 0.792 $27.72

2.5 5 $35 0.747 $26.153 6 $35 0.705 $24.67

3.5 7 $35 0.665 $23.284 8 $35 0.627 $21.96

4.5 9 $1,035 0.592 $612.61Sum $1,315 P $829.96

∑=

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +

=M

1ii

i

my1

FCP

16

Page 17: Bond price and yield pdf

Bond  Equa-on  Applica-ons  

¨  For  the  bond  with  a  12%  effec-ve  yield  and  price  $840.34  at  -me  0,  here’s  a  plot  of  price  as  -me  progress  from  0  to  4.5  years  assuming  a  constant  yield  of  12%  

$825

$850

$875

$900

$925

$950

$975

$1,000

$1,025

$1,050

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5

Time

Price

17

Page 18: Bond price and yield pdf

Yield  Curve  

¨  A  graph  can  be  developed  that  plots  various  (annualized)  yields-­‐to-­‐maturity  against  -mes-­‐to-­‐maturity  for  bonds  from  the  same  issuing  en-ty  or  from  issuing  en--es  with  the  same  risk  

y

0                                                                                                    T

18

Bloomberg    

Animated  yield  curve  

Page 19: Bond price and yield pdf

Yield  Curve  

¨  The  most  useful  version  of  the  yield  curve  plots  zero  coupon  bond  yields  against  -mes-­‐to-­‐maturity  

¨  A  zero  coupon  yield  curve  depicts  pure  interest  rates  with  no  ambiguity  in  the  risk  associated  with  the  yield  

¨  Thus  we  can  use  ZCB  yield  curve  to  plot  the  interest  rate  with  respect  to  -me-­‐to-­‐maturity,  or  holding  period  

¨  Yields  on  zero  coupon  U.S.  Treasury  debt  are  risk  free  ¨  The  addi-onal  yield  for  non-­‐U.S.  Treasury  debt  is  due  largely  to  credit  risk  

and  is  called  a  risk  premium  or  a  credit  spread  ¨  Moody’s  and  Standard  &  Poor’s  evaluate  bond  credit  risk  via  analysis  of  

the  issuer’s  financial  posi-on  and  assign  risk  levels  such  as  AA  that  translate  into  credit  risk  premiums  

19

Page 20: Bond price and yield pdf

Corporate  Credit  Ra-ng  

From Investopedia

20

AAA companies

Page 21: Bond price and yield pdf

Yield  Curve  

¨  A  corporate  bond,  say  a  AA  rated  bond,  might  have  the  following  yield  curve      

y  

0                                                                                                                                        T  

AA  Corporate  Bond  Yield  Curve    

U.S.  Treasury  Debt  Yield  Curve    

risk  premium  and  credit  spread      

21

Page 22: Bond price and yield pdf

Other  Types  of  Risk  

¨  Another  type  of  risk  known  as  liquidity  risk  ¨  Results  from  a  bond  having  few  buyers  and  sellers  

¤  The  issue  is  “illiquid”    

¨  Newer  U.S.  Treasuries  (referred  to  as  “on  the  run”)  can  trade  with  a  liquidity  premium  compared  with  old  U.S.  Treasuries  (referred  to  as  “off  the  run”)    y  =  f(risk  free  -me  value  of  money,  credit  risk,  liquidity  risk)  

22

Page 23: Bond price and yield pdf

Reinvestment  Risk  

¨  Consider  a  $1000  bond  with  a  coupon  rate  of  10%  paid  annually  for  10  years.  Ini-ally,  the  yield  is  11%,  the  price  is  $941.11,  and  the  yield  curve  is  flat.  Prior  to  the  payment  of  the  next  coupon,  we  consider  three  scenarios  1.  the  yield  curve  shiks  parallel  down  to  9%  2.  the  yield  curve  remains  flat  at  11%  3.  the  yield  curve  shiks  parallel  up  to  12%  What  are  the  actual  yields?    

$1,000 F10.00% c nominal Year CF DF DCF 9% 11% 12%11.00% y nominal 1 100$ 0.9009 90.09$ 217.19$ 255.80$ 277.31$

2 100$ 0.8116 81.16$ 199.26$ 230.45$ 247.60$ 3 100$ 0.7312 73.12$ 182.80$ 207.62$ 221.07$ 4 100$ 0.6587 65.87$ 167.71$ 187.04$ 197.38$ 5 100$ 0.5935 59.35$ 153.86$ 168.51$ 176.23$ 6 100$ 0.5346 53.46$ 141.16$ 151.81$ 157.35$ 7 100$ 0.4817 48.17$ 129.50$ 136.76$ 140.49$ 8 100$ 0.4339 43.39$ 118.81$ 123.21$ 125.44$ 9 100$ 0.3909 39.09$ 109.00$ 111.00$ 112.00$

10 1,100$ 0.3522 387.40$ 1,100.00$ 1,100.00$ 1,100.00$ Sum 941.11$ 2,519.29$ 2,672.20$ 2,754.87$

Yield To Maturity 10.35% 11.00% 11.34%

Bond Price Calculation Future Value of Coupon Reinvestment

23

Page 24: Bond price and yield pdf

Bond  Price  Quotes  

¨  Dirty  and  clean  prices      ¤ Dirty  price  

n  Price  from  DCF  formula    n  Transac-on  price  n  When  the  seller  sells  at  this  price  she  gets  the  prorated  share  (accumulated  interest)  of  the  next  coupon  

¤ Clean  price  n  Price  quoted  by  bond  dealer  n  Excludes  accumulated  interest  on  next  coupon  payment  

¤ Clean  price  =  Dirty  price  –  accumulated  interest  n  Accumulated  as  simple  interest  using  applicable  day  count  conven-on    

24

Page 25: Bond price and yield pdf

Clean  and  Dirty  Bond  Prices    

Bond  purchased  just  aker  its  8/15/2008  coupon       Bond  purchased  6/12/2009      

From  8/15/08  to  8/15/09  is  365  days From  8/15/08  to  6/12/09  is  301  days  or  .825  yrs  From  6/12/09  to  8/15/09  is  64  days  or  .175  yrs    

Payment  Date  

t CF DF DCF

15-­‐Aug-­‐08 0 $0 1.000 $0.0015-­‐Aug-­‐09 1 $5 0.962 $4.8115-­‐Aug-­‐10 2 $5 0.925 $4.6215-­‐Aug-­‐11 3 $5 0.889 $4.4415-­‐Aug-­‐12 4 $5 0.855 $4.2715-­‐Aug-­‐13 5 $5 0.822 $4.1115-­‐Aug-­‐14 6 $105 0.790 $82.98

Sum $130.00 P $105.24

Payment  Date  

t CF DF DCF

12-­‐Jun-­‐09 0 $0 1.000 $0.0015-­‐Aug-­‐09 0.175 $5 0.993 $4.9715-­‐Aug-­‐10 1.175 $5 0.955 $4.7715-­‐Aug-­‐11 2.175 $5 0.918 $4.5915-­‐Aug-­‐12 3.175 $5 0.883 $4.4115-­‐Aug-­‐13 4.175 $5 0.849 $4.2415-­‐Aug-­‐14 5.175 $105 0.816 $85.71

Sum $130.00 P $108.70

F=$100,  c=5%,  y=4%,  m=1  

25

Page 26: Bond price and yield pdf

$100

$101

$102

$103

$104

$105

$106

$107

$108

$109

$110

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0

Time

Price

Dirty  and  Clean  Prices  

15  Aug  2008   Clean  price  @  6/12/09  =  Dirty  price  –  accumulated  interest  

               =  $108.70  –  $5  ·∙  301  /  365                        =  $108.70  -­‐  $4.12  =    $104.58  

15  Aug  2009  

26 12  June  2009  

Page 27: Bond price and yield pdf

Bond  Price  Quotes  

¨  Bid  and  ask  prices    ¤  The  clean  price  is  quoted  for  bid  and  ask  prices  

n  The  dealer  will  buy  a  bond  at  the  bid  price    n  The  dealer  will  sell  a  bond  at  the  ask  (offer)  price  

¨  Bond  prices  are  quoted  rela-ve  to  100  regardless  of  actual  par  value  ¤  Price  is  quoted  as  a  percent  of  par      

¨  Example  

27

Page 28: Bond price and yield pdf

Plot  price  v.  yields  to  maturity    

$700

$800

$900

$1,000

$1,100

$1,200

$1,300

0% 2% 4% 6% 8% 10% 12% 14% 16%

Yield

Price

F=$1000  c=7%  semiannual  T=4.5  yrs    

Bond  “price  –  yield”  or  P-­‐y  curve  

Illustrates  how  price  changes  as  yield-­‐to-­‐maturity  changes  for  a  par-cular  bond  (  c,  m,  M,  and  F  are  constant)  

Each  point  represents  a  DCF  calcula-on  

∑= +

=M

1it

ii)y(1

CFP

28

Page 29: Bond price and yield pdf

Determine  the  fair  price  of  a  bond    

¨  In  this  case  c,  m,  T,  and  the  relevant  zero  coupon  yield  curve  are  known  

¨  Compute  the  fair  value,  P   ∑= +

=M

1it

i

ii)z(1

CFP

zt  

0                                      T  for  zero  coupon  bonds  

ti  for  bond  cash  flows  

CFt   Cash  flow  diagram  

Zero  coupon  bond  yield  curve  

29

Page 30: Bond price and yield pdf

Example  of  pricing  a  bond      

Price of the bond

F=$1000  c=7%  semiannual  T=4.5  yrs  With  the  following  zero  coupon  yield  curve

$1,000 F t CF z DF DCF7.00% c  nominal 0 $0 4.00% $0.00

0.5 $35 4.85% 0.977 $34.181 $35 5.20% 0.951 $33.271.5 $35 5.47% 0.923 $32.312 $35 5.70% 0.895 $31.332.5 $35 5.90% 0.867 $30.333 $35 6.08% 0.838 $29.323.5 $35 6.24% 0.809 $28.314 $35 6.40% 0.780 $27.314.5 $1,035 6.55% 0.752 $778.09Sum $1,315 P $1,024.46

0%

1%

2%

3%

4%

5%

6%

7%

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5

t

z

30

Page 31: Bond price and yield pdf

Home  Mortgage  Calcula-on    

¨  Given  the  nominal  interest  rate,  m=12,  P,  and  N,  what  is  the  monthly  payment,  C?    

¨  C  :    monthly  payment  ¤  Includes  principal  repayment  and  interest  –    

there  is  no  return  of  principal  “F”  

¨  N  :  number  of  years  ¨  m  :  number  of  compounding  periods  per  year  (12  for  home  loans)  

¨  y  :  nominal  fixed  interest  rate  for  the  loan  

¨  P  :  loan  principal  (the  mortgage  amount)    ¨  Solve  for  C  using  Excel  Goal  Seek    

¤  Find  the  value  of  C  that  equates  the  lek  and  right  hand  sides    

∑=

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +

=M

1ii

i

my1

CP

31

Page 32: Bond price and yield pdf

Mortgage  Example    

¨  You  wish  to  borrow  $300,000  at  6.5%  fixed  for  30  years.      ¨  The  following  excel  table  shows  the  calcula-ons  for  the  first  

12  months  and  the  last  5  months.      ¨  The  monthly  payment  of  $1896  is  determined  using  goal  seek  

to  force  the  sum  of  the  last  column  to  $300,000.      ¨  Note  that  you  will  pay  out  $682,633  in  principal  and  interest  

¤  $300,000  in  principal    ¤  $382,633  in  interest    

32

Page 33: Bond price and yield pdf

Mortgage  Example    

t i   CF DF DCF0.000 0 -­‐$                       -­‐$                      0.083 1 1,896$               0.995 1,886$              0.167 2 1,896$               0.989 1,876$              0.250 3 1,896$               0.984 1,866$              0.333 4 1,896$               0.979 1,856$              0.417 5 1,896$               0.973 1,846$              0.500 6 1,896$               0.968 1,836$              0.583 7 1,896$               0.963 1,826$              0.667 8 1,896$               0.958 1,816$              0.750 9 1,896$               0.953 1,806$              0.833 10 1,896$               0.947 1,796$              0.917 11 1,896$               0.942 1,787$              1.000 12 1,896$               0.937 1,777$              

29.667 356 1,896$               0.146 277$                    29.750 357 1,896$               0.145 276$                    29.833 358 1,896$               0.145 274$                    29.917 359 1,896$               0.144 273$                    30.000 360 1,896$               0.143 271$                    Sum 682,633$     P 300,000$    

∑=

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +

=M

1ii

i

my1

CP

$300,000 P6.500% y  nominal

12 m6.697% y  annual  effective0.542% y  monthly  effective

33

Page 34: Bond price and yield pdf

Perpetuity      34

Now  in  the  case  that    M=∞  C  is  constant          and  of  course  y  <  1            This  is  a  perpetuity  

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

=

myCP

P=Ci

(1+y)ii=1

M

P=C ⋅ 1(1+y)ii=1

P=Cy

P=Cy

P=Ci

(1+y)ii=1

M

If  a  nominal  annual  rate,  y,  is  used  then  

P  

C  

i  

Example:    How  much  money  do  you  need  to  invest,  P,  to  pay  out  $1  per  year  forever  if  the  pay  out  rate  is  10%  (effec-ve)  per  year?    

Page 35: Bond price and yield pdf

Annuity    35

Now  how  much  money  do  you  need  to  invest  at  10%  to  receive  a  $1  /  year  payout  for  M  years  ?      That’s  an  annuity  (a  perpetuity  would  pay  out  forever)    P  

C  

i                                                                                    M      M+1  

PM+1=Cy

P0M+1=

Cy⋅

1

1+y( )M

=Cy⋅ 1+y( )

−M

P =P0=Cy−Cy⋅ 1+y( )

−M

=Cy⋅ 1− 1+y( )

−M#

$%

&

'(

P=Cy⋅ 1& 1+y( )

&M"

#$

%

&'

C = P ⋅ y

1& 1+y( )&M

=P ⋅ y ⋅ 1+y( )

M

1+y( )M−1

P=C ⋅my

⋅ 1' 1+ ym

"

#$

%

&'

'M(

)

**

+

,

--

C=P ⋅ y

m

"

#$

%

&'⋅ 1+

ym

"

#$

%

&'

M

1+ ym

"

#$

%

&'

M

'1

M=20  years  C=$1  Y=10%  P=$8.51  

Page 36: Bond price and yield pdf

Annui-es  36

Page 37: Bond price and yield pdf

Closed  Form  Formulas  

¨  Annuity    ¤  Home  mortgage  annuity  formula  example  

¨  Bonds  ¤  Annuity  for  coupon  payment  plus  the  discounted  face  value            

20.1896$1)%542.0(1

0.542%)(1  0.542%$300,000C 360

360

=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

−+

+⋅⋅=

MM

my1

F

my1

my

1

my1CP

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +

+

⎟⎟⎟⎟⎟

⎜⎜⎜⎜⎜

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

⋅=

37

Page 38: Bond price and yield pdf

Closed  Form  Formulas  

¨  Bonds  ¤ Example  of  bond  w/  F=$1000,  c=7%  semi-­‐annual,  T=4.5yrs,  y  annual  nominal  =  13.011%                

       ¤ Bond  with  frac-onal  ini-al  period            

   

00.800$

2y1

$1000

213.011%1

213.011%

1

213.011%

135$P 99 =

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +

+

⎟⎟⎟⎟⎟

⎜⎜⎜⎜⎜

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

⋅=

⎟⎟⎟⎟⎟

⎜⎜⎜⎜⎜

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +⎥

⎥⎥⎥

⎢⎢⎢⎢

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +

+

⎟⎟⎟⎟⎟

⎜⎜⎜⎜⎜

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +⋅⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

+⋅=deMM

my1

1

my1

F

my1

my

1

my11CP

38

Page 39: Bond price and yield pdf

Closed  Form  Formulas  

.825              .175  

last  coupon  

next  coupon

e=64  days        d  =  365  days  e/d=.175  

8/15/08                            8/15/09                    8/15/10                    8/15/11                          8/15/12                      8/15/13              8/15/14                                      6/12/09  

F=$100  y=4%  annual  c=5%  annual  

y  &  c    are  effec-ve  &  nominal  

Clean and Dirty Price example (p. 7.10) using closed form

$100

$101

$102

$103

$104

$105

$106

$107

$108

$109

$110

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0

Time

Price

39

70.108$)%4(1

1)%4(1

$100)%44%(1

14%115$P

3656455 =

⎟⎟

⎜⎜

+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

++⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛+

−+⋅=