A Numerical Discussion for the European Put Option Model

Abstract

The Black-Scholes equations have been increasingly popular over the last three decades since they provide more practical information for optional behaviours. Therefore, effective methods have been needed to analyse these models. This study will mainly focus on investigating the behaviour of the Black-Scholes equation for the European put option pricing model. To achieve this, numerical solutions of the Black-Scholes European option pricing model are produced by three combined methods. Spatial discretization of the Black-Scholes model is performed using a fourth-order finite difference (FD4) scheme that allows a highly accurate approximation of the solutions. For the time discretization, three numerical techniques are proposed: a strong-stability preserving Runge Kutta (SSPRK3), a fourth-order Runge Kutta (RK4) and a one-step method. The results produced by the combined methods have been compared with available literature and the exact solution. It has seen that the results with minimal computational effort are sufficiently accurate.

Black-Scholes denklemleri opsiyon davranışlarında pratik bilgiler sağladığından son otuz yılda daha popüler hale gelmiştir. Bu nedenle, bu modelleri analiz etmek için etkili yöntemlere ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışma temel olarak Avrupa tipi satış opsiyonu fiyatlama modeli için Black-Scholes denkleminin davranışını araştırmaya odaklanmıştır. Bunun için, Black-Scholes Avrupa tipi opsiyon fiyatlama modelinin sayısal çözümleri üç birleştirilmiş yöntem ile üretilmiştir. Black-Scholes modelinin uzaysal ayrıklaştırması, çözümlerin yüksek hassasiyetli yaklaşımlarına izin veren dördüncü mertebeden bir sonlu fark (FD4) şeması kullanılarak yapılmıştır. Zaman ayrıklaştırması için üç sayısal teknik kullanılmıştır: Kuvvetli kararlılık koruyan RungeKutta (SSPRK3), dördüncü mertebe Runge Kutta (RK4) ve tek adımlı bir yöntem. Birleştirilmiş yöntemlerle üretilen sonuçlar literatürde mevcut olan çözüm ve tam çözüm ile karşılaştırılmıştır. Sonuçların minimum hesaplama çabasıyla yeterince hassas olduğu görülmüştür.