MEMAKSIMUMKAN NILAI HARAPAN KEKAYAAN
INVESTOR DENGAN STRATEGI INVESTASI SAHAM
DUA PERUSAHAAN YANG BERGABUNG
NUR AZIEZAH
DEPARTEMEN MATEMATIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
ABSTRAK
NUR AZIEZAH. Memaksimumkan Nilai Harapan Kekayaan Investor dengan Strategi Investasi
Saham Dua Perusahaan yang Bergabung. Dibimbing oleh SISWANDI dan ENDAR HASAFAH
NUGRAHANI.
Saham merupakan sarana investasi yang paling populer. Harga saham berubah secara dinamis dan acak. Diasumsikan perubahan harga saham mengikuti gerak Brown. Ada kemungkinan investor dapat memperoleh keuntungan yang lebih besar jika perusahaannya bergabung dengan perusahaan lain. Jika terjadi penggabungan dua perusahaan maka terjadi kombinasi linear dua harga saham yang mengikuti gerak Brown. Tujuan dari karya ilmiah ini adalah menentukan nilai harapan yang maksimum dari kekayaan investor dengan strategi investasi saham dua perusahaan yang bergabung. Hasil kajian dalam suatu teorema yang
menyatakan bahwa strategi yang digunakan adalah dengan melihat tingkat return saham
perusahaan pada saat tertentu. Dengan teorema tersebut dibuktikan bahwa ada dua kemungkinan bagi investor, yaitu berinvestasi di kedua perusahaan atau berinvestasi di salah satu perusahaan saja. Nilai harapan dari kekayaan investor akan maksimum jika alokasi investasi di dua perusahaan adalah maksimum.
ABSTRACT
NUR AZIEZAH. Maximizing Expected Value of Wealth with Investment Strategy on Stocks of
Two Merging Companies. Supervised by SISWANDI and ENDAR HASAFAH NUGRAHANI
Stock is the most popular form of investment. Its price changes dynamically and randomly. It is assumed that the price moves according to Brownian motion. Investors can earn more profit when a company merges with another one. In case of a merger of two companies, there is a linear combination of two stock prices that change according to Brownian motion. The objective of this
research is to determine the expected value of investor’s wealth with a certain strategy. The result
is presented in a theorem, which describes the investment strategy according to the company’s
stock return at certain time. It has been proved that the investor can have two possibilities, i.e. the investor does not invest in either companies, or the investor invest only in one company. The expected value of wealth will be maximum if the allocation of investment in both companies are maximum.
MEMAKSIMUMKAN NILAI HARAPAN KEKAYAAN
INVESTOR DENGAN STRATEGI INVESTASI SAHAM
DUA PERUSAHAAN YANG BERGABUNG
NUR AZIEZAH
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
DEPARTEMEN MATEMATIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul Skripsi : Memaksimumkan Nilai Harapan Kekayaan Investor dengan
Strategi Investasi Saham Dua Perusahaan yang Bergabung
Nama
: Nur Aziezah
NRP
: G54062457
Menyetujui,
Pembimbing I
Pembimbing II
Drs. Siswandi, M.Si
Dr. Ir. Endar Hasafah Nugrahani, MS
NIP. 19640629 199103 1 001
NIP. 19631228 198903 2 001
Mengetahui,
Ketua Departemen Matematika
Dr. Berlian Setiawaty, MS
NIP. 19650505 198903 2 004
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penyusunan karya ilmiah ini juga tidak lepas dari bantuan berbagai pihak. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Drs. Siswandi, M.Si. selaku dosen pembimbing I (terima kasih atas semua ilmu,
kesabaran, motivasi, dan bantuannya selama penulisan skripsi ini).
2. Dr. Ir. Endar Hasafah Nugrahani, MS. selaku dosen pembimbing II (terima kasih atas
semua ilmu, saran, dan motivasinya).
3. Ir. Retno Budiarti, MS selaku dosen penguji (terima kasih atas semua ilmu dan sarannya).
4. Semua dosen Departemen Matematika (terima kasih atas semua ilmu yang telah
diberikan).
5. Bu Susi, Bu Ade, Bu Marisi, Mas Deni, Mas Yono, Mas Heri.
6. Keluargaku tercinta: Bapak (terima kasih atas semua nasihat dan motivasinya. Keinginan
Bapak udah Cici laksanakan), Ibu (terima kasih banyak atas semua doa, dukungan, kasih sayang, dan kesabarannya), Teteh (terima kasih sudah membantu memeriksa tugas akhir dan slide presentasi), Mang Tata, Mang Wanda, Mang Kanda, Mang Yadi, Mang Asep, Mas Anggi, Ene, Mang Iam, Pak Asep, dan lain-lain (terima kasih atas doanya).
7. Teman-teman Math 43: Dandi, Gandi, Subro, Desi, Rizky NS, Rizky SN, Apri, Slamet,
Irsyad, Narsih, Fardan, David, Kuntoaji, Sendy, Rian, Ace, Zulkarnaen, Mubarok, Faizal, Dwi, Nanu, Syahrul, Kiki, Peli, dan lain-lain (terima kasih doanya, senang bisa belajar bersama).
8. BBB : Ka Amin, Slamet, Eck, Syahrul, Desi, SN (terima kasih doanya, senang bisa
mengukir kenangan bersama).
9. Keluarga Bahagia : Mba Lia Y (terima kasih atas bantuannya. Ilmunya sangat
bermanfaat), Mba Ana (terima kasih sudah memberi semangat dan motivasi, share
pengalamannya sangat berharga), Ka Iput (terima kasih sudah sabar membantu), slamet (terima kasih sudah membantu mencari buku, terima kasih tidak bosan memberi semangat dan motivasinya dengan berbagai cara), Mas Ian, Eck, Ayu, Mega (terima kasih atas doanya).
10. Adik-adik Math 44 dan Math 45: terima kasih atas doa, semangat dan dukungannya.
11. Keluarga Yapsir : Pak Andri, Bu dodo, Kevin, Kristie terima kasih atas bantuannya.
12. Teman-teman KSR PMI kota Bogor (terima kasih atas semangat dan doanya).
13. Semua pihak yang telah ikut membantu baik secara moril maupun secara materiil.
Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi dunia ilmu pengetahuan khususnya Matematika dan menjadi inspirasi bagi penelitian-penelitian selanjutnya.
Bogor, September 2012
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 28 Juni 1988 sebagai anak bungsu dari dua bersaudara, anak dari pasangan Sudardjat (alm) dan Nurulhuda.
Tahun 2000 penulis lulus dari SDN Sindangbarang 6 Bogor. Tahun 2003 penulis lulus dari SMPN 4 Bogor. Tahun 2006 penulis lulus dari SMAN 1 Bogor dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB). Penulis memilih Jurusan Matematika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif pada kegiatan kemahasiswaan Gumatika (Gugus Mahasiswa Matematika) sebagai staf Biro Kaderisasi Departemen Pengembangan Sumber Daya
Manusia (PSDM) periode 2008 – 2009. Penulis juga aktif mengikuti kepanitiaan Masa Perkenalan
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI ...ii
DAFTAR LAMPIRAN ...ii
I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Tujuan ... 1
II LANDASAN TEORI ... 2
2.1 Investasi, Saham, dan Volatilitas ... 2
2.2 Proses Stokastik ... 2
2.3 Gerak Brown ... 2
2.4 Pergerakan Harga Saham ... 3
2.5 Proses Wiener Umum ... 3
2.6 Proses Ito ... 4
2.7 Lema Ito ... 4
2.8 Proses Stokastik untuk Harga Saham ... 4
III HASIL DAN PEMBAHASAN ... 5
3.1 Teorema 1 ... 5
3.2 Proposisi 1 ... 6
3.3 Proposisi 2 ... 7
3.4 Akibat ... 9
3.5 Nilai Harapan Kekayaan Investor ... 9
IV SIMPULAN DAN SARAN ... 10
4.1 Simpulan ... 10
4.2 Saran ... 10
DAFTAR PUSTAKA ... 10
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1: Pembuktian Persamaan (25) dan (26) ... 121
I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Tujuan suatu investasi adalah untuk
memperoleh keuntungan yang besar
dengan tingkat resiko yang rendah. Saat ini keberadaan pasar modal telah menjadi salah satu bentuk investasi yang dapat memberikan keuntungan yang cukup besar.
Salah satu instrumen utama yang diperdagangkan di pasar modal adalah saham. Saham merupakan instrumen pasar keuangan yang paling populer. Perusahaan menerbitkan saham untuk menambah dana perusahaan.
Faktor yang mempengaruhi besarnya permintaan saham dan penawaran saham adalah tingkat harga saham tersebut. Apabila harga saham dinilai terlalu tinggi oleh pasar, maka jumlah permintaan akan berkurang. Sebaliknya, bila pasar menilai terlalu rendah, jumlah permintaan akan meningkat.
Ada kemungkinan investor dapat
memperoleh keuntungan yang lebih besar jika perusahaannya bergabung dengan perusahaan lain. Ketika penggabungan
berlangsung pada waktu T, kita
mengasumsikan bahwa rasio dari dua harga
saham akan sama dengan ,
1 2
T
T S
C S .
Konstanta ini merupakan rasio harga
saham dari dua perusahaan yang mengganti saham lama mereka dengan yang baru dari perusahaan yang bersatu. Diasumsikan bahwa informasi ini tersedia untuk orang dalam, artinya hanya yang melakukan merger saja yang mengetahui, selain itu tidak. Ada banyak contoh dari pasar konvergen ketika ada dua atau lebih proses dari harga saham, tingkat bursa, atau tingkat suku bunga yang salah satu dapat
memiliki banyak informasi tentang
perubahan perkembangan yang akan
datang.
Jika tidak dibatasi, maka orang dalam dapat mencapai kekayaan tak terhingga dalam waktu yang terbatas karena orang
tersebut mempunyai cukup informasi
tambahan dibanding orang lain yang berada di pasar. Hal ini jelas sesuatu yang kita ingin kesampingkan. Diasumsikan informasi tambahan hanya tersedia untuk orang dalam yaitu penggabungan akan
terjadi pada waktu . Ada model strategi
yang diharapkan memaksimalkan kekayaan akhir mengikuti gerak Brown. Strategi dibatasi oleh kendala pada waktu yang singkat yang berkaitan dengan kekayaan sekarang.
Pada saat penggabungan dua
perusahaan, kondisi ini sama artinya dengan kombinasi linear dari dua harga saham yang mengikuti gerak Brown. Hal ini serupa dengan proses jembatan Brown, tetapi proses dua dimensi. Kita mengacu pada proses jembatan Brown planar dan menyatakan sebagai solusi bagi suatu
sistem persamaan diferensial yang
mengikuti dua gerak Brown. Posisi ini merupakan sistem persamaan diferensial untuk dua harga saham, begitu juga untuk dinamika kekayaan dari strategi optimal yang ditemukan.
Karya ilmiah ini merupakan rekonstruksi dari tulisan Jonsson & Vecer (2005) yang
berjudul “Insider Trading in Convergent Markets.”
1.2 Tujuan
2
II LANDASAN TEORI
Untuk memahami masalah-masalah yang terjadi pada karya tulis ini diperlukan pengertian beberapa konsep berikut ini.
2.1 Investasi, Saham, dan Volatilitas
Definisi 2.1 (Investasi)
Investasi adalah komitmen atau sumber daya saat ini dengan harapan yang lebih besar di masa depan.
(Bodie et al. 2009)
Definisi 2.2 (Saham)
Saham adalah sarana investasi dengan pendapatan tetap dan bersifat jangka panjang.
(Bodie et al. 2009)
Definisi 2.3 (Volatilitas)
Volatilitas adalah ukuran ketidakpastian pendapatan saham.
(Hull 2009)
Harga saham sangat dipengaruhi oleh informasi yang bersifat acak, dan karenanya harga saham juga bernilai acak. Volatilitas
saham, yang biasanya dilambangkan σ,
menyatakan tingkat keacakan harga saham. Semakin besar nilai volatilitas, semakin tak terduga pergerakan harga saham. Sebaliknya, semakin kecil nilai volatilitas, semakin mudah untuk menduga harga saham tersebut.
2.2 Proses Stokastik
Definisi 2.4 (Medan )
Medan – adalah suatu himpunan yang
anggotanya terdiri atas himpunan bagian
ruang contoh Ω, yang memenuhi syarat
berikut.
1. .
2. Jika Α , maka Ac .
3. JikaA A1, 2, , maka
1
i i
A
Ç
.(Grimmett & Stirzaker 1992)
Definisi 2.5 (Ukuran Peluang)
Misalkan Ω adalah ruang contoh suatu
percobaan dan adalah medan pada Ω.
Suatu fungsi yang memetakan unsur-unsur
ke himpunan bilangan nyata , atau
:
P disebut ukuran peluang jika :
1. tak negatif, yaitu untuk setiap A ,
( ) 0 P A ,
2. bersifat aditif tak hingga, yaitu jika
1, 2,
A A dengan AiAj , i j,
maka
1 1
( )
n n
n n
P A P A
Ç
.3. bernorma satu, yaitu P
Ω 1 .Pasangan (Ω, , )P disebut ruang ukuran
peluang atau ruang probabilitas.
(Hogg & Craig 1995)
Definisi 2.6 (Proses Stokastik)
Proses stokastik adalah sekumpulan peubah
acak
Xt
,t T,
Γ
yang tergantungpada parameter dan terdefinisikan pada
ruang probabilitas( , , ) P .
(Sobczyk 1991)
Definisi 2.7 (Turunan Stokastik)
Misalkan X tt,
,
adalah prosesstokastik. Jika terdapat fungsi a t( ) dan b t( )
sehingga untuk sembarang t1, t2, dengan
1 2
t t
memenuhi
2 21 1
2 1 ( ) ( ) ( )
t t
t t
X t X t
a t dt
b t dW tmaka dikatakan bahwa X t( )memiliki turunan
stokastik dX t( ) yaitu
( ) ( ) ( ) ( ).
dX t a t dt b t dW t
(Sobczyk 1991)
2.3 Gerak Brown
Definisi 2.8 (Gerak Brown Standar)
Sebuah gerak Brown standar
W t
:t0
adalah sebuah proses stokastik yang memiliki 1. continuous Path,
2. stasioner, independent increments, dan
3. W(t)~ ( ,N 0t)untuk semua t0.
(Chang 2007)
Definisi 2.9 (Gerak Brown)
Sebuah proses X dikatakan gerak Brown
2
,
jika dapat dituliskan sebagai
0 ( )X t X t W t ,
dengan W adalah sebuah gerak Brown
standar.
3
Definisi 2.10 (Proses Gaussian)
Suatu proses stokastik
X t t
, 0
dikatakan proses Gaussian jika
1 , , ( )nX t X t memiliki sebaran normal
bersama untuk semua t1,,tn.
(Ross 1996)
Definisi 2.11 (Jembatan Brown Standar)
Sebuah jembatan Brown standar adalah
sebuah proses Gaussian X dengan path yang
kontinu, rataan 0, dan fungsi kovarian
,
(1 )Cov X s X t s t untuk 0 s t 1. (Chang 2007)
2.4 Pergerakan Harga Saham
Secara umum, pergerakan harga saham dapat dipecah menjadi dua faktor, yaitu faktor yang dapat diperhitungkan (misalnya suku
bunga) dan faktor yang tidak dapat
diperhitungkan (misalnya berita naik-turunnya harga saham perusahaan lain). Faktor kedua ini menyebabkan pergerakan harga saham tidak dapat dimodelkan secara deterministik. Model yang biasa digunakan untuk kasus seperti ini adalah model/proses stokastik.
Menurut Willmot et al. (1996), model
stokastik bagi pergerakan harga saham memiliki bentuk sebagai berikut :
dS
dt dW
S . (1)
Dalam hal ini, dS
S adalah perubahan harga
saham selama interval dt dibagi harga saham
sebelum interval dt. μ adalah rata-rata
pertumbuhan harga saham, σ adalah
volatilitas, dan dWadalah bagian yang
mengandung keacakan/ketidakpastian dari
harga saham. Diasumsikan bahwa dW
mengikuti proses Wiener serta memiliki sifat:
• dWadalah variabel acak yang menyebar
normal,
• rataan dari dWadalah nol,
• ragam dari dWadalah dt.
2.5 Proses Wiener Umum
Proses Wiener merupakan salah satu proses stokastik markov dengan perubahan rataan nol dan laju varian 1 per tahun.
Variabel W dikatakan mengikuti proses
Wiener jika mempunyai sifat:
1. Perubahan W selama periode waktu
yang kecil adalah
W
t
dimana adalah peubah acak dengan
sebaran normal baku
0,1 .2. Nilai dari W untuk dua interval waktu
yang singkat t adalah bebas.
(Hull 2009)
Proses stokastik memiliki turunan yang bersifat stokastik. Perubahan rataan persatuan waktu untuk proses stokastik diketahui
sebagai laju drift dan varian per satuan waktu
diketahui sebagai laju varian. Proses Wiener
dasar, mempunyai laju drift nol dan laju
varian satu. Laju drift dari rataan nol adalah
nilai harapan dari W pada waktu yang akan
datang adalah sama dengan nilai yang sebenarnya. Laju varian 1 maksudnya bahwa
perubahan varian di pada interval waktu
dengan panjang sama dengan . Proses
Wiener umum untuk variabel dapat
didefinisikan dalam bentuk sebagai
dxadt bdW (2)
dimana dan konstan.
Bentuk mengakibatkan mempunyai
harapan laju drift per satuan waktu. Jika
bagian dikeluarkan maka persamaan
menjadi :
dxadt
dx adt
x at c
0
0
t x c
sehingga
0
x x at (3)
dengan adalah nilai dari saat , pada
periode waktu dengan panjang T, dan variabel
naik sebanyak .
Proses Wiener mempunyai standar deviasi
1. Pada saat proses Wiener mempunyai
simpangan baku sebesar
~ ( , )
dxadt bdz N adt b dt
2 2
dx b dt
(4)
dalam selang interval waktu yang kecil ,
perubahan menjadi:
x a t b
t . (5)
Sebelumnya mempunyai sebaran
normal baku, sehingga mempunyai
sebaran normal dengan
rataan :
simpangan baku : √
4
2.6 Proses Ito
Jenis proses stokastik lainnya adalah proses Ito. Proses Ito merupakan proses
Wiener umum dengan parameter dan
adalah fungsi dari nilai underlying variabel x
dan waktu t. Proses Ito dapat ditulis secara
aljabar sebagai :
, ( , )dxa x t dt b x t dW . (6) Pada interval waktu yang kecil antara dan , variabel berubah dari ke
, dimana
, ( , )x a x t t b x t t
. (7)
Diasumsikan bahwa laju drift dan varian
tetap konstan yaitu dan
selama interval waktu antara dan
~ ( ( , ) , ( , ) )
dx N a x t dt b x t dt . (8)
2.7 Lema Ito
Misalkan X(t) memiliki turunan stokastik
( ) ( ) ( ) ( )
dX t a t dt b t dW t
dan misalkan g(t,x) adalah fungsi kontinu
dalam t dan x bersama turunannya
, ,
maka fungsi memiliki turunan
stokastik (dengan Proses Wiener )
sebagai berikut :
2 2
2
1
( ) ( ) ( ) ( )
2
G G G G
dG a t b t dt b t dW t
t x x x
(Sobczyk 1991)
Harga opsi saham adalah fungsi yang mendasari harga saham dan waktu. Secara umum dikatakan bahwa harga dari suatu derivatif adalah fungsi yang mendasari peubah acak stokastik, sebuah derivatif dan waktu.
Misalkan nilai dari peubah acak x
mengikuti proses Ito:
, ( , )dxa x t dt b x t dW (9)
dimana adalah proses Wiener, dan
adalah fungsi dari dan . Peubah acak
mempunyai laju drift dan laju varian .
Lema Ito menunjukkan bahwa fungsi dari
dan memenuhi
2 2 2
1 2
G G G
dG a b dt
x t x
GbdW
x
(10)
dimana adalah proses Wiener yang sama
pada persamaan (9) sehingga juga
mengikuti proses Ito dengan laju drift
2 2 2
1 2
G G G
a b
x t x
dan laju varian
2 2
G b x
.
Sehingga dengan mudah dapat ditunjukkan bahwa
dS
Sdt
SdW (11)dengan µ dan σ konstan, adalah model
perubahan harga saham berdasarkan lema Ito.
Proses tersebut diikuti oleh fungsi terhadap
dan sebagai berikut
2 2 2 2
1 2
G G G
dG S S dt
S
t S
G S dW S
(12)
dan dipengaruhi oleh sumber yang
mendasari ketidakpastian yang sama.
2.8 Proses Stokastik untuk Harga Saham
Pada bagian ini akan dibahas proses stokastik yang biasanya diasumsikan untuk harga saham tanpa pembayaran dividen. Harga saham mengikuti proses Wiener umum
yang mempunyai harapan laju drift konstan
dan laju varian konstan. Misalkan S adalah
harga saham, maka
,
,dSa S t dt b S t dW . (13)
Jika adalah harga saham pada waktu ,
maka harapan laju drift pada diasumsikan
S
untuk parameter konstan. Pada interval
waktu yang kecil , akan naik sebesar
S t
. Parameter merupakan laju harapan
imbal hasil pada saham. Jika volatilitas dari harga saham selalu nol, maka modelnya menjadi:
S µS t
(14)
saat →0.
Dengan demikian
dSµSdt
.
dS dt
S (15)
Integralkan kedua ruas pada (15) menjadi
dS d S t
lnS
t k, (16)dengan k = konstanta sembarang.
Persamaan (16) dapat ditulis menjadi
t k Se
.
t k
5
Dengan memisalkan , maka
persamaan (17) menjadi
1t
S t c e (18)
Misalkan dan merupakan harga
saham pada waktu dan , maka persamaan
(18) menjadi
(19)
Persamaan (19) menunjukkan bahwa laju varian nol, harga saham tumbuh dengan laju
continous compounding per satuan waktu. Pada kenyataannya harga saham menunjukkan volatilitas karena asumsinya variasi dari persentasi imbal hasil pada periode waktu yang singkat sama tanpa memperhatikan harga saham.
Simpangan baku dari perubahan dalam periode waktu yang singkat akan proporsional ke harga saham dan berperan penting untuk model:
dS
Sdt
SdWμdt dS
dW
S (20)
Persamaan (20) sebagian digunakan untuk memodelkan tingkah laku harga saham.
Variabel adalah volatilitas dari harga
saham. Variabel adalah harapan laju imbal
hasil. Persamaan (20) disebut juga sebagai gerak Brown geometrik.
III HASIL DAN PEMBAHASAN
Misalkan ada dua perusahaan yang akan bergabung. Misalkan pula harga saham masing-masing perusahaan mengikuti gerak Brown geometrik
1
1
1 1
1
t
t t
dS
dt dW
S
2
2
2 2
2
t
t t
dS
dt dW
S
(21)i t
S adalah harga saham perusahaan pada
saat ,
iadalah rata-rata pertumbuhan hargasaham perusahaan ,
i adalah volatilitasperusahaan , Wt1 dan
2
t
W adalah gerak
Brown dengan dW dWt1 t2dt, 1 1
,
adalah korelasi antara gerak Brown perusahaan pertama dengan gerak Brown
perusahaan kedua, dan pada saat
penggabungan (yaitu saat T) berlaku
1 2
.
T T
S C S (22)
Diasumsikan tingkat suku bunga adalah
nol, misalkan kekayaan awal adalah yang
merupakan kekayaan tetap investor dan
kekayaan investor saat dengan strategi
1, 2
t t t
adalah Yt
, dan berlaku
1 2
1 2
1 2
t t t
t t
t t t
dY dS dS
Y S S
(23)dengan ti adalah bagian dari kekayaan yang
diinvestasikan pada saham , oleh karenanya
1 2
1 t t adalah bagian dari kekayaan yang
didepositokan.
Untuk memaksimumkan harapan dari kegunaan suatu kekayaan dengan beberapa kendala perdagangan, diasumsikan tidak ada
peminjaman dan short selling. Dengan kata
lain 1 2
, 0
t t
dan 1 2
1
t t
. Total
kekayaan Yt bernilai tak negatif.
Diasumsikan juga fungsi harapan dari
kekayaan yang ingin dimaksimumkan oleh investor adalah fungsi linear.
Ada dua kemungkinan strategi
t yangmemaksimumkan nilai harapan kekayaan investor yaitu:
1.
t
0,0 , 1,0 , 0,1 ,
2.
t
,0
,
0,
, 1
,
,
,1
, 1
,0
, 0,1
,Strategi yang dibahas pada karya ilmiah ini adalah strategi yang pertama.
3.1 Teorema
Strategi
t yang memaksimumkan E Y Tselalu memenuhi
t
0,0 , 1,0 , 0,1
dan hanya tergantung pada1 2
1
log t
t
t S X
T t CS
.
Lebih tepatnya, menetapkan proses planar Zt
dengan melihat tingkat return saham
perusahaan i saat t ( i)
t
Z sebagai
1 2
1 1 2 2
, ,
t t t t t
6
1 1 2
1 2 2
1 2 1 2 2
A
dan
2 2 1
2 2 2
1 2 1 2 2
A
,
2 2
1 1 2 2 1 2 1
1 2
B
A
A dan
2 2
2 2 1 1 2 1 2
1 2
B
A
A , maka
1 2
1 2 1
2 1 2
0,0 0 0
1,0 0
0,1 0
t t
t t t t
t t t
jika Z dan Z jika Z dan Z Z jika Z dan Z Z
.Artinya jika dan , maka
investor tidak berinvestasi di kedua
perusahaan. Jika dan , maka
investor berinvestasi di perusahaan pertama.
Jika dan , maka investor
berinvestasi di perusahaan kedua. Untuk membuktikan Teorema tersebut, diperlukan Proposisi 1 dan Proposisi 2.
3.2 Proposisi 1
Misalkan Wt1 dan
2
t
W adalah dua gerak
Brown dimulai dari W01W020 dengan
1 2
t t
dW dW dt, saat
1 2
1 T 2 T
a W a W b (24)
dimana dan b adalah konstan. Dinamika
dari dan dapat ditulis sebagai
1 2
1 1 2 1 2 1
1 2 2 2 2 2
1 2 1 2 2 1 2 1 2 2
t t
t t
b a W a W a a
dW a a dt d
T t a a a a a a a a
2 2 2 2 2
1 1 2 2
1
2 t
a
d
a a a a
(25)
1 2
2 1 2 2 1 1
2 1 2 2 2 2
1 2 1 2 2 1 2 1 2 2
t t
t t
b a W a W a a
dW a a dt d
T t a a a a a a a a
2 2 1 2 2
1 1 2 2
1
2 t
a
d
a a a a
(26)
dengan dt1 dan
2
t
d adalah dua gerak
Brown standar yang bebas.
Bukti:
Untuk membuktikan proposisi 1 diketahui
bahwa kondisi sebuah gerak Brown
Xt 0 t Tpada nilai ujung Xt mengarah pada sebuah
jembatan Brown. Jika nilai awal X0adan
nilai akhir XT b, maka
0
,
t
t t
b X
dX dt dW X a
T t
. (27)
Persamaan (27) merupakan jembatan Brown satu dimensi. Sedangkan, jembatan Brown planar merupakan versi dua dimensi dari persamaan (27).
Kita definisikan dua proses baru:
1 1 2
1 2
t t t
U a W a W (28)
2 1 2
2 1 1 2
t t t
U a
a W a
a W (29)dengan U1t dan
2
t
U bebas.
1
2 2
1 2 1 2 2
t U a a a a
adalah kondisi sebuah gerak Brown pada nilai
ujung dan
2
2 2 2
1 1 2 2
1 2
t U
a a a a
adalah sebuah gerak Brown. Sehingga berdasarkan persamaan (27), kita dapat
menuliskan Ut1 dan
2
t
U dalam bentuk
1
1 2 2 1
1 2 1 2 2
t
t t
b U
dU dt a a a a d
T t
(30)
2 2 2 2 2
1 1 2 2
1 2
t t
dU
a
a a a d
(31)dimana dt1 dan
2
t
d adalah gerak Brown
standar yang bebas.
Substitusi persamaan (28) ke persamaan (30), akan diperoleh
1 2
1 1 2 2
1 2
t t
t t
b
a W
a W
d a W
a W
dt
T t
2 2 1
1
2
1 2 2 ta
a a
a d
7
Persamaan tersebut akan menghasilkan (lihat Lampiran 1a)
1 2
21 1 2 1 2 1 2 2
1 2 2 2 2 2 2 2
1 1 2 2 1 1 2 2 1 2 1 2 2
. 1
2 2
t t
t t t
a
b a W a W a a
dW a a dt d d
T t a a a a a a a a a a a a
Substitusi persamaan (29) ke persamaan (31)
1 2
2 2 2 22 1 t 1 2 t 1 1 2 1 2 2 t
d a
a W a
a W
a
a a a d
.Persamaan tersebut akan menghasilkan (lihat Lampiran 1b)
1 2
22 1 2 2 1 1 1 2
2 1 2 2 2 2 2 2
1 1 2 2 1 1 2 2 1 2 1 2 2
. 1
2 2
t t
t t t
a
b a W a W a a
dW a a dt d d
T t a a a a a a a a a a a a
Dengan menggunakan jembatan Brown, diperoleh dinamika dari dua saham yang bergabung.
3.3 Proposisi 2
Misalkan dinamika dari dua harga saham diberikan sebagai berikut
1 1 1 1 1 t t t dS dt dW
S
2 2 2 2 2 t t t dS dt dW
S
(32)dimana Wt1 dan
2
t
W adalah dua gerak Brown
dengan dW dWt1 t2dt pada saat
1 2
t t
S C S (33)
maka harga saham dinamik dapat
diekspresikan sebagai
1
1 2
1 1 1
1
t
t t t
t dS
A X B dt C d Dd
S
. (34)
2
1 2
2 2 2
2
t
t t t
t dS
A X B dt C d Dd
S
. (35)Bukti:
Dari pembahasan terdahulu diketahui t1
dan t2 adalah dua gerak Brown bebas dengan
1 2 1 2
, , , ,
t
X A A B B ada pada teorema dan
1 1 2
1 2 2
1 2 1 2 2
C
2 2 1
2 2 2
1 2 1 2 2
C
2 1 2 2 2
1 1 2 2
1 2
D
Didefinisikan i t GlnS .Jika fungsi diturunkan terhadap , maka
1 i i t t G S S .
Jika fungsi diturunkan dua kali terhadap ,
maka
2 2 2 1 i i t t G S S .Jika fungsi diturunkan terhadap , maka
0
G t
. (36)
Berdasarkan persamaan (12) didapat
2 2 2 2 1 2 i ii t i t
i i
t t
G G G
dG S S dt
t
S S
i i
i t t
i t G S dW S
dengan mensubstitusi
2 2 , , i i t t G G S S dan
G t
,
persamaan (12) menjadi
2 2 2
1 1 1
0 2
i i
i t i t
i i
t t
dG S S dt
S S
1i i ti ti t S dW S sehingga 2 1 2 ii i i t
dG
dt
dW (37)
dan 2 1 2 i t
i i i
dW dG
dt dt
. (38)
Karena GlnSti, maka persamaan (38)
menjadi
2
( ) 1
2
i i
t t
i i i
d lnS dW
dt dt
(39)
sehingga 2 1 1 2 i i t t
i i i
i t
dS dW
dt dt
S
8 atau 2 1 2 i i t
i i i t
i t dS
dt dW
S
(41)
Untuk mendapatkan persamaan dalamSti,
dilakukan pengintegralan kedua ruas pada persamaan (41) 2 1 2 i i t
i i i t
i t dS
dt dW
S
2 1 2 i it i i i t
lnS
t
W C
1 2
2
i i
t i i i t
S exp
t
W C
1 2.
2
i i
t i i i t
S exp C exp
t
W
.
Jika [ ], maka
2 0
1 2
i i i
t i i i t
S S exp
t
W
. (42)
sehingga untuk kondisi 1
2
T T S
C
S diartikan
sebagai 1 2 T T S C S
1 2 1
0 1 1 1
2 2 2
0 2 2 2
1 2 1 2 T T
S exp T W
C
S exp T W
2 1
1 1 1 2
0 1
2 2 0
2 2 2
1 2 1 2 T T
exp T W
S C
S
exp T W
2
2 1 2 2 0
1 1 1 2 2 2 1
0
1 1
2 T 2 T
S
exp T W T W C
S 2
2 1 2 2 0
1 1 1 2 2 2 1
0
1 1
2 T 2 T
S
T W T W ln C
S 2
2 1 2 2 0
1 1 1 2 2 2 1
0
1 1
2 T 2 T
S
T T W T T W ln C
S
2
1 2 2 2 0
1 2 2 1 2 1 1
0
1 2
T T
S
W W T T ln C
S
21 2 2 2 0
1 2 2 1 2 1 1
0
1 2
T T
S
W W T T ln C
S
21 2 2 2 0
1 2 2 1 2 1 1
0
1 2
T T
S
W W T ln C
S
. (43)
Persamaan (43) sesuai dengan persamaan (24) dengan
1 1
a
, a2
2, dan
22 2 0
2 1 2 1 1
0
1 2
S
b T ln C
S
. (44)
Dinamika jembatan Brown planar diberikan pada Proposisi 1, persamaan dari dua gerak
Brown standar dan . Jika persamaan (25)
disubstitusi ke persamaan (32), maka
1 1 2
1
1 2 1 2
1 1 1 2
1 2 2 2 2
1 2 1 2 2 1 2 1 2 2
t t t
t t
dS b a W a W a a
dt a a dt d
S T t a a a a a a a a
2 2 2 2 2
1 1 2 2
1
2 t
a
d
a a a a
.
Berdasarkan teorema, persamaan tersebut menjadi (lihat Lampiran 2)
1
1 2
1 1 1
1
t
t t t
t dS
A X B dt C d Dd
9
Jika persamaan (26) disubstitusi ke persamaan (32), maka
2 1 2
1
1 2 2 1
2 2 2 1
2 2 2 2 2
1 2 1 2 2 1 2 1 2 2
t t t
t t
dS b a W a W a a
dt a a dt d
S T t a a a a a a a a
2 2 1 2 2
1 1 2 2
1
2 t
a
d
a a a a
.
Berdasarkan teorema, persamaan tersebut menjadi (lihat Lampiran 2)
2
1 2
2 2 2
2
t
t t t
t dS
A X B dt C d Dd
S
.Dengan demikian Proposisi 2 terbukti.
3.4 Akibat
Diasumsikan bahwa saham tunggal
mengikuti t t t dS dt dW
S . (45)
Saat ST C, maka
2 1 1 2 t T t t t dS S
log dt d
S T t S
(46)
dengan
t adalah sebuah gerak Brownstandar.
Bukti:
Persamaan (46) merupakan kasus khusus
dari proposisi 2 dengan 1
t t
S S ,
1,1
,
2 20, 21
t S .
1
1 2
1 1 1
1
t
t t t
t dS
A X B dt C d Dd
S
1 1 2
1
2 2
1 2 1 2 2
C
2 2 0 σ 0 0 2 1 2 2 21 1 2 2
1 2
D
22 0 1 0 0 0
1 1 2
1 2 2 2
1 1 2 2
0 1
2 0 0
A
2 2 1
2 2 2 2
1 1 2 2
0 0
0
2 0 0
A
2 2
1 1 2 2 1 2 1
1 2
B
A
A
0 0 1
2 0
1 1 22 2
1 2 1 1 1 t t t t t S SX log log
T t CS T t S
1 t t S log
T t S
maka
1 1 21 1 1
1
t
t t t
t dS
A X B dt C d Dd
S
1 1 21 0 2 t t t S
log dt d
T t S
2 1 1 2 T t t S
log dt d
T t S
.
Dengan demikian akibat terbukti.
3.5 Nilai Harapan Kekayaan Investor
Persamaan (23) yang menyatakan
kekayaan investor adalah
1 2
1 2
1 2
t t t
t t
t t t
dY dS dS
Y S S
1 2 1 2 1 2 t tt t t t
t t dS dS dY Y S S
1 2 1 2 1 2 0 T t tt t t t
t t dS dS Y Y S S
(47)Nilai harapan dari kekayaan investor adalah kekayaan tetap investor ditambah dengan nilai harapan kekayaan investor yang dimaksimumkan.
1 2
1 2
0 1 2
0
T
t t
T t t T
t t
dS dS
E Y Y E Y
S S
. (48)10
1 1 2 2 2 2
0 1 1 1 2 2 2
0
T
T t t t t t t t t T
E Y Y E
A X B dt C d
Dd
A X B dt C d
Dd
Y dt
1 2
0 1 1 2 2
0
T
t t t t T
Y E
A X B
A X B Y dt
(49)Berdasarkan teorema
1 2
1 1 2 2
, ,
t t t t
Z Z A X B A X B ,
maka persamaan (49) menjadi
1 1 2 2
0 0
T
T t t t t T
E Y Y E
Z
Z Y dt
.Karena nilai harapan dari proses Wiener adalah nol, maka nilai harapan dari gerak
Brown ( ) adalah nol, sehingga integral
mempunyai nilai harapan nol. Karena asumsi
tanpa pinjaman, maka . Integral
tersebut akan maksimal jika 1tZ1t t2Zt2
maksimal untuk setiap t.
IV SIMPULAN DAN SARAN
4.1 Simpulan
Dengan asumsi pergerakan harga saham mengikuti gerak Brown yang mempunyai harapan laju drift konstan dan laju varian konstan. Strategi yang digunakan adalah
dengan melihat tingkat return saham
perusahaan i saat t ( ). Ada dua
kemungkinan strategi
1, 2
t t
bagi investoryang dibahas, yaitu: tidak berinvestasi di
kedua perusahaan
0,0 atau berinvestasi disalah satu perusahaan
0,1 , 1,0
. Denganstrategi investasi tersebut diperoleh nilai
harapan kekayaan investor dari dua
perusahaan yang bergabung akan maksimum
jika 1 1 2 2
tZt tZt
maksimum.
4.2 Saran
Analisis lebih lanjut mengenai
memaksimumkan nilai harapan dari kekayaan investor dapat dikembangkan untuk strategi
,0 ,
0,
, ,1
, 1 ,
,t
1
,0
, 0,1
.DAFTAR PUSTAKA
Bodie, Kane, Markus. 2009 . Investment. 8th
Ed. The McGraw-Hill Companies Inc.
Chang J. 2007. Stochastic Processes. Yale
University.
Grimmett GR, DR Stirzaker. 1992.
Probability and Random Processes. 2th Ed. Clarendon Press. Oxford.
Hogg RV, AT Craig. 1995. Introduction to
Mathematical Statistics. 5th Ed. Prentice Hall, Englewood Cliffs. New Jersey
Hull JC. 2009. Options, Futures, and Other
Derivatives. 7th Ed. Prentice Hall International Inc. Toronto.
Jonsson M, Vecer J. 2005. Insider Trading in
Convergent Markets, Applied
Mathematical Finance, Vol. 12: 243-252
Ross SM. 1996. Stochastic Processes.
University of California.
Sobczyk K. 1991. Stochastic Differential
Equations with Aplications to Physics and Engineering. Kluwer Academic Publisher.
Wilmott P, Howison S, Dewynne J. 1996. The
Mathematics of Financial Derivatives.
Cambridge University Press.
12
Lampiran 1: Pembuktian Persamaan (25) dan (26)
a. Akan dibuktikan
Persamaan (25), yaitu
1 2
1 1 2 1 2 1
1 2 2 2 2 2
1 2 1 2 2 1 2 1 2 2
t t
t t
b a W a W a a
dW a a dt d
T t a a a a a a a a
2
2 2
2 2
1 1 2 2
1
2 t
a
d
a a a a
(L-1)
Bukti:
Diberikan persamaan
1 1 2
1 2
t t t
U a W a W (L-2)
2 1 2
2 1 1 2
t t t
U a a W a a W (L-3)
dengan dan bebas.
1
2 2
1 2 1 2 2
t U
a a a a
adalah kondisi sebuah gerak Brown pada nilai
ujung dan
2
2 2 2
1 1 2 2
1 2
t U
a a a a
adalah sebuah gerak Brown. Sehingga berdasarkan
persamaan (27), kita dapat menuliskan dan dalam bentuk
1
1 2 2 1
1 2 1 2 2
t
t t
b U
dU dt a a a a d
T t
(L-4)
2 2 2 2 2
1 1 2 2
1 2
t t
dU
a
a a a d
(L-5)Substitusi persamaan (L-2) ke persamaan (L-4), akan diperoleh
1 2
1 2
1 2 2 2 1
1 2 1 2 1 2 2
t t
t t t
b a W a W
d a W a W dt a a a a d
T t
.
Misalkan:
1 2
1 t 2 t b a W a W m
T t
dan
2 2
1 2 1 2 2
n a
a a a , maka
1 2
11 t 2 t t
d aW a W mdt nd
.Berdasarkan sifat turunan,
1 2
11 t 2 t t
d aW d a W mdt nd
1 2 1
1 t 2 t t
a dW a dW mdt nd . (L-6)
Substitusi persamaan (L-3) ke persamaan (L-5)
1 2
2 2 2 22 1 t 1 2 t 1 1 2 1 2 2 t
d a
a W a
a W
a
a a a d
.Jikan a122
a a1 2a22, maka
1 2
2 22 1 t 1 2 t 1 t
d a
a W a
a W
nd
. (L-7)Berdasarkan sifat turunan, persamaan (L-7) menjadi
1
2
2 22 1 t 1 2 t 1 t
d a
a W d a
a W
nd
1
2 2 22 1 t 1 2 t 1 t
a
a dW a
a dW
nd
(L-8)
Jika persamaan (L-6) dikali
a1a2
dan persamaan (L-8) dikali a2 kemudian dilakukaneliminasi, maka akan diperoleh
1
2
11 2 1 1 2 2 1 2 1 2
aa a dWt aa a dWt a a mdt a a ndt
a2
a a dW1
2 t1
a1
a a dW2
2 t2 1
2na d2
t2 -
a1
a a dW2
1 t1
a2
a a dW1
2 t1
a1
a mdt2
a1
a nd2
t1 1
2na d2
t2
2 1 1 1 2 1 1 2 2
1 t 1 2 t 1 2 t 2 t 1 2 1 2 t 1 2 t
13
a122
a a1 2a dW22
t1
a1
a mdt2
a1
a nd2
t1 1
2na d2
t2n dW2 t1
a1
a mdt2
a1
a nd2
t1 1
2na d2
t2
2
1 2 1 2
1 1 2 2
2 2 2
1
t t t
a a m a a n na
dW dt d d
n n n
2
1 2 1 2
1 1 2 2
2
1
t t t
a a m a a a
dW dt d d
n n
n
(L-9)
Dengan mengganti kembali m dan n pada persamaan (L-9), diperoleh
1 2
21 1 2 1 2 1 2 2
1 2 2 2 2 2 2 2
1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2
1
2 2 2
t t
t t t
a
b a W a W a a
dW a a dt d d
T t a a a a a a a a a a a a
b. Akan dibuktikan
Persamaan (26), yaitu
1 2
2 1 2 2 1 1
2 1 2 2 2 2
1 2 1 2 2 1 2 1 2 2
t t
t t
b a W a W a a
dW a a dt d
T t a a a a a a a a
2
2 1
2 2
1 1 2 2
1
2 t
a
d
a a a a
(L-10)
Bukti:
Dengan cara yang sama saat pada a, jika persamaan (L-6) dikali
a2a1
dan persamaan(L-8) dikali a1 kemudian dilakukan eliminasi, maka akan diperoleh
1
2
12 1 1 t 2 1 2 t 2 1 2 1 t
a a a dW a a a dW a a mdt a a nd
1
2 2 22 1 1 t 1 2 1 t 1 1 t
a
a a dW a
a a dW
na d
-
2
2
1 2 22 1 2 t 1 2 1 t 2 1 2 1 t 1 1 t
a
a a dW a
a a dW a
a mdt a
a nd
na d
a2
a a dW1
2 t2
a1
a a dW2
1 t2
a2
a mdt1
a2
a nd1
t1 1
2na d1
t2 (L-11)Dengan sifat distributif, persamaan (L-11) menjadi
2 2 2 2 2 2 1 2 2
2 t 1 2 t 1 2 t 1 t 2 1 2 1 t 1 1 t
a dW
a a dW
a a dW a dW a
a mdt a
a nd
na d
2 2 2 2 2 1 2 2
2 t 2 1 2 t 1 t 2 1 2 1 t 1 1 t
a dW
a a dW a dW a
a mdt a
a nd
na d
(L-12)Faktorkan pada persamaan (L-12), sehingga persamaan menjadi
2 2
2
1 2 21 2 1 2 2 t 2 1 2 1 t 1 1 t
a
a a a dW a
a mdt a
a nd
na d
(L-13)Karenan a122
a a1 2a22, maka persamaan (L-13) menjadi
2 2 1 2 2
2 1 2 1 1 1 .
t t t
n dW a
a mdt a
a nd
na d
(L-14)Selanjutnya kedua ruas persamaan (L-14) dibagi dengan n2, sehingga persamaan menjadi
22 1 2 1
2 1 1 2
2 2 2
1
t t t
a a m a a n na
dW dt d d
n n n
. (L-15)
Persamaan (L-15) disederhanakan menjadi
22 1 2 1
2 1 1 2
2
1
t t t
a a m a a a
dW dt d d
n n
n
. (L-16)
Jika mengganti kembali m dan n pada persamaan (L-16), maka diperoleh
1 2
22 1 2 2 1 1 1 2
2 1 2 2 2 2 2 2
1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2
1
2 2 2
t t
t t t
a
b a W a W a a
dW a a dt d d
T t a a a a a a a a a a a a