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Bid–ask matrix

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813: 1972: 601: 1834: 1385: 1502: 2251: 1723: 690: 1890: 423: 1601: 211: 1266: 1215: 1162: 1111: 1058: 1007: 2109: 1646: 954: 910: 866: 467: 292: 1989:
If Rule 3 from above is true, then a bid-ask matrix (BAM) is arbitrage-free, otherwise arbitrage is present via buying from a middle vendor and then selling back to source.
254: 362: 330: 142: 2281: 2029: 633: 1528: 670: 2170: 2143: 2056: 1771: 68: 1413: 539: 1554: 1433: 516: 496: 108: 88: 2303:
Schachermayer, Walter (November 15, 2002). "The Fundamental Theorem of Asset Pricing under Proportional Transaction Costs in Finite Discrete Time".
1902: 547: 1776: 1289: 1438: 2189: 808:{\displaystyle \Pi ={\begin{bmatrix}1&a_{12}&a_{13}\\a_{21}&1&a_{23}\\a_{31}&a_{32}&1\end{bmatrix}}} 1651: 1842: 369: 1562: 1728:
Similarly given a (constant) solvency cone it is possible to extract the bid–ask matrix from the bounding vectors.
147: 2341: 1221: 1170: 1117: 1066: 1013: 962: 2064: 1606: 916: 872: 828: 1530:
is the number of assets which with any non-negative quantity of them can be "discarded" (traditionally
428: 259: 2321: 223: 335: 299: 121: 2259: 2007: 609: 2308: 1507: 645: 2148: 2121: 2034: 1744: 41: 21: 1398: 524: 8: 1893: 1533: 1738: 1418: 501: 481: 93: 73: 2180: 2335: 1557: 469:. A direct exchange is always at most as expensive as a chain of exchanges. 1983: 34: 1967:{\displaystyle \prod _{s}\pi _{ij}={\frac {1}{\prod _{s}\pi _{ji}}}} 596:{\displaystyle \Pi ={\begin{bmatrix}1&x\\y&1\end{bmatrix}}} 1997:
A method to determine if a BAM is arbitrage-free is as follows.
1829:{\displaystyle \left\{{\frac {1}{\pi _{ji}}},\pi _{ij}\right\}} 25: 1380:{\displaystyle x_{ik}x_{kl}x_{lj}\geq x_{il}x_{lj}\geq x_{ij}} 1497:{\displaystyle \Pi =\left(\pi ^{ij}\right)_{1\leq i,j\leq d}} 24:
with elements corresponding with exchange rates between the
2246:{\displaystyle V_{n}\square V_{n}={\frac {v_{i}}{v_{j}}}} 518:
units of B can be exchanged for 1 unit of A. Then the
705: 562: 70:
element of the matrix is the number of units of asset
2262: 2192: 2151: 2124: 2067: 2037: 2010: 1905: 1845: 1779: 1747: 1654: 1609: 1565: 1536: 1510: 1441: 1421: 1401: 1292: 1224: 1173: 1120: 1069: 1016: 965: 919: 875: 831: 693: 648: 612: 550: 527: 504: 484: 431: 372: 338: 302: 262: 226: 150: 124: 96: 76: 44: 1718:{\displaystyle \pi ^{ij}e^{i}-e^{j},1\leq i,j\leq d} 32:(e.g. number of stocks) and not with respect to any 478:Assume a market with 2 assets (A and B), such that 2275: 2245: 2164: 2137: 2103: 2050: 2023: 1966: 1884: 1828: 1765: 1717: 1640: 1595: 1548: 1522: 1496: 1427: 1407: 1379: 1260: 1209: 1156: 1105: 1052: 1001: 948: 904: 860: 807: 664: 627: 595: 533: 510: 490: 461: 417: 356: 324: 286: 248: 205: 136: 102: 82: 62: 498:units of A can be exchanged for 1 unit of B, and 2333: 1978: 1885:{\displaystyle \pi _{ij}={\frac {1}{\pi _{ji}}}} 418:{\displaystyle \pi _{ij}\leq \pi _{ik}\pi _{kj}} 1603:is the convex cone spanned by the unit vectors 1596:{\displaystyle K(\Pi )\subset \mathbb {R} ^{d}} 2302: 1390: 206:{\displaystyle \Pi =\left_{1\leq i,j\leq d}} 90:which can be exchanged for 1 unit of asset 294:. Any trade has a positive exchange rate. 113: 1583: 1992: 1261:{\displaystyle a_{31}a_{12}\geq a_{32}} 1210:{\displaystyle a_{21}a_{13}\geq a_{23}} 1157:{\displaystyle a_{32}a_{21}\geq a_{31}} 1106:{\displaystyle a_{12}a_{23}\geq a_{13}} 1053:{\displaystyle a_{23}a_{31}\geq a_{21}} 1002:{\displaystyle a_{13}a_{32}\geq a_{12}} 364:. Can always trade 1 unit with itself. 2334: 2298: 2296: 822:applies the following inequalities: 2293: 2104:{\displaystyle P_{n}\pi _{n}=V_{n}} 1641:{\displaystyle e^{i},1\leq i\leq m} 13: 1986:is where a profit is guaranteed. 1572: 1442: 1402: 949:{\displaystyle a_{23}a_{32}\geq 1} 905:{\displaystyle a_{13}a_{31}\geq 1} 861:{\displaystyle a_{12}a_{21}\geq 1} 694: 551: 528: 151: 14: 2353: 1974:then that subset is frictionless. 462:{\displaystyle 1\leq i,j,k\leq d} 287:{\displaystyle 1\leq i,j\leq d} 1760: 1748: 1575: 1569: 249:{\displaystyle \pi _{ij}>0} 57: 45: 1: 2286: 1979:Arbitrage in bid-ask matrices 357:{\displaystyle 1\leq i\leq d} 1279:-way trading satisfies Rule 7: 325:{\displaystyle \pi _{ii}=1} 10: 2358: 1395:If given a bid–ask matrix 672:be the number of units of 473: 1391:Relation to solvency cone 684:. The bid–ask matrix is: 137:{\displaystyle d\times d} 2276:{\displaystyle \pi _{n}} 2024:{\displaystyle \pi _{n}} 1731: 628:{\displaystyle xy\geq 1} 1523:{\displaystyle m\leq d} 114:Mathematical definition 2316:Cite journal requires 2277: 2247: 2166: 2139: 2105: 2052: 2025: 1968: 1886: 1830: 1767: 1719: 1642: 1597: 1550: 1524: 1498: 1429: 1409: 1381: 1262: 1211: 1158: 1107: 1054: 1003: 950: 906: 862: 809: 666: 665:{\displaystyle a_{ij}} 629: 597: 535: 512: 492: 463: 419: 358: 326: 288: 250: 207: 138: 104: 84: 64: 28:. These rates are in 2278: 2248: 2167: 2165:{\displaystyle P_{n}} 2140: 2138:{\displaystyle V_{n}} 2106: 2053: 2051:{\displaystyle P_{n}} 2026: 1993:Iterative computation 1969: 1887: 1831: 1768: 1766:{\displaystyle (i,j)} 1720: 1643: 1598: 1551: 1525: 1499: 1430: 1410: 1382: 1271:For higher values of 1263: 1212: 1159: 1108: 1055: 1004: 951: 907: 863: 810: 667: 630: 598: 536: 513: 493: 464: 420: 359: 327: 289: 251: 208: 139: 105: 85: 65: 63:{\displaystyle (i,j)} 2342:Mathematical finance 2260: 2190: 2149: 2122: 2065: 2035: 2008: 1903: 1843: 1777: 1745: 1652: 1607: 1563: 1534: 1508: 1439: 1419: 1408:{\displaystyle \Pi } 1399: 1290: 1222: 1171: 1118: 1067: 1014: 963: 917: 873: 829: 691: 646: 610: 606:It is required that 548: 534:{\displaystyle \Pi } 525: 502: 482: 429: 370: 336: 300: 260: 224: 148: 122: 94: 74: 42: 2004:assets, with a BAM 1549:{\displaystyle m=d} 642:With 3 assets, let 2273: 2243: 2172:in terms of asset 2162: 2135: 2101: 2048: 2021: 1964: 1947: 1915: 1892:then that pair is 1882: 1826: 1763: 1715: 1638: 1593: 1546: 1520: 1494: 1425: 1405: 1377: 1258: 1207: 1154: 1103: 1050: 999: 946: 902: 858: 805: 799: 662: 625: 593: 587: 531: 508: 488: 459: 415: 354: 322: 284: 246: 203: 134: 100: 80: 60: 2241: 1962: 1938: 1906: 1880: 1803: 1435:assets such that 1428:{\displaystyle d} 511:{\displaystyle y} 491:{\displaystyle x} 103:{\displaystyle j} 83:{\displaystyle i} 2349: 2326: 2325: 2319: 2314: 2312: 2304: 2300: 2282: 2280: 2279: 2274: 2272: 2271: 2256:should resemble 2252: 2250: 2249: 2244: 2242: 2240: 2239: 2230: 2229: 2220: 2215: 2214: 2202: 2201: 2171: 2169: 2168: 2163: 2161: 2160: 2145:is the value of 2144: 2142: 2141: 2136: 2134: 2133: 2110: 2108: 2107: 2102: 2100: 2099: 2087: 2086: 2077: 2076: 2057: 2055: 2054: 2049: 2047: 2046: 2031:and a portfolio 2030: 2028: 2027: 2022: 2020: 2019: 1973: 1971: 1970: 1965: 1963: 1961: 1960: 1959: 1946: 1933: 1928: 1927: 1914: 1891: 1889: 1888: 1883: 1881: 1879: 1878: 1863: 1858: 1857: 1835: 1833: 1832: 1827: 1825: 1821: 1820: 1819: 1804: 1802: 1801: 1786: 1772: 1770: 1769: 1764: 1724: 1722: 1721: 1716: 1690: 1689: 1677: 1676: 1667: 1666: 1648:and the vectors 1647: 1645: 1644: 1639: 1619: 1618: 1602: 1600: 1599: 1594: 1592: 1591: 1586: 1555: 1553: 1552: 1547: 1529: 1527: 1526: 1521: 1503: 1501: 1500: 1495: 1493: 1492: 1469: 1465: 1464: 1434: 1432: 1431: 1426: 1414: 1412: 1411: 1406: 1386: 1384: 1383: 1378: 1376: 1375: 1360: 1359: 1347: 1346: 1331: 1330: 1318: 1317: 1305: 1304: 1282: 1274: 1267: 1265: 1264: 1259: 1257: 1256: 1244: 1243: 1234: 1233: 1216: 1214: 1213: 1208: 1206: 1205: 1193: 1192: 1183: 1182: 1163: 1161: 1160: 1155: 1153: 1152: 1140: 1139: 1130: 1129: 1112: 1110: 1109: 1104: 1102: 1101: 1089: 1088: 1079: 1078: 1059: 1057: 1056: 1051: 1049: 1048: 1036: 1035: 1026: 1025: 1008: 1006: 1005: 1000: 998: 997: 985: 984: 975: 974: 955: 953: 952: 947: 939: 938: 929: 928: 911: 909: 908: 903: 895: 894: 885: 884: 867: 865: 864: 859: 851: 850: 841: 840: 821: 814: 812: 811: 806: 804: 803: 791: 790: 779: 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