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Kelly Criterion

Critério de Kelly

Kelly Criterion escolhe a distribuição de capital para maximizar o crescimento logarítmico esperado em determinado modelo. O resultado depende das probabilidades, dos pagamentos e das restrições. Não garante lucro no curto prazo, queda segura nem uma estimativa correta da vantagem de negociação.

Kelly Criterion é uma regra de otimização da fração de capital segundo o logaritmo esperado do multiplicador de patrimônio. Sob hipóteses adequadas de repetição, relaciona-se ao crescimento composto de longo prazo, não à garantia de um resultado individual.

Kelly Criterion escolhe a distribuição de capital segundo o logaritmo esperado de seu multiplicador após a próxima etapa. Com a repetição, os multiplicadores de capital se multiplicam, enquanto seus logaritmos se somam. O trabalho original de Kelly usa essa relação para a taxa de crescimento de longo prazo sob determinadas hipóteses. Maximizar o valor monetário esperado pode produzir outra escolha, como uma aposta excessiva com possibilidade de perder tudo. Portanto, ótimo sempre se refere a um objetivo e modelo específicos, não a todas as necessidades de uma pessoa nem a toda trajetória futura. [Kelly — A New Interpretation of Information Rate]

No modelo simples, a fração f é a parte do capital atual sujeita à perda total em uma etapa. Após cada resultado, o valor monetário é recalculado a partir do novo capital. Não se trata, portanto, de uma aposta monetária constante nem automaticamente de uma porcentagem do valor nocional de uma posição. Nossa ilustração de conferência: com capital de 1000 USD e fração de 0.2, a primeira aposta é 200 USD; após perdê-la integralmente, restam 800 USD, e a mesma fração significa uma próxima aposta de 160 USD. Supomos valores divisíveis e nenhum custo adicional. [Kelly — A New Interpretation of Information Rate] [CFA Research Foundation — The Stochastic Programming Approach to Asset, Liability, and Wealth Management]

Denotemos a probabilidade de ganhar por p e a de perder por q = 1 - p. A vitória gera lucro líquido de b vezes o valor apostado, e a derrota perde toda a aposta; b não inclui, portanto, a devolução do valor apostado. Para uma fração não negativa sem empréstimos, maximizamos g(f) = p ln(1 + b f) + q ln(1 - f), em que ln é o logaritmo natural. Com probabilidade de perda diferente de zero, um logaritmo finito exige uma fração menor que um. Se as probabilidades de ganhar e perder forem positivas e b for positivo, o ótimo interior será f = p - q / b. Se resultar negativo, escolhemos fração zero quando a aposta oposta é proibida. Essa fórmula não se aplica sem ajustes a perdas parciais arbitrárias ou a vários pagamentos distintos. [CFA Research Foundation — The Stochastic Programming Approach to Asset, Liability, and Wealth Management]

Kelly Criterion não determina a probabilidade real de ganhar. Se receber uma estimativa errada, o tamanho calculado pode ser inadequado mesmo com aritmética correta. Por isso, Sun e Boyd estudam uma variante em que a distribuição não é conhecida exatamente, mas pertence a um conjunto definido de possibilidades. Eles otimizam o pior crescimento logarítmico dentro desse conjunto. Nem esse método protege contra possibilidades omitidas do modelo. Nosso exemplo usa duas probabilidades hipotéticas explicitamente escolhidas, não estimativas obtidas de dados de negociação. [Sun and Boyd — Distributional Robust Kelly Gambling]

Busseti, Ryu e Boyd separam a maximização do crescimento de longo prazo da limitação da probabilidade de o capital cair abaixo de um nível escolhido. Mesmo no ótimo de Kelly, o capital pode cair bastante antes de crescer. O estudo acrescenta uma condição de risco separada; sem ela, não se pode afirmar que o critério por si só garante um limite de queda escolhido. O resultado para uma longa repetição também não promete lucro após um número pequeno e fixo de etapas. Um plano prático deve definir separadamente o limite em que não se pode ou não se quer continuar. [Busseti, Ryu and Boyd — Risk-Constrained Kelly Gambling] [CME — Risk Management and Your Trade Plan]

Fractional Kelly usa apenas uma parte da fração calculada pelo critério básico. No modelo dado, isso pode mudar o compromisso entre crescimento e risco de queda; não é, porém, uma confirmação universal de tamanho seguro. Metade de uma fração mal estimada continua derivada de uma entrada errada. Por isso, o estudo da variante com restrição de risco compara crescimento e risco separadamente, em vez de apresentar uma fração qualquer como garantia. Não recomendamos aqui nenhuma fração específica para uma conta real. Primeiro, é preciso saber quais resultados e riscos o modelo efetivamente inclui. [Busseti, Ryu and Boyd — Risk-Constrained Kelly Gambling] [Sun and Boyd — Distributional Robust Kelly Gambling]

O cálculo para uma aposta binária isolada não resolve automaticamente uma carteira. Posições simultâneas podem compartilhar cenários adversos e disputar o mesmo capital. O modelo geral do problema de Kelly usa a distribuição dos pagamentos conjuntos e a alocação de capital entre as possibilidades. A CME também distingue no plano de negociação a alavancagem, as perdas individuais e a exposição total da conta. Portanto, frações calculadas separadamente não podem ser simplesmente somadas sem verificação nem aplicadas individualmente à conta inteira. As restrições conjuntas de orçamento e risco precisam ser respeitadas. [Busseti, Ryu and Boyd — Risk-Constrained Kelly Gambling] [CME — Risk Management and Your Trade Plan]

No mercado, o preço inserido não equivale ao preço de todas as execuções reais. A Coinbase descreve execuções parciais, preço incerto de ordens a mercado e possível não execução da proteção em alta volatilidade. Os pagamentos do modelo precisam, portanto, contabilizar corretamente os custos e tratar o saldo em aberto; os mesmos custos não podem ser deduzidos duas vezes. A NFA também aponta o benefício da retrospectiva e as limitações do desempenho hipotético. Assim, a fração calculada não é uma instrução de negociação pronta. É o resultado do modelo informado, cujas entradas e aplicabilidade precisam ser verificadas separadamente. [Coinbase — Advanced trade order types] [NFA — Use of Promotional Material Containing Hypothetical Performance Results]

ExemploEXEMPLO · KELLY

Mesma fração, outra probabilidade suposta

Nosso modelo fictício tem dois resultados: lucro líquido igual à aposta ou perda de toda a aposta, portanto b = 1. As etapas repetidas são independentes e identicamente distribuídas; em cada uma, aposta-se a fração f do capital atual. O restante fica sem juros, sem empréstimos, custos, depósitos ou retiradas. Na hipótese A, a probabilidade de ganhar é 0.6 e a de perder é 0.4; a fração ótima é 0.2. Na hipótese alternativa B, a probabilidade de ganhar é 0.55 e a de perder é 0.45; a fração ótima é 0.1. Não são dois conjuntos observados de operações. Para as frações [0, 0.1, 0.2, 0.4], o gráfico mostra o logaritmo natural esperado do multiplicador de capital por etapa. Hipótese A: [0, 0.015042, 0.020136, -0.002447]. Hipótese B: [0, 0.005008, -0.000138, -0.044812]. Os valores estão arredondados a seis casas decimais; não são quantias, retornos percentuais nem saldos. Na fração 0.2, o crescimento logarítmico é, portanto, positivo em A, mas ligeiramente negativo em B. A fração maior 0.4 tem valor negativo mesmo em A. O gráfico compara frações escolhidas, não a trajetória temporal de uma conta; o ótimo de todo o problema contínuo decorre da fórmula e não é determinado apenas pela seleção dos pontos desenhados. O modelo não produz uma estimativa da probabilidade de uma estratégia real nem um tamanho recomendado de posição real.

Para ter uma visão mais completa, leia este verbete junto com Expectancy, Position Sizing, Risk of Ruin, Portfolio Risk, Risk Management. Também há referências a este verbete em Max Drawdown, Portfolio Risk.

01O ótimo de Kelly significa o maior lucro em cada período?

Não. Ele otimiza o objetivo logarítmico definido no modelo. Outra fração pode ganhar mais em uma trajetória curta específica, e nem a escolha ótima no modelo exclui perdas ou uma queda acentuada.

02Meio Kelly é automaticamente seguro?

Não. Uma fração menor pode mudar o risco e o crescimento, mas não corrige uma probabilidade errada, pagamentos incorretos nem cenários omitidos. Sem definir modelo e restrições, não é uma regra universal para uma conta real.

DOC · 001Kelly — A New Interpretation of Information RateDocumentação ↗DOC · 002CFA Research Foundation — The Stochastic Programming Approach to Asset, Liability, and Wealth ManagementDocumentação ↗DOC · 003Busseti, Ryu and Boyd — Risk-Constrained Kelly GamblingDocumentação ↗DOC · 004Sun and Boyd — Distributional Robust Kelly GamblingDocumentação ↗DOC · 005CME — Risk Management and Your Trade PlanDocumentação ↗DOC · 006Coinbase — Advanced trade order typesDocumentação ↗DOC · 007NFA — Use of Promotional Material Containing Hypothetical Performance ResultsDocumentação ↗
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