创建一个函数def norm_curve (mu, sigma , x) 在同一个 figure 里面绘制 x ∼ N(0, 1), x ∼ N(2, 1), x ∼ N(0, 2) 的曲线图。增加网格线,图例,并依次标注(annoate/text)三个曲线的均值, 方差

时间: 2024-05-02 20:18:58 浏览: 35
和分布名称。 ```python import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np def norm_curve(mu, sigma, x): fig, ax = plt.subplots(figsize=(8, 5)) ax.grid(True) ax.set_title('Normal Distribution') ax.set_xlabel('X') ax.set_ylabel('Probability Density') y1 = 1 / (sigma * np.sqrt(2 * np.pi)) * np.exp(-0.5 * ((x - mu) / sigma) ** 2) ax.plot(x, y1, label='N({},{})'.format(mu, sigma)) ax.annotate('Mean: {}\nVariance: {}\nDistribution: N({}, {})'.format(mu, sigma, mu, sigma), xy=(mu, 0.4), xytext=(mu + 1, 0.5), arrowprops=dict(facecolor='black', shrink=0.05)) if mu != 0: y2 = 1 / (sigma * np.sqrt(2 * np.pi)) * np.exp(-0.5 * ((x - (mu + 2)) / sigma) ** 2) ax.plot(x, y2, label='N({},{})'.format(mu + 2, sigma)) ax.annotate('Mean: {}\nVariance: {}\nDistribution: N({}, {})'.format(mu + 2, sigma, mu + 2, sigma), xy=(mu + 2, 0.4), xytext=(mu + 3, 0.5), arrowprops=dict(facecolor='black', shrink=0.05)) if sigma != 1: y3 = 1 / ((2 * np.pi) ** 0.5 * sigma) * np.exp(-0.5 * (x ** 2 / sigma ** 2)) ax.plot(x, y3, label='N({},{})'.format(mu, sigma * 2)) ax.annotate('Mean: {}\nVariance: {}\nDistribution: N({}, {})'.format(mu, sigma * 2, mu, sigma * 2), xy=(0, 0.4), xytext=(1, 0.5), arrowprops=dict(facecolor='black', shrink=0.05)) ax.legend(loc='best') x = np.linspace(-10, 10, 1000) norm_curve(0, 1, x) ``` 输出: ![image.png](attachment:image.png)
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请优化下面的代码使其能够通过输入一组行权价来绘制波动率微笑曲线 import numpy as np from scipy.stats import norm from scipy.optimize import minimize import matplotlib.pyplot as plt def bs_option_price(S, K, r, q, sigma, T, option_type): d1 = (np.log(S/K) + (r - q + sigma**2/2) * T) / (sigma * np.sqrt(T)) d2 = d1 - sigma * np.sqrt(T) if option_type == 'call': Nd1 = norm.cdf(d1) Nd2 = norm.cdf(d2) option_price = S * np.exp(-q * T) * Nd1 - K * np.exp(-r * T) * Nd2 elif option_type == 'put': Nd1 = norm.cdf(-d1) Nd2 = norm.cdf(-d2) option_price = K * np.exp(-r * T) * (1 - Nd2) - S * np.exp(-q * T) * (1 - Nd1) else: raise ValueError('Invalid option type') return option_price def implied_volatility(S, K, r, q, T, option_price, option_type): obj_fun = lambda sigma: (bs_option_price(S, K, r, q, sigma, T, option_type) - option_price)**2 res = minimize(obj_fun, x0=0.2) return res.x[0] def smile_curve(S, r, q, T, option_type, strike_range, option_prices): vols = [] for K, option_price in zip(strike_range, option_prices): vol = implied_volatility(S, K, r, q, T, option_price, option_type) vols.append(vol) plt.plot(strike_range, vols) plt.xlabel('Strike') plt.ylabel('Implied Volatility') plt.title(f'{option_type.capitalize()} Implied Volatility Smile') plt.show() S = 100 r = 0.05 q = 0.02 T = 0.25 option_type = 'call' strike_range = np.linspace(80, 120, 41) option_prices = [13.05, 10.40, 7.93, 5.75, 4.00, 2.66, 1.68, 1.02, 0.58, 0.31, 0.15, 0.07, 0.03, 0.01, 0.00, 0.00, 0.00, 0.00, 0.00, 0.00, 0.00, 0.01, 0.03, 0.07, 0.14, 0.25, 0.42, 0.67, 1.00, 1.44, 2.02, 2.74, 3.60, 4.60, 5.73, 7.00, 8.39, 9.92, 11.57, 13.34, 15.24] smile_curve(S, r, q, T, option_type, strike_range, option_prices)

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