Knowledge more
CFA Level I · Quantitative Methods · Module 3

Statistical Measures
of Asset Returns

Năm câu hỏi về một bộ dữ liệu: trung tâm ở đâu · một điểm nằm ở đâu · phân tán bao nhiêu · hình dạng thế nào · hai biến đi cùng nhau ra sao. Đề CFA hầu như chỉ gài bẫy ở n hay n−1, tail hay mass, và kurtosis hay excess kurtosis.

Pre.i–vi  Data types · frequency distribution · visualization 3.a  Central tendency & location 3.b  Dispersion 3.c  Skewness & kurtosis 3.d  Correlation

Bản đồ module — năm cụm câu hỏi

CụmHỏi gìCông cụ
Central tendencyGiá trị đại diện của data là gì?Mean · median · mode · trimmed · winsorized
LocationMột observation nằm ở đâu trong distribution?Quantile · percentile · box plot
DispersionData phân tán mạnh hay yếu?Range · MAD · variance · SD · CV · downside deviation
ShapeDistribution lệch và tail thế nào?Skewness · kurtosis
RelationshipHai biến đi cùng nhau ra sao?Covariance · correlation

0 · Pre-reading — chỉ cần biết có tồn tại

Khái niệmMột dòngKeyword đề
Numerical vs categoricalNumerical = số, tính toán được (discrete: số lần default · continuous: return 8.27%). Categorical = phân loại (ngành, credit rating)."investment grade / speculative"
Cross-sectionalNhiều đối tượng, một thời điểm"many firms at one date"
Time seriesMột đối tượng, nhiều thời điểm"one firm over many years"
Panel dataNhiều đối tượng, nhiều thời điểm"many firms over many years"
Frequency distributionGom data thành classes. Absolute = số observations · Relative = tỷ lệ (3/8 = 37.5%) · Cumulative = tích lũy."relative frequency"

I · Central Tendency — bảng phân biệt 4 cách xử lý outlier

MeasureLàm gì với outlierKeyword trong đềVí dụ · data 1, 2, 3, 4, 100
Arithmetic meanGiữ nguyên — dùng toàn bộ observations, nên bị outlier kéo mạnh nhất"simple average"(1+2+3+4+100)/5 = 22
MedianBỏ qua — chỉ lấy vị trí giữa"middle observation", skewed dataSort → 1, 2, 3, 4, 100 → 3
Trimmed meanXÓA một tỷ lệ observations ở hai đầu rồi tính mean"remove observations from both tails"Trim 20% → bỏ 1 & 100 → (2+3+4)/3 = 3 · n giảm còn 3
Winsorized meanTHAY THẾ extreme values bằng giá trị gần nhất còn lại — không xóa"replace extreme values, do not delete"1→2, 100→4 → 2,2,3,4,4 → mean = 3 · n vẫn 5
ModeGiá trị xuất hiện nhiều nhất. Có thể có nhiều mode hoặc không có mode. Hợp với categorical data."most frequent"2, 3, 5, 5, 7, 9 → mode = 5

Trimmed mean · dữ liệu 1, 2, 3, 4, 100

Trim 20% mỗi đầu ⇒ bỏ 1bỏ 100
Còn lại: 2, 3, 4
Trimmed mean = 3

Winsorized mean · cùng dữ liệu

Winsorize 20% ⇒ 1 → 2, 100 → 4
Data mới: 2, 2, 3, 4, 4
Winsorized mean = 3
Số quan sát không đổi (vẫn 5). Trimmed thì giảm còn 3.
Median: lẻ ⇒ lấy số giữa (2,4,7,9,10 ⇒ 7). Chẵn ⇒ trung bình 2 số giữa (2,4,7,9 ⇒ 5.5).
Outlier: 10, 12, 14 ⇒ mean = 12. Thêm 100 ⇒ mean = 34, không còn đại diện cho phần lớn data.

Chọn mean nào — bảng tổng hợp

Đề hỏiDùng
Simple averageArithmetic mean
Compound growthGeometric mean
Equal money at different prices · average P/EHarmonic mean
Skewed data · có outliersMedian
Remove outliersTrimmed mean
Replace outliersWinsorized mean
Most frequent valueMode

II · Quantiles & Box Plot

Quantile

Chia sorted data thành các phần bằng nhau
Quartile → 4 phần
Quintile → 5 phần
Decile → 10 phần
Percentile → 100 phần
P₉₀ nghĩa là 90% observations nằm bằng hoặc dưới value đó — không có nghĩa observation đó bằng 90%.

Vị trí percentile

Ly = (n + 1) × y/100
Data: 10, 20, 30, 40, 50 · tìm P₂₅
L = (5+1) × 0.25 = 1.5
Nằm giữa obs 1 và 2:
P₂₅ = 10 + 0.5(20 − 10) = 15
Trap: vị trí không nguyên ⇒ phải interpolate, không làm tròn.

Box-and-whisker plot

Minimum · Q₁ · Median · Q₃ · Maximum
IQR = Q3 − Q1Độ rộng của 50% observations ở giữa
Lower fence = Q₁ − 1.5·IQR  ·  Upper fence = Q₃ + 1.5·IQR
Nằm ngoài fence ⇒ potential outlier.

Đọc box plot trong 3 giây

  • Box dài ⇒ central 50% phân tán mạnh
  • Median lệch về một phía ⇒ distribution có thể skewed
  • Whisker dài bên nào ⇒ tail dài bên đó ⇒ skew về phía đó

Ví dụ tính — dạng bài chắc chắn gặp

Tìm P30 (Percentile)

Data (đã sort): 4, 8, 10, 12, 15, 18, 22, 25, 30, 40  ·  n = 10
Bước 1 — Vị trí: L30 = (n+1) × 30/100 = 11 × 0.30 = 3.3

Bước 2 — Interpolate: nằm giữa obs 3 và obs 4
→ obs3 = 10, obs4 = 12
P30 = 10 + 0.3 × (12 − 10) = 10 + 0.6 = 10.6
Bẫy: nhiều bạn làm tròn 3.3 → obs 3 = 10. Sai. Phải nội suy phần thập phân (0.3) giữa hai điểm liền kề.

III · Dispersion — n hay n−1, chỗ dễ sai nhất module

MeasureCông thứcĐiểm cần nhớ
RangeMax − MinChỉ dùng 2 observations ⇒ cực nhạy với outlier.
MADΣ|Xi − X̄| ÷ nAverage distance tuyệt đối khỏi mean. Chia n, không phải n−1.
Population varianceσ² = Σ(Xi − μ)² ÷ NDùng khi data là toàn bộ population
Sample variances² = Σ(Xi − X̄)² ÷ (n − 1)Dùng khi data chỉ là một sample
Standard deviationσ = √σ²  ·  s = √s²Đưa về cùng đơn vị với return. Variance có đơn vị bình phương (44.5%²).
Trap n vs n−1 — CFA lừa bằng một chữ

Cùng data, hai kết quả · 10%, 20%, 30%

Mean = 20% · Σ(dev)² = 100 + 0 + 100 = 200

Population: σ² = 200/3 = 66.67 ⇒ σ = 8.16%
Sample: s² = 200/2 = 100 ⇒ s = 10.00%
Sample SD luôn cao hơn population SD trên cùng bộ số, vì chia cho số nhỏ hơn.

Ví dụ SAPP · 30%, 12%, 25%, 20%, 23%

Sample mean = 22%
Sample variance = 44.5%²
Sample SD = √44.5 = 6.67%
BA II Plus: 2ND DATA → nhập X01…X05 → 2ND STAT → 1-V → đọc X̄, Sx, σx, n.

Xấp xỉ Geometric mean từ Arithmetic mean

G ≈ A − s²/2s² viết dạng decimal. A = 10%, s² = 0.04 ⇒ G ≈ 0.10 − 0.02 = 8%
Ý nghĩa

IV · Coefficient of Variation & Target Downside Deviation

Coefficient of Variation

CV = s ÷ X̄
Risk trên mỗi đơn vị return. CV thấp hơn ⇒ tốt hơn.
A: mean 10%, SD 5% ⇒ CV = 0.50
B: mean 15%, SD 9% ⇒ CV = 0.60

A hấp dẫn hơn dù B có return cao hơn
Công dụng: so sánh datasets có means khác nhau hoặc units/scales khác nhau.
Hạn chế: vô nghĩa khi mean bằng 0, âm, hoặc rất gần 0.

Target Downside Deviation

= target semideviation = downside deviation
√[ ΣXᵢ ≤ B (Xi − B)² ÷ (n − 1) ]
Returns 5%, 1%, −2%, 4% · target B = 2%

Chỉ giữ returns dưới target:
1 − 2 = −1  ·  −2 − 2 = −4
Σ = 1² + 4² = 17
s = √(17 ÷ 3) = 2.38%
Trap: tử số chỉ lấy returns dưới target, nhưng mẫu số vẫn là n − 1 của TOÀN BỘ observations (ở đây 4 − 1 = 3), không phải số returns dưới target.
Bản chất SD vs downside deviation

V · Skewness — gọi tên theo TAIL, không theo mass

Skewness đo gì · xác định làm gì
DistributionTail dài ở đâuQuan hệVí dụ đầu tư
Positive skew
(right skew)
Bên phảiMode < Median < MeanLottery-like: phần lớn return thấp, đôi lúc cực cao. VD: −5, 0, 1, 2, 50
Negative skew
(left skew)
Bên tráiMean < Median < ModeShort volatility: lời nhỏ đều, thỉnh thoảng lỗ rất lớn. VD: 2, 2, 3, 3, −40
SymmetricHai tail cânMean = Median = ModeSkewness = 0
Keyword lừa số 1 của M3

Chart minh hoạ — 3 hình dạng skew

Negative skew

Tail bên trái · Mean < Median < Mode
Mean Med Mode
VD đầu tư: short volatility — lời đều, thỉnh thoảng lỗ lớn.

Symmetric

Skewness = 0 · Mean = Median = Mode
Mean = Med = Mode
Normal distribution: cân đối hoàn hảo, không có bên nào bị kéo dài.

Positive skew

Tail bên phải · Mode < Median < Mean
Mode Med Mean
VD đầu tư: lottery-like — return thấp phần lớn, đôi lúc cực cao.

VI · Kurtosis — 3 hay 0?

Kurtosis đo gì · xác định làm gì
TypeKurtosisExcess kurtosisTailĐặc điểm
Platykurtic< 3< 0ThinFlatter, ít extreme outcomes hơn normal
Mesokurtic= 3= 0NormalGiống normal distribution
Leptokurtic> 3> 0FatHigher peak, fatter tails, nhiều extreme outcomes hơn
Excess kurtosis = Kurtosis − 3Normal distribution có kurtosis = 3 và excess kurtosis = 0
Trap

Bài tập — 3 hedge fund, chọn cái nào rủi ro tail cao nhất?

Một analyst nhận báo cáo excess kurtosis của 3 quỹ có cùng mean và cùng standard deviation:
QuỹExcess kurtosisKurtosisPhân loại
Fund A−0.8??
Fund B0??
Fund C+2.5??
Câu hỏi
  1. Tính total kurtosis của mỗi quỹ.
  2. Phân loại mỗi quỹ (platy / meso / lepto).
  3. Quỹ nào có tail risk cao nhất? Vì sao đây không phải là "quỹ có volatility cao nhất"?
▸ Xem lời giải
QuỹKurtosis = excess + 3Phân loạiTail
A−0.8 + 3 = 2.2 < 3PlatykurticThin — ít cực đoan hơn normal
B0 + 3 = 3MesokurticNormal
C2.5 + 3 = 5.5 > 3LeptokurticFat — nhiều cực đoan hơn
Đáp án 3: Fund C có tail risk cao nhất. Excess kurtosis = +2.5 ⇒ fat tails ⇒ những cú lỗ cực lớn (và lời cực lớn) xảy ra thường xuyên hơn model normal dự báo.

Vì sao không phải "volatility cao nhất"? Đề đã chốt: 3 quỹ có cùng standard deviation. SD đo độ phân tán trung bình quanh mean. Kurtosis chỉ tái phân phối rủi ro đó — dồn vào phần đuôi thay vì phần vai. Nên C không dao động mạnh hơn A hay B tính trung bình, nhưng khi có biến cố thì biến cố đó cực đoan hơn.
Bài học cho đề thi: gặp "excess kurtosis", cộng 3 trước khi so với 3. Gặp "fat tails", nghĩ tail risk — không nghĩ SD.

Chart minh hoạ — 3 hình dạng kurtosis

Platykurtic

Kurtosis < 3 · thin tails · flat peak
Mean
Peak bẹt, tail gầy — outcomes tập trung, ít extreme hơn normal.

Mesokurtic · Normal

Kurtosis = 3 · excess = 0
Mean
Chính là normal distribution — mốc so sánh chuẩn.

Leptokurtic

Kurtosis > 3 · fat tails · high peak
Mean ← fat fat →
Peak nhọn, tail béo — nhiều outcomes cực đoan hơn normal.

VII · Covariance & Correlation — bốn câu lý thuyết chắc chắn có

Cov & Corr đo gì · xác định làm gì

Covariance

Cov(X,Y) = Σ(Xi − X̄)(Yi − Ȳ) ÷ (n − 1)
  • Dương ⇒ thường cùng phía với mean
  • Âm ⇒ thường trái phía với mean
  • Bằng 0 ⇒ không có linear co-movement rõ
Nhược điểm: magnitude khó diễn giải vì phụ thuộc units.

Correlation

rXY = Cov(X,Y) ÷ (sX · sY)
−1 ≤ rXY ≤ +1
Chuẩn hóa covariance ⇒ không có đơn vị, dễ so sánh, luôn nằm trong [−1, +1].
+1 perfect positive linear · 0 no linear relation · −1 perfect negative linear.
Chỉ đo quan hệ TUYẾN TÍNH.
Bốn câu lý thuyết rất hay thi — kèm ví dụ dễ hiểu
Outlier effect — tóm tắt cả module
Câu nối keyword — LOS 3.d

Correlationa measure of the linear relationship between two random variables, thu được bằng cách standardizing the covariance bởi tích hai standard deviations, nên nó has no units và luôn nằm trong [−1, +1]. Chính vì chỉ đo linear, một correlation bằng 0 chỉ nói lên no linear relationship chứ does not imply independence — hai biến vẫn có thể có a strong nonlinear relationship. Ở chiều ngược lại, correlation cao does not imply causation: quan hệ có thể là spurious correlation phát sinh by chance hoặc do a third variable that causes both. Ngoài ra outliers can make correlation unreliable, nên trước khi diễn giải con số, phải nhìn scatterplot.

VIII · Keyword chọn gì

IX · Chín dạng bài — cách làm nhanh

X · Bảy lỗi sai nhiều nhất M3

LỗiSửa
Sample variance chia n thay vì n − 1Đọc kỹ "a sample of" vs "all". Trên máy: Sx chứ không phải σx.
Nhìn mass thay vì tail để gọi skewnessPositive skew = tail phải dài, mass nằm bên trái, Mean lớn nhất.
Nghĩ correlation = 0 là independenceChỉ là "không có quan hệ tuyến tính".
Nghĩ high correlation = causationCó thể spurious do chance hoặc third variable.
Nhầm kurtosis với excess kurtosisExcess = kurtosis − 3. Excess = 2 ⇒ kurtosis = 5 ⇒ leptokurtic.
Downside deviation chia cho số returns dưới targetMẫu số vẫn là n − 1 của toàn bộ observations.
Chọn mean cao nhất thay vì CV thấp nhấtCV = risk trên mỗi đơn vị return. Thấp hơn = tốt hơn.

XI · Bẫy keyword — Đúng hay Sai?

StatementVerdict

XII · Tự kiểm tra — 22 câu

Đúng 0