Trong lý thuyết xác suất và thống kê, copula là hàm phân phối tích lũy đa biến trong đó phân bố xác suất biên của mỗi biến là đồng nhất trong khoảng [0, 1]. Copulas được sử dụng để mô tả và mô hình hóa sự phụ thuộc hoặc mối tương quan giữa các biến ngẫu nhiên. Thuật ngữ này được nhà toán học ứng dụng Abe Sklar đưa ra vào năm 1959. Nó có nguồn gốc từ tiếng Latin có nghĩa là "kết nối" hoặc "kết hợp". Copulas được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực tài chính định lượng để mô hình hóa và giảm thiểu rủi ro đuôi cũng như nhu cầu tối ưu hóa danh mục đầu tư.
Copulas có thể ước tính các phân bố cận biên và cấu trúc phụ thuộc một cách độc lập, khiến chúng đặc biệt phổ biến trong các ứng dụng thống kê nhiều chiều.
Định lý Sklar là cơ sở lý thuyết cho việc áp dụng các công thức, trong đó phát biểu rằng bất kỳ phân phối chung đa biến nào cũng có thể được biểu thị bằng hàm phân phối biên và một công thức mô tả cấu trúc phụ thuộc giữa các biến. Khám phá này cho phép các nhà thống kê xử lý các mô hình thống kê đa biến theo cách linh hoạt và dễ kiểm soát hơn, đặc biệt là trong sự phụ thuộc phức tạp giữa các biến ngẫu nhiên.
Tuy nhiên, khi thảo luận về các công thức, cần phải hiểu các khái niệm toán học cơ bản của chúng. Giả sử chúng ta có một vectơ ngẫu nhiên (X1, U1, U2, …, Ud). Do đó copula C được thiết lập chứa thông tin quan trọng về cấu trúc phụ thuộc giữa tất cả các thành phần trong (X1, X2, …, Xd).
Theo định lý Sklar, đối với một vectơ ngẫu nhiên H(x1, …, xd), chúng ta có thể hình thành nó dưới dạng sự kết hợp giữa phân bố biên của nó và copula C.
Cụ thể, điều này có nghĩa là CDF đa biến phức tạp có thể được rút gọn thành việc tính toán CDF biên của nó. Điều này không chỉ cải thiện tính linh hoạt của mô hình mà còn nâng cao độ chính xác của phân tích dữ liệu. Khi kích thước dữ liệu tăng lên, copula cung cấp một cách tương đối đơn giản để hiểu và xây dựng mô hình, tác động đến nhiều lĩnh vực ứng dụng bao gồm quản lý rủi ro, đầu tư tài chính và thống kê sinh học.
Các công thức vừa đề cập giúp chúng ta hiểu rõ hơn về đặc điểm của dữ liệu nhiều chiều, đặc biệt khi đối mặt với nhiều biến không độc lập. Điều này cho phép các nhà nghiên cứu nắm bắt được mối tương quan tinh tế nhưng quan trọng giữa các biến số này, từ đó có thể cung cấp cơ sở tốt hơn để đưa ra dự đoán hoặc quyết định.
Ngoài ra, tồn tại nhiều họ copula được tham số hóa, thường có các tham số kiểm soát độ mạnh của các mối phụ thuộc, giúp tăng thêm tính linh hoạt của chúng trong các ứng dụng.
Trong thực tế, dữ liệu tài chính thường phải đối mặt với sự biến động cao hơn và rủi ro đuôi cao hơn, vì vậy copula có thể giúp giảm bớt rủi ro. Sử dụng mô hình copula có thể giúp các tổ chức tài chính xác định các nguồn rủi ro kết hợp tiềm ẩn và xem xét mối quan hệ phức tạp giữa nhiều biến số khi xây dựng chiến lược quản lý rủi ro tương ứng.
Tóm lại, công thức là công cụ thống kê cực kỳ linh hoạt và mạnh mẽ được thiết kế để nắm bắt sự phụ thuộc giữa các biến ngẫu nhiên. Với sự phát triển của khoa học dữ liệu và công nghệ dữ liệu lớn, việc hiểu và ứng dụng các công thức sẽ ngày càng trở nên quan trọng. Khi ngày càng nhiều nhà nghiên cứu và chuyên gia đầu tư vào lĩnh vực này, sự phát triển của copula trong tương lai sẽ ảnh hưởng đến lĩnh vực của họ như thế nào?