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Dado Q y $X_t$ es Q Browniano, encontrar $\frac{dQ}{dP}$ / Singularidad de movimiento Browniano o Radon-Nikodym derivados

El problema:

Deje $T >0$, y deje $(\Omega, \mathscr F, \{ \mathscr F_t \}_{t \in [0,T]}, \mathbb P)$ ser un filtrado probabilidad espacio donde $\mathscr F_t = \mathscr F_t^W$ donde $W = \{W_t\}_{t \in [0,T]}$ estándar $\mathbb P$-movimiento Browniano.

Deje $X = \{X_t\}_{t \in [0,T]}$ ser un proceso estocástico donde $X_t = W_t + \sin t$, y deje $\mathbb Q$ ser un equivalente a la probabilidad de medidas.t. $X$ estándar $\mathbb Q$-movimiento Browniano.

Dar $\frac{d \mathbb Q}{d \mathbb P}$.

Teorema De Girsanov:

Deje $T >0$, y deje $(\Omega, \mathscr F, \{ \mathscr F_t \}_{t \in [0,T]}, \mathbb P)$ ser un filtrado probabilidad espacio donde $\mathscr F_t = \mathscr F_t^W$ donde $W = \{W_t\}_{t \in [0,T]}$ es el estándar $\mathbb P$-movimiento Browniano.

Deje que el Girsanov kernel $\{\theta_t\}_{t \in [0,T]}$ $\mathscr F_t$- adaptado proceso estocástico s.t. $\int_0^T \theta_s^2 ds < \infty$ .s. y $\{L_t\}_{t \in [0,T]}$ $( \mathscr F_t , \mathbb P)$ martingala donde

$$L_t := \exp(-\int_0^t \theta_s dW_s - \frac 1 2 \int_0^t \theta_s^2 ds)$$

Deje $\mathbb Q$ la probabilidad de medida definidos por

$$Q(A) = \int_A L_T dP \ \forall A \in \ \mathscr F$$

o $$L_T = \frac{d \mathbb Q}{d \mathbb P}$$

A continuación, $\{W_t^Q\}_{t \in [0,T]}$ definido por

$$W_t^Q := W_t + \int_0^t \theta_s ds$$

es estándar $\mathbb Q$-movimiento Browniano.


La solución dada:

$$X_t = W_t + \int_0^t \cos s ds$$

Deje $\theta_t = \cos t$:

  1. Es $\mathscr F_t$-adaptado

  2. $\int_0^T \theta_s^2 ds < \infty$ .s.

  3. $E[\exp(\frac 1 2 \int_0^T \theta_t^2 dt)] < \infty$

A continuación, $\{L_t\}_{t \in [0,T]}$ $( \mathscr F_t , \mathbb P)$ martingala, por Novikov del estado, donde

$$L_t := \exp(-\int_0^t \cos s dW_s - \frac 1 2 \int_0^t \cos^2 s ds)$$

Por lo tanto, por el Teorema de Girsanov, tenemos

$$\frac{d\mathbb Q}{d\mathbb P} = L_T...?$$


¿Cómo funciona exactamente la última línea a seguir?

Lo que me parece extraño es que el Teorema de Girsanov define $\mathbb Q$ y, a continuación, concluye $X_t$ estándar $\mathbb Q$-movimiento Browniano, mientras que el problema dice que hay algunos $\mathbb Q$ s.t. $X_t$ estándar $\mathbb Q$-movimiento Browniano y luego se pregunta acerca de la $\frac{d \mathbb Q}{d \mathbb P}$. Es el problema tal vez declaró mal?

Decir que $L_T$ es de hecho la densidad requerida $\frac{d \mathbb Q}{d \mathbb P}$, creo que debemos usar el recíproco del Teorema de Girsanov (o aquí), o tal vez el problema en lugar de darnos $\frac{d \mathbb Q}{d \mathbb P}$ y, a continuación, pedir que nos muestran que $L_T = \frac{d \mathbb Q}{d \mathbb P}$, posiblemente, mostrando que $E[\frac{d \mathbb Q}{d \mathbb P} | \mathscr F_t] = L_t$ o de alguna otra ruta.


He intentado algo ligeramente diferente:

Yo defino $\hat{\mathbb P}$ s.t.

$$L_T = \frac{d\hat{\mathbb P}}{d\mathbb P}$$

o

$$\hat{\mathbb P} = \int_A L_T d\mathbb P$$

Se sigue por el Teorema de Girsanov que $X_t$ estándar $\hat{\mathbb P}$-movimiento Browniano. Ya que estamos, dado que hay algunos $\mathbb Q$ equivalente a $\mathbb P$ s.t. $X_t$ también es estándar $\mathbb Q$-movimiento Browniano, sigue por la singularidad de la Radon-Nikodym derivados que

$$\frac{d\hat{\mathbb P}}{d\mathbb P} = \frac{d\mathbb Q}{d\mathbb P}$$

$\therefore, \frac{d\mathbb Q}{d\mathbb P}$ está dado por $L_T$.

Es ese derecho? Creo que me falta un paso en algún lugar.

Así que, es que, de hecho, lo que la solución dada está destinado a ser, pero sólo omite señalar la singularidad de la Radon-Nikodym derivados, si dicha justificación es correcta?


Edición basada en el comentario de abajo y esto: Incluso si Radon-Nikodym derivado es el único, $\mathbb Q$ puede no ser única? Si es así, entonces es que $\hat{\mathbb P}$ es meramente un candidato para uno de los muchos posibles $\mathbb Q$'s?

Creo que llegamos a la conclusión de $\hat{\mathbb P} = \mathbb Q$ $X_t$ estándar de movimiento Browniano en virtud de ambas medidas. Hay una propuesta para que? La singularidad de movimiento Browniano medida o algo?

2voto

John Dawkins Puntos 3738

El R-N derivado del proceso de $Z_t:=d\Bbb Q|_{\mathcal F_t}/d\Bbb P|_{\mathcal F_t}$ es estrictamente positivo $\Bbb P$-martingala. Como tal, puede ser escrito como una stochatic exponencial $\exp(M_t-{1\over 2}\langle M\rangle_t)$, $M$ $(\mathcal F_t^W,\Bbb P)$- local de martingala. Por lo tanto $M$ admite un punto de vista estocástico representación integral como $M_t=\int_0^t H_s\,dW_s$, $H$ predicatable y $\int_0^T H_s^2\,ds<\infty$ $\Bbb P$-una.s. Por el teorema de Girsanov, el proceso de $W_t-\int_0^t H_s\,ds$ $\Bbb Q$- local de martingala. Por hipótesis, $W_t+\sin t$ $\Bbb Q$- local de martingala. Restando nos encontramos con que el proceso de $\int_0^t H_sds+\sin t$ es un continuo $\Bbb Q$-local martingala que es también finito de variación. En consecuencia, $\int_0^t H_sds+\sin t=0$ para todos los $t\ge0$, $\Bbb Q$-una.s. (de ahí que también se $\Bbb P$ -.s.). De ello se desprende que $H_t(\omega)=-\cos t$$\Bbb P\otimes \lambda$ -.e $(\omega,t)\in \Omega\times[0,T]$. (Aquí se $\lambda $ es la medida de Lebesgue.) En particular, $M_t=-\int_0^t\cos s\,dW_s$, e $d\Bbb Q/d\Bbb P=\exp(-\int_0^T\cos s\,dW_s-{1\over 2}\int_0^T\cos^2s\,ds)$.

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