4 votos

Aplicación del lema de Ito

Vamos a $X_t$ ser algunos estocástico proceso impulsado por el proceso de wiener ($W_t)$ por lo que puede ser expresado como: $$dX_t=(...)dt+(...)dW_t$$

Deje que $f(t,x)$ ser unos $C^2$ de la función. Definir el proceso de $Z_s=f(t-s,X_s)$ para $0<s<t$ y fijo $t$.

¿Cómo puedo utilizar el lema de Ito para expresar $dZ_s$?

La razón para esta pregunta, y mi confusión es el $(t-s)$ parte. Naturalmente, $f(t,X_t)$ y $f(t-s,X_{t-s})$ , hubiera sido fácil, pero ¿cómo el estándar Ito cambio cuando parece que el proceso es $(t-s,X_{t-s})$?

Tal vez se puede mostrar Ito se realiza en general por $f(g(t),X_t)$ , donde en el caso anterior: $g(t)=T-t$

6voto

TomUnderhill Puntos 1285

Considerar OP fórmula general $f(g(t),X_t)$. En caso de ambigüedad, reclamemos que

  • $f=f(t,x)$ es definido con las variables $t$ y $x$,
  • $g=g(s)$ se define con la variable $s$, y
  • $h=h(u,x)=f(g(u),x)$ es definido con las variables $u$ y $x$.

A continuación, Ito de la fórmula de los estados que $$ {\rm d}h(u,X_u)=\frac{\partial h}{\partial u}(u,X_u)\,{\rm d}u+\frac{\partial h}{\partial x}(u,X_u)\,{\rm d}X_u+\frac{1}{2}\frac{\partial^2h}{\partial x^2}(u,X_u)\,{\rm d}\left<X\right>_u. $$

Sólo necesitamos express $h$ mediante $f$ y $g$. Tenemos \begin{align} \frac{\partial h}{\partial u}(u,x)&=\frac{\partial}{\partial u}h(u,x)=\frac{\partial}{\partial u}f(g(u),x)=\frac{\partial f}{\partial t}(g(u),x)\,\frac{{\rm d}g}{{\rm d s}}(u),\\ \frac{\partial h}{\partial x}(u,x)&=\frac{\partial}{\partial x}h(u,x)=\frac{\partial}{\partial x}f(g(u),x)=\frac{\partial f}{\partial x}(g(u),x),\\ \frac{\partial^2h}{\partial x^2}(u,x)&=\frac{\partial^2}{\partial x^2}h(u,x)=\frac{\partial^2}{\partial x^2}f(g(u),x)=\frac{\partial^2f}{\partial x^2}(g(u),x). \end{align} Por lo tanto, $$ {\rm d}f(g(u),X_u)={\rm d}h(u,X_u)=\frac{\partial f}{\partial t}(g(u),X_u)\frac{{\rm d}g}{{\rm d}s}(u)\,{\rm d}u+\frac{\partial f}{\partial x}(g(u),X_u)\,{\rm d}X_u+\frac{1}{2}\frac{\partial^2f}{\partial x^2}(g(u),X_u)\,{\rm d}\left<X\right>_u. $$


De vuelta a la OP de la pregunta original, apliquemos el resultado anterior a $f(T-u,X_u)$ (me gustaría agradecer a @Ezy de tipo de consejos). En este caso, vamos a tomar $$ g(s)=T-s. $$ Entonces tenemos $$ \frac{{\rm d}g}{{\rm d}s}(u)=-1. $$ Sustituir estas dos expresiones en el resultado anterior, y de ello se sigue que $$ {\rm d}f(T-u,X_u)=-\frac{\partial f}{\partial t}(T-u,X_u)\,{\rm d}u+\frac{\partial f}{\partial x}(T-u,X_u)\,{\rm d}X_u+\frac{1}{2}\frac{\partial^2f}{\partial x^2}(T-u,X_u)\,{\rm d}\left<X\right>_u. $$

3voto

Dan Coates Puntos 977

$t$ es fijo, simplemente aplicar el Lema de Ito a $h(s,X_s)$ con la función $h: (s,x)\rightarrow f(t-s,x)$ y obtener la respuesta. No hay nada especial acerca de él, creo que estás un poco confundido por el cambio de la variable $s\rightarrow(t-s)$.

@hipernova ha puesto el de completar los pasos de abajo para usted.

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