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Condiciones límites: Dirichlet contra Neumann

Estoy pensando en la interacción de los BC de Dirichlet y Neumann en un esquema de FDM.

Asumamos un simple problema de opción de llamada de Black-Scholes, con PDE BS con coeficientes constantes, es decir, en lugar de $S$ en términos de $x= \ln (S)$ .

En ese caso, los Dirichlet BC son: \begin {ecuación} \begin {\i1}{\b1} V(t,{x_ + }) = \exp ({x_ + }) - K{e^{ - r(T - t)}} \\ V(t,{x_ - }) = 0 \end {\a6}. \end {ecuación} Esto es normalmente suficiente para resolver el PDE. Sin embargo, si considero que \begin {ecuación} \frac {{ \partial V(t,{x_ + })}}{{{{\i} \partial x}} = \frac {{{ \partial ^2}V(t,{x_ + })}}{{{{\i} \partial {x^2}}}, \end {ecuación} este también es un BC válido para el límite superior porque $V(t,x) \propto {e^x}$ en el límite.

  1. ¿puedo dejar caer el Dirichlet BC, si para ese límite tengo también el Neumann BC? Sé que el resultado no será el mismo pero, ¿es correcto ese enfoque?
  2. ¿puedo usar ambos tipos de BC a la vez? ¿Esto daría una mejor aproximación?
  3. ¿Es el papel de los BC Neumann importante más bien en el caso de, digamos, definir el comportamiento de la opción en los límites de la cuadrícula de varianza ( $v_-,v_+$ ), por ejemplo en el modelo de Heston, donde no hay límites de Dirichlet para $v$ ¿Existe?

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Kyle Cronin Puntos 554

Ciertamente se pueden mezclar las condiciones límite de Dirichlet y Neumann, aunque la mezcla tiene que ser consistente. Por ejemplo, está bien usar Neumann como $x \rightarrow \infty $ y Dirichlet como $x \rightarrow 0$ . Cuando las opciones de precio en un $S$ en lugar de una rejilla $x$ esta cuadrícula puede tener mucho sentido, porque entonces puedes poner tu nodo inferior justo en cero.

Tiendo a usar más a Neumann que a Dirichlet por dos razones:

  1. Las condiciones límite de Neumann provienen del SDE/PDE, así que no necesito hacer ningún trabajo para encontrar valores límite
  2. Una vez que la opción está en nuestro portafolio, nos preocupamos más por conseguir la cobertura correcta, lo que se hace mejor con Neumann.

No he usado un esquema de PDE para Heston pero me inclinaría por Neumann por las mismas razones que usted cita.

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