10 svar
99 visningar
Moffen behöver inte mer hjälp
Moffen 1875
Postad: 20 nov 2020 11:37 Redigerad: 20 nov 2020 12:02

SDE - Stokastisk integral

Hej!

Jag försöker lösa följande SDE:

dX(t)=(a-bX(t))dt+σdW(t)X(0)=x0

med a, b, σ\sigma och x0x_{0} konstanter och W(t)W(t) vanlig brownian motion.

Enligt ett tips definierade jag Y(t)=ebtX(t)-abY(t)=e^{bt}\left(X(t)-\frac{a}{b}\right).

Jag kom fram till, efter lite räknande, att Y(t)=x0+0tebtσdW(t)Y(t)=x_{0}+\displaystyle \int_{0}^{t}{e^{bt}\sigma dW(t)}, så 

X(t)=e-bt0tebtσdW(t)+ab+x0e-btX(t)=\displaystyle e^{-bt} \int_{0}^{t}{e^{bt}\sigma dW(t)+\frac{a}{b}}+x_{0}e^{-bt}

Min fråga är om jag får flytta ut ebte^{bt} från integralen eftersom det är en stokastisk integral, eller om det inte är tillåtet? Varför? Ska jag byta tt till typ ss i dW(t)dW(t) eftersom övre integrationsgränsen är tt?

SaintVenant 3936
Postad: 20 nov 2020 16:18

Huruvida du får flytta ut funktionen eller ej beror på hur du definierar differentialen av Wienerprocessen. Är det en finit differens enligt nedan?

dWt=1hWt+h-WtdtdW\left(t\right) = \dfrac{1}{h}\left[W\left(t+h\right)-W\left(t\right)\right]dt

Moffen 1875
Postad: 20 nov 2020 16:38 Redigerad: 20 nov 2020 16:40
Ebola skrev:

Huruvida du får flytta ut funktionen eller ej beror på hur du definierar differentialen av Wienerprocessen. Är det en finit differens enligt nedan?

dWt=1hWt+h-WtdtdW\left(t\right) = \dfrac{1}{h}\left[W\left(t+h\right)-W\left(t\right)\right]dt

Nja? Vi har bara satt dW(t)=W(tk+1)-W(tk)dW(t)=W(t_{k+1})-W(t_{k}) typ, tror jag, där vi delar upp tidsintervallet i säg nn lika stora intervaller av längd säg h=tk+1-tkh=t_{k+1}-t_{k}. Men vi använder "forward increments" i alla fall.

EDIT: Jag vet inte om vi riktigt har definierat dW(t)dW(t) närmare än "dW(t)dW(t)". Men vi använder dW(t)2=dt\left(dW(t)\right)^2=dt.

Albiki 5096 – Fd. Medlem
Postad: 20 nov 2020 17:29

Hej,

Så som du har skrivit integralerna får du flytta ut allt, inklusive Wienerprocessen eftersom du inte integrerar med avseende på dessa överhuvudtaget; du skriver tt både inom integralen som för övre integrationsgräns. Spelar roll? Det är ju bara beteckningar? 

Moffen 1875
Postad: 20 nov 2020 18:59 Redigerad: 20 nov 2020 19:01
Albiki skrev:

Hej,

Så som du har skrivit integralerna får du flytta ut allt, inklusive Wienerprocessen eftersom du inte integrerar med avseende på dessa överhuvudtaget; du skriver tt både inom integralen som för övre integrationsgräns. Spelar roll? Det är ju bara beteckningar? 

Tack. 

Ska tt i ebte^{bt} bytas till ss (så det blir ebse^{bs} istället) om jag skriver det (som det kanske borde skrivas?) som Y(t)=x0+0tebtσdW(s)Y(t)=\displaystyle x_{0} + \int_{0}^{t}e^{bt}\sigma dW(s)?

Jag vet inte riktigt hur jag ska förklara det eller ställa frågan, men på nåt sätt är väl ebte^{bt} inte beroende av dW(s)dW(s)?

Eller är jag helt ute och cyklar nu?

EDIT: Varför blir det dessa otroligt stora parenteserna runt vissa av argumenten?

Albiki 5096 – Fd. Medlem
Postad: 20 nov 2020 23:07

Det ska stå 

    Yt=Y0+σ·0tebsdWs.\displaystyle Y_t=Y_0+\sigma\cdot\int_0^t e^{bs}\,dW_s.

Motsvarande för O-U processen X.

Moffen 1875
Postad: 20 nov 2020 23:15 Redigerad: 20 nov 2020 23:16
Albiki skrev:

Det ska stå 

    Yt=Y0+σ·0tebsdWs.\displaystyle Y_t=Y_0+\sigma\cdot\int_0^t e^{bs}\,dW_s.

Motsvarande för O-U processen X.

Just det, tack.

Vi kan skriva Y0=Y(0)=x0-abY_{0}=Y(0)=x_{0}-\frac{a}{b}, eller misstar jag mig?

Då är X(t)=e-btx0-ab+σ0tebsdW(s)+abX(t)=\displaystyle e^{-bt}\left(x_{0}-\frac{a}{b}+\sigma \int_{0}^{t}e^{bs}dW(s)\right)+\frac{a}{b}.

SaintVenant 3936
Postad: 21 nov 2020 01:40 Redigerad: 21 nov 2020 01:41
Moffen skrev:

EDIT: Varför blir det dessa otroligt stora parenteserna runt vissa av argumenten?

I implementeringen av LaTeX på PA måste du använda \left( ... \right) när du skriver parenteser, hak-klammrar etc. 

F(x)=f(x)dx\displaystyle F(x) = \int f(x) dx

Mot:

Fx=fxdx\displaystyle F\left(x\right) = \int f\left(x\right) dx

Albiki 5096 – Fd. Medlem
Postad: 21 nov 2020 01:56 Redigerad: 21 nov 2020 01:57

Skriv istället

    Xt=ab1-e-bt+x0e-bt+σ·0te-bt-sdWs\displaystyle X_t=\frac{a}{b}\left(1-e^{-bt}\right)+x_0e^{-bt}+\sigma\cdot\int_0^te^{-b\left(t-s\right)}\,dW_s

Moffen 1875
Postad: 21 nov 2020 10:15

Tack så mycket för hjälpen! Det uppskattas verkligen :)

Albiki 5096 – Fd. Medlem
Postad: 21 nov 2020 11:09

Hej,

Det är sällan man ser frågor om stokastiska differentialekvationer här på Pluggakuten, så det är trevligt med litet omväxling.

Svara
Close