Itōprocess

En Itōprocess är en stokastisk process, { X t } t [ 0 , T ] {\displaystyle \{X_{t}\}_{t\in [0,T]}} , vars element kan framställas som en summa av en 'vanlig integral' och en stokastisk integral:

X t = x + 0 t a s d s + 0 t b s d W s s t o k a s t i s k i n t e g r a l , t [ 0 , T ] . {\displaystyle X_{t}=x+\int _{0}^{t}a_{s}\,ds+\underbrace {\int _{0}^{t}b_{s}\,dW_{s}} _{\rm {stokastisk\,integral}},\qquad t\in [0,T].}

En sådan framställning kallas för en stokastisk differentialekvation, och den brukar skrivas mer kortfattat på följande sätt:

d X t = a t d t + b t d W t , X 0 = x . {\displaystyle dX_{t}=a_{t}\,dt+b_{t}\,dW_{t},\qquad X_{0}=x.}

De stokastiska processerna { a t } t [ 0 , T ] {\displaystyle \{a_{t}\}_{t\in [0,T]}} och { b t } t [ 0 , T ] {\displaystyle \{b_{t}\}_{t\in [0,T]}} skall vara sådana att integralerna ovan existerar, vilket de gör om

P { sup t [ 0 , T ] 0 t | a s | d s < } = 1 o c h P { sup t [ 0 , T ] 0 t | b s | 2 d s < } = 1. {\displaystyle \mathbb {P} \left\{\sup _{t\in [0,T]}\int _{0}^{t}\vert a_{s}\vert \,ds<\infty \right\}=1\quad och\quad \mathbb {P} \left\{\sup _{t\in [0,T]}\int _{0}^{t}\vert b_{s}\vert ^{2}\,ds<\infty \right\}=1.}

Vidare skall processernas värden vid varje tidpunkt endast bero på de tidigare värden som Wienerprocessen W antagit; värdena a s {\displaystyle a_{s}} och b s {\displaystyle b_{s}} skall vara funktioner av värdena W u {\displaystyle W_{u}} , där tiderna u ligger före tidpunkten s:

a s = f s ( W u : u [ 0 , s ] ) o c h b s = g s ( W v : v [ 0 , s ] ) , s [ 0 , T ] . {\displaystyle a_{s}=f_{s}(W_{u}:u\in [0,s])\quad och\quad b_{s}=g_{s}(W_{v}:v\in [0,s]),\quad s\in [0,T].}

Man säger att processerna a och b är anpassade till den filtration som Wienerprocessen genererar:

a s , b s σ ( W s : s [ 0 , t ] ) , s [ 0 , T ] . {\displaystyle a_{s},b_{s}\in \sigma (W_{s}:s\in [0,t]),\qquad s\in [0,T].}

Processen är uppkallad efter den japanske matematikern Kiyoshi Itō.

Se även

  • Stokastisk integral
  • Itos formel (eller Itos lemma), ett mycket viktigt resultat nära knutet till begreppet Itōprocess

Källor

  • B. Øksendal, Stochastic differential equations: An introduction with applications, Fifth edition, (2000), Springer Verlag;
  • T. Björk, Arbitrage theory in continuous time, (1998), Oxford University Press;
  • I. Karatzas och S.E. Shreve, Brownian motion and Stochastic calculus, Second edition, (1991), Springer Verlag