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2022-05-09
英文标题:
《Incompleteness of the bond market with L\\\'evy noise under the physical
  measure》
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作者:
Micha{\\l} Barski
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最新提交年份:
2015
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英文摘要:
  The problem of completeness of the forward rate based bond market model driven by a L\\\'evy process under the physical measure is examined. The incompleteness of market in the case when the L\\\'evy measure has a density function is shown. The required elements of the theory of stochastic integration over the compensated jump measure under a martingale measure is presented and the corresponding integral representation of local martingales is proven.
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中文摘要:
本文研究了在物理测度下,由列维过程驱动的基于远期利率的债券市场模型的完备性问题。当列维测度具有密度函数时,市场的不完全性被显示出来。给出了鞅测度下补偿跳测度上随机积分理论的必要元素,并证明了相应的局部鞅的积分表示。
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分类信息:

一级分类:Quantitative Finance        数量金融学
二级分类:Mathematical Finance        数学金融学
分类描述:Mathematical and analytical methods of finance, including stochastic, probabilistic and functional analysis, algebraic, geometric and other methods
金融的数学和分析方法,包括随机、概率和泛函分析、代数、几何和其他方法
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一级分类:Mathematics        数学
二级分类:Probability        概率
分类描述:Theory and applications of probability and stochastic processes: e.g. central limit theorems, large deviations, stochastic differential equations, models from statistical mechanics, queuing theory
概率论与随机过程的理论与应用:例如中心极限定理,大偏差,随机微分方程,统计力学模型,排队论
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2022-5-9 16:09:59
莱比锡大学数学与计算机科学学院、德国数学学院、波兰米查尔华沙卡迪纳·L·斯特凡·Wyszy’nski大学。Barski@math.uni-莱比锡。deNovember 5,2018Abstracts研究了在物理度量下由L’evy过程驱动的基于远期利率的债券市场模型的完备性问题。给出了当L’evy测度具有密度函数时市场的不完全性。给出了鞅测度下补偿跳测度上随机积分理论的必要元素,并证明了相应的局部鞅的积分重表示。关键词:债券市场,完备性,局部鞅的表示,物理测度下的模型。AMS科目分类:91B28、91B70。1简介到期日为T的债券≥ 0是一份财务合同,在T日支付给其所有者1。键的价格P(t,t),t∈ [0,T]是一个满足P(T,T)=1和族P(·T)的随机过程;T∈ [0,T*] 形成一个有固定时间范围的债券市场*< +∞. 构建债券市场模型的一种可能方法是基于随机场f(t,t);t、 t∈ [0,T*]称为前进率。然后通过指数公式P(t,t)=e确定价格-RTtf(t,u)du,t∈ [0,T],T∈ [0,T*]. (1.1)模型中的随机行为是由定义在概率空间上的L’evy过程强迫的(Ohm, F、 P)过滤(Ft),t∈ [0,T*]. 无论如何∈ [0,T*] 远期利率过程f(·,T)由形式df(T,T)=α(T,T)dt+σ(T,T)dZ(T,T)的动力学定义∈ [0,T]。(1.2)构建模型所依据的度量P将被称为物理度量。
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2022-5-9 16:10:03
如果Z是一个维纳过程,那么(1.1)-(1.2)提供了Heath、J arrow和Morton在[6]中介绍的模型的最早形式,该模型后来在文献中得到了广泛研究。涉及列维过程的修正更好地反映了债券价格的真实行为,例如,它们的重尾分布。另一方面,它也带来了与债券投资组合的定义、期权定价和期权定价有关的新问题,而这些问题在无跳跃环境中是不存在的。设X为FT*-可测量的随机变量,代表时间T的支付*一份财务合同。如果相应的财富过程X k满足,则精确定义的bon d投资组合а会复制X*= 十、 P- a、 s。。(1.3)如果每个有界支付都可以复制,那么市场被称为完全市场,反之则称为不完全市场。对问题(1.3)的分析,即存在的问题,需要对所谓的鞅测度族所控制的风险中性设置进行分析。回想一下,如果Q等于P,那么Q是一个鞅测度,并且贴现债券价格是Q局部鞅。应用Girsanov定理See[9]得到了Q下的正向速率的动力学,即isdf(t,t)=α(t,t)dt+σ(t,t)dZ(t),t,t∈ [0,T*], (1.4)式中,α(·,·)是一个修正的漂移,Z代表Z在Q下的变换。如果Z=Wis是P下的维纳过程,那么在Q下是Z=W,鞅表示理论提供了积分分解mt=M+ZtφM(s)d~W(s),t∈ [0,T*],马丁·盖尔的Mt=EQ[X | Ft],t∈ [0,T*]. 在φMis以上是一个特定的过程,它可以确定φ的哪个解(1.3)。如果Z是一个一般的L’evy过程,那么上面的论证失败有两个原因。第一个是L’evy过程在测度变化下不稳定,也就是说,Z不再是Q下的L’evy过程。
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2022-5-9 16:10:06
它的增量可能不是固定的,也不是独立的。因此,远期利率动态(1.4)具有非L’evy结构。第二个原因,实际上源于第一个原因,是我们需要Q下的鞅表示定理的相关版本。文献中常用的一个模型框架,允许克服这两个困难,就是假设P同时是一个鞅测度。然后,Z=~Z和任何局部m artin gale可以用形式mt=m+Ztφm(s)dW(s)+ZtZRψm(s,y)~π(ds,dy),t来表示∈ [0,T*]. (1.5)对于一些φM,ψM,参见[9]。上面的∧π代表P下Z的补偿跳跃测量。如[2]所示,φM,ψMfor Mt:=E[X | Ft]的存在并不意味着存在φ解(1.3),即存在一个不可复制的财务契约X。问题(1.3),在物理测度P不是鞅测度的情况下,文献中没有研究h。本文在不假设P是鞅测度的情况下研究了问题(1.3)。我们系统地讨论了鞅1 Q的物理测度的通过问题,并证明了鞅表示定理的一个必要版本,它允许将任意Q-局部鞅M写成mt=M+ZtφM(s)dW(s)+ZtZRψM(s,y)~πQ(ds,dy),t形式∈ [0,T*], (1.6)式中∧πQ是Q下Z的补偿跳跃测度。特别是,我们在(1.6)中精确地给出了第二个积分的构造。我们的主要结果是第4节中的定理4.4。3表明存在一个有界随机变量X,其(1.3)没有解,前提是Z的L’evy测度具有密度函数。这意味着债券市场模型是不完整的,无论鞅测度是否唯一。
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2022-5-9 16:10:09
结果表明,在债券市场中,鞅测度的唯一性和完备性之间的经典关系已经停止。本文由三部分组成。在第二节中,我们讨论了L′evy过程的性质,它需要建立鞅分解公式(1.5)并进一步描述等价测度。第3节介绍了在等价测度下补偿测度上随机积分的构造,以及相关的鞅表示公式(1.6)。第4节讨论了债券市场的不完全性,我们精确地介绍了债券市场模型、债券投资组合的概念,并最终证明了定理4.4.2 L’evy过程和相关的鞅表示。我们从总结本文所需的L’evy过程的性质开始。例如,可以在[1]中找到它们的proof。设Z是概率空间上的实值L′evy过程(Ohm, F、 P)过滤(Ft),t∈[0,T*] 以至于英国《金融时报》*= F.众所周知,Z有一个带有c`adl`ag轨迹的修改,在续集中只考虑该修改。对于任何ε>0的情况,[0,T]上的跳跃次数*] 这样|△Zs |::=|Zs- Zs-|> ε几乎肯定是有限的。因此,对于任何 R与零分开,也就是0/∈其中A代表A的闭包,随机变量π(t,A):={s∈ [0,t]:△Zs∈ A} ,t∈ [0,T*],它计算了setA中间隔[0,t]上Z的跳跃次数。函数π(·,·)可以被视为[0,T]上的σ-有限测度*] x R.它被称为Z的一个ump度量。
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2022-5-9 16:10:13
从Z的增量的独立性和平稳性出发,我们得到了跳跃测度的两个重要性质,即对于与零保持π(t,A),t分离的任何A,B∈ [0,T*] 是强度为λa:=E[π(1,a)],(2.1)的泊松过程∈ [0,T*] r.v.π(t,A),π(t,B)是独立的,如果A∩B=. (2.2)由ν(A)定义的R上的σ-有限测度ν:=E[π(1,A)],0/∈\'A,(2.3)被称为强度测度或Z的L\'evy测度。它满足可积性条件Zr(|y)|∧ 1) ν(dy)<+∞. (2.4)由于(2.1)-(2.2)和(2.3),度量π被称为具有强度度量ν的泊松随机度量。另一方面,任何满足(2.4)的测度都是某种泊松随机测度的强度测度。此外,对于从零开始分离的集合a,过程∧π(t,a):=π(t,a)-tν(A),t∈ [0,T*],是一个鞅,这意味着dtν(dy)是π(dt,dy)的一个补偿度量。测量∧π(dt,dy)被称为Z的补偿跳跃测量-→ R、 从零到任意t的集合a∈ [0,T*] 随机变量ztzaf(y)π(ds,dy)=Xs∈[0,t]f(△Zs)1A(△Zs),可与expectationE积分ZtZAf(y)π(ds,dy)= tZAf(y)ν(dy)。此外,过程rRaf(y)~π(ds,dy)是平方可积鞅andEZtZAf(y)π(ds,dy)= tZAf(y)ν(dy),t∈ [0,T*]. (2.5)对于f(y)=y和集合序列An:={n<|y|≤ 1} 我们可以用(2.5)和(2.4)证明序列ztzanyπ(ds,dy),t∈ [0,T*], n=1,2。。。,几乎肯定一致收敛于[0,T]*]. 极限用ztz{| y表示|≤1} yπ(ds,dy):=limn→+∞ZtZAnyπ(ds,dy),t∈ [0,T*].现在,我们已经准备好用L’evy It^o分解公式。它告诉我们,任何L’evy进程都会使用以下表示形式zt=at+W(t)+ZtZ{y|≤1} yπ(ds,dy)+ZtZ{y |>1}yπ(ds,dy),t∈ [0,T*], (2.6)如果∈ R、 W是方差q>0的维纳过程,即V ar(Wt)=qt。
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