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1874 26
2022-06-24
英文标题:
《Bilateral Gamma distributions and processes in financial mathematics》
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作者:
Uwe K\\\"uchler and Stefan Tappe
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最新提交年份:
2019
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英文摘要:
  We present a class of L\\\'evy processes for modelling financial market fluctuations: Bilateral Gamma processes. Our starting point is to explore the properties of bilateral Gamma distributions, and then we turn to their associated L\\\'evy processes. We treat exponential L\\\'evy stock models with an underlying bilateral Gamma process as well as term structure models driven by bilateral Gamma processes and apply our results to a set of real financial data (DAX 1996-1998).
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中文摘要:
我们提出了一类用于模拟金融市场波动的列维过程:双边伽马过程。我们的出发点是探索双边伽马分布的性质,然后我们转向它们相关的列维过程。我们将指数列维股票模型与潜在的双边伽马过程以及双边伽马过程驱动的期限结构模型相结合,并将我们的结果应用于一组实际金融数据(DAX 1996-1998)。
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分类信息:

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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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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2022-6-24 10:49:26
金融数学中的双边伽马分布和过程Suwe K¨UCHLER和STEFAN Tappeastract。我们提出了一类用于金融市场波动建模的列维过程:双边伽马过程。我们的出发点是探索双边伽马分布的性质,然后我们转向相关的L'evy过程。我们将指数L'evy股票模型与深入的双边Gamma过程以及由双边Gamma过程驱动的期限结构模型相结合,并将我们的结果应用于一组真实的金融数据(DAX 1996-1998)。关键词:双边Gamma分布、参数估计、双边Gamma过程、度量转换、股票模型、期权定价、期限结构模型60G51、91G201。简介近年来,金融市场价格变动的更现实的随机模型已经开发出来,例如用L'evy过程代替经典的布朗运动。这种L'evy过程的常见例子是广义双曲过程[2]及其子类,方差Gamma过程[15]和CGMY过程[4]。例如,可在【21,第5.3章】中找到有关用于融资申请的利维流程的调查。我们提出了另一类似乎很有趣的L'evy过程:双边Gamma过程,它被定义为两个独立Gamma过程的差异。
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2022-6-24 10:49:30
这类四参数过程比方差伽马过程更灵活,但在分析上仍然可以处理,尤其是这些过程具有简单的累积量生成函数。本文的目的有两个:首先,我们研究这些过程的性质以及它们的生成分布,并说明它们与文献中考虑的其他分布的关系。正如我们将看到的,它们有一系列的特性,使它们的应用非常有趣:双边伽马分布是自分解的,在卷积下是稳定的,并且有一个简单的累积量生成函数。相关的L'evyprocess是有限的变化过程,在每个正长度的间隔处发生无数次跳跃,其所有增量均为双边伽马分布。特别是,可以很容易地模拟双边膜过程的轨迹。因此,我们的第二个目标是应用双边伽马过程对金融市场波动进行建模。我们处理指数L'evy股票市场模型,并推导出欧式看涨期权定价的闭合公式。作为一个例子,我们将我们的结果应用于三年期间德国股票指数DAX的演变。双边伽马过程驱动的期限结构模型得到了很好的考虑。我们感谢迈克尔·瑟伦森和一位匿名裁判的有益评论和讨论。2 UWE K¨UCHLER和STEFAN TAPPE2。双边伽马分布建立L'evy过程的一种流行方法是取一个从属项S,即独立于S的布朗运动W,并构造时变布朗运动Xt:=W(St)。例如,广义双曲过程和方差Gamma过程就是以这种方式构造的。我们不走这条路。相反,我们定义X:=Y- Z表示两个独立从属关系的差异,Z。
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2022-6-24 10:49:34
这些从属函数应该有一个简单的特征函数,因为得到的L'evy过程X的特征函数也很简单。在这些思想的指导下,我们选择Gamma过程作为从属过程。首先,我们需要对Gamma分布进行以下略微概括。对于α>0和λ∈ R{0},我们通过密度f(x)=λ|αΓ(α)| x |α来定义Γ(α,λ)-分布-1e级-|λ| | x|{λ>0}{x>0}+{λ<0}{x<0}, x个∈ R、 如果λ>0,那么这就是众所周知的伽马分布,对于λ<0,伽马分布集中在负半轴上。各一个验证(α,λ)∈ (0, ∞)×R \\{0}aΓ(α,λ)-分布的特征函数由Д(z)给出=λλ - iz公司α、 z∈ R(2.1),其中幂α来自复对数的主分支。参数为α+、λ+、α的双边γ分布-, λ-> 0定义为卷积(α+,λ+;α-, λ-) := Γ(α+, λ+) * Γ(α-, -λ-).注意,对于独立随机变量X,Y和X~ Γ(α+,λ+)和Y~Γ(α-, λ-) 这种差异具有双边伽马分布X-Y~ Γ(α+, λ+; α-, λ-).根据(2.1),双边伽马分布的特征函数为Д(z)=λ+λ+- iz公司α+λ-λ-+ iz公司α-, z∈ R、 (2.2)2.1。引理。(1) 假设X~ Γ(α+, λ+; α-, λ-) 和Y~ Γ(α+, λ+; α-, λ-), X和Y是独立的。然后X+Y~ Γ(α++ α+, λ+; α-+ α-, λ-).(2) 对于X~ Γ(α+, λ+; α-, λ-) c>0时,它保持cX~ Γ(α+,λ+c;α-,λ-c) 。证据断言的属性遵循characteristicfunction的表达式(2.2)。从特征函数(2.2)可以看出,双边伽马分布在卷积下是稳定的,并且它们是完全可分的。根据[18,Ex。
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2022-6-24 10:49:37
8.10]L'evy-Khintchine公式(截断函数h=0)中的漂移和高斯部分均等于零,且L'evy测度由f(dx)给出=α+xe-λ+x(0,∞)(x) +α-|x | e-λ-|x个|(-∞,0)(x)dx。(2.3)因此,我们也可以将特征函数Д表示为Д(z)=exp锆eizx公司- 1.k(x)xdx, z∈ R(2.4),其中k:R→ R是函数k(x)=α+e-λ+x(0,∞)(十)- α-e-λ-|x个|(-∞,0)(x),x∈ R(2.5)金融领域的双边伽马分布和过程3,每一个都在减少(-∞, 0)和(0,∞). 【18,Cor.15.11】的直接结果是,双边伽马分布是可自分解的。通过(2.3),它还保持sz | x |>1ezxF(dx)<∞ 对于所有z∈ (-λ-, λ+).因此,累积量生成函数ψ(z)=ln EezX公司(其中X~ Γ(α+, λ+; α-, λ-))存在于(-λ-, λ+,以及ψ和ψ,关于(2.2),由ψ(z)=α+ln给出λ+λ+- z+ α-自然对数λ-λ-+ z, z∈ (-λ-, λ+,(2.6)ψ(z)=α+λ+- z-α-λ-+ z、 z∈ (-λ-, λ+).(2.7)因此,n阶累积量κn=nznψ(z)| z=0由κn=(n)给出- 1)!α+(λ+)n+(-1) nα-(λ-)n, n∈ N={1,2,…}。(2.8)尤其是对于aΓ(α+,λ+;α-, λ-)-分布随机变量X,我们可以指定o期望e[X]=κ=α+λ+-α-λ-.(2.9)o方差Var[X]=κ=α+(λ+)+α-(λ-).(2.10)oCharliers偏度γ(X)=κ3/2=α+(λ+)-α-(λ-)α+(λ+)+α-(λ-)3/2.(2.11)o峰度γ(X)=3+κκ=3+α+(λ+)+α-(λ-)α+(λ+)+α-(λ-).(2.12)因此,双侧伽马分布为轻轨分布。3、相关分布类别从列维测度(2.3)中可以明显看出,双边伽马分布是广义回火稳定分布的特例【5,第4.5章】。
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2022-6-24 10:49:41
该六参数族由其L'evy measureF(dx)定义=α+x1+β+e-λ+x(0,∞)(x) +α-|x | 1+β-e-λ-|x个|(-∞,0)(x)dx。CGMY分布(见[4])是一个具有L'evy measureF(dx)的四参数族=Cx1+Ye-Mx(0,∞)(x) +C | x | 1+Ye-G | x|(-∞,0)(x)dx。我们观察到一些双边伽马分布是CGMY分布,反之亦然。正如即将到来的结果所揭示的,双边伽马分布在弱收敛下并不紧密。4 UWE K¨UCHLER和STEFAN TAPPE3.1。提议设λ+,λ-> 0是任意的。然后,以下收敛保持不变:Γ(λ+)λ-nλ++λ-, λ+√nλ+(λ-)nλ++λ-, λ-√nw→ N(0,1)表示N→ ∞.证据这是中心极限定理引理2.1和关系式(2.9)、(2.10)的结果。双边伽马分布是[23]术语中广义伽马演化的特例。这些都是可整除分布u,其特征函数的形式为^u(z)=expizb公司-cz公司-锆自然对数1.-izy公司+izy1+ydU(y), z∈ R带b∈ R、 c类≥ 0和非递减函数U:R→ 满足可积条件sz的U(0)=0的R-1 | ln y | dU(y)<∞ andZ公司-1.-∞ydU(y)+Z∞ydU(y)<∞.由于扩展广义Gamma卷积在弱极限下是闭合的,请参见[23],双边Gamma分布的每个极限情况都是扩展广义Gamma卷积。设Z是一个从属函数(一个递增实值L'evy过程),X是一个值为Rd的L'evy过程。假设(Xt)t≥0和(Zt)t≥0是独立的。根据[18,Thm.30.1],过程Y由yt(ω)=XZt(ω)(ω),t定义≥ 0是Rd上的L'evy进程。进程(Yt)t≥0被称为从属于(Xt)t≥让λ=L(Z)和u=L(X),我们确定混合物uo λ:=L(Y)。如果u为异常分布,则uo λ称为正态方差-均值混合(cf。
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