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根据随机分析的一个定理:“非随机被积函数的Ito积分定理”(shreve金融随机分析第2卷,定理4.4.9),以int表示积分符号,我这里打不出那个积分符号。
int(rdW(r),0,1)是一个随机积分,可以把r 写成t,也就是 int(tdW(t),0,1)。
首先一点,这个随机积分,由于 被积分项是 t,这是一个确定的关于 t 的函数 f(t)=t, 它对W(t) 积分,因此是随机积分。根据上述定理,这个积分的结果是“一个服从正态分布的随机变量”。这个正态分布的特点是(正态分布只需要确定2个参数,均值和方差):
均值=0;方差是一个积分值,等于 int(f(t)^2,0,1) ,由于f(t)=t, 所以int(f(t)^2,0,1)=int(t^2,0,1)=1/3 。
定积分:int(r^2,0,1) =1/3;
现在可以确定 int(rdW,0,1)=e,e是一个正态随机变量,其分布是: e~N(0, 1/3)
也就是上述那个积分值是一个取自正态分布的随机变量。也可以写作:
int(rdW,0,1)~N(0, 1/3)。这就是这个积分的答案。
而对于标准wiener过程W(t),有 W(0)=0,
W(t)服从的分布是正态分布:N(0,t ),原因就是wiener的二次变差不是0,而是 t。
那么,W(1/3)~N(0,1/3) 。
这个结果就和上面第一步推导的一致。因此:int(rdW,0,1)=W(1/3) 。这个原因是:
W(1/3) 是一个正态分布的随机变量,也就是它在一个分布里面取任意值(进一步说明了随机积分它不是一个普通的定积分,积分后就是一个值;随机积分它积分后市一个随机变量,是不确定的值,只可以用分布来表示,当然还需要满足一定条件,就是“被积分函数是时间 t 的确定函数”)。
等价的写法,本来int(rdW,0,1)~N(0, 1/3),而恰好W(1/3)~N(0,1/3) ,所以划等号了。
同理,你可以推广:W(1/4)~N(0,1/4),W(1/5)~N(0,1/5) ...
现在把题目变换一下:比如 int(r*rdW(r),0,2),那么由于 int(r*r,0,2)=8/3, 因此 int(r*rdW(r),0,2)~N(0,8/3), 因此可以写为:int(r*rdW(r),0,2)=W(8/3)。
如此,等等,中间被积分的可以是 r,也可以是sin(r),cos(r), r*r, r^3 等等...
x希望对楼主有帮助?您可以参考shreve金融随机分析第2卷(中文版上海财大翻译出版,P120 定理4.4.9)。
祝楼主好运!
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