- •3.Классификация уравнений второго порядка с двумя независимыми переменными. Системы уравнений с частными производными.
- •4. Замена независимых переменных в уравнениях второго порядка. Уравнение характеристик.
- •5.Приведение к каноническому виду уравнений второго порядка с двумя независимыми переменными.
- •6.Классификация уравнений второго порядка со многими независимыми переменными.
- •10.Корректно поставленные задачи. Корректность задачи Коши для уравнения колебаний струны. Пример Адамара некорректно поставленной задачи Коши.
- •11. Метод интегральных преобразований для решения задачи Коши для параболических уравнений.
- •12.Принцип максимума и минимума для уравнения теплопроводности, следствия. Корректность задачи Коши для уравнения теплопроводности.
- •13. Пространство осн. Ф-й. Обобщенные ф-и и их сво-ва.
- •15.Фундаментальное решение уравнений. Фундаментальное решение и решение задачи Коши для уравнения Колмогорова.
- •14. Сингулярные обобщенные функции, -функция Дирака. Обобщенная производная, обобщенные решения уравнений с частными производными.
- •25. Метод разделения переменных для решения задачи Дирихле в круге. Интеграл Пуассона.
- •Формулы Грина для оператора Лапласа. Интегральная ф-ула Грина для гармонических функций.
- •Свойства гармонических ф-ций. Принцип максимума и минимума для гармонических ф-ций, следствия.
- •Краевые задачи Дирихле,Неймана и 3го рода для элиптческих ур-ний.Спектральная задача для оператора Лапласа.Корректность внутрих и внешнх краевых задач для ур-ия Лапласа и Пуассона
- •33. Моделирование динамики стоимости ценных бумаг с помощью стохастических дифференциальных уравнений
- •32. Замена переменных в уравнениях Колмогорова. Формула дифференцирования Ито
- •Вышеизложенное позволяет сформулировать следующее утверждение.
- •31.Связь задачи Коши для стохастического уравнения с задачей Коши для уравн. Колмогорова.
- •Это означает, что марковский стохастический процесс описывается уравнением параболического типа (2).
- •29 Постановка задач для уравнения денежных накоплений
- •28 Параболические уравнения Колмогорова
- •35. Уравнение Блэка - Шоулса, смешанная задача для функции стоимости опциона.
- •16. Постановка смешанных задач для уравнения колебаний струны. Граничные условия первого, второго и третьего рода, физическая интерпретация.
- •17. Задача ш. – л. Для обыкновенных д у 2 порядка. Свойства собственных функций и собственных значений задачи Штурма - Лиувилля.
- •30. Решение задачи Коши для уравнения денежных накоплений. Стохастические дифференциальные уравнения в форме Ито.
- •26.Динамические моделир. Ден. Накоплений семьи с использ. Стохастических ду.
- •27. Одном-е марковские стохаст-е процессы в моделир-и случ. Денежных накоп-й. Условная плотность вероятностей стохас-го процесса и ее свойства.
- •19.Постановка смешанных задач для уравнения теплопроводности в стержне.
- •20. Решение первой смешанной задачи для уравнения теплопроводности в стержне, обоснование решения. Корректность первой смешанной задачи
- •21.Уравнение Лапласа. Гармонические функции. Фундаментальное решение для уравнения Лапласа.
33. Моделирование динамики стоимости ценных бумаг с помощью стохастических дифференциальных уравнений
Рассмотрим
ось Ox,
на которой точка x
изображает акцию, а координата точки
x(t)
означает цену акции в момент времени
t.
Физические размерности: [x(t)]=руб,
[t]=мес.
Очевидно, что со временем точка х будет
перемещаться, так как цена акции
изменяется. Функцию x=x(t)
будем называть функцией
цены акции,
множество
-
пространством
цен
(пространством
Блэка-Шоулса).
В простейшем случае функция x(t)
подчиняется стохастическому
дифференциальному уравнению:
где
X
- стохастический процесс, определяемый
переходной ф-цией плотности вероятностей
.
Дадим интерпретацию коэффициенту
.
Пусть стоимость акции растет на p
процентов в месяц, тогда за время
цена акции x(t)
вырастет на
рублей и в момент времени
составит
рублей. Вычислим скорость перемещения
акции в пространстве цен:
В дальнейшем будем рассматривать более общее уравнение
описывающее динамику цены акции.
Уравнение для плотности акций:
где
32. Замена переменных в уравнениях Колмогорова. Формула дифференцирования Ито
формулa дифференцирования Ито стохастического процесса:
Разрешим
уравнение
относительно x,
тогда
.
Подставим
в
и представим ф-ции, зависящие от переменной
x,
как ф-ции переменной z.
В результате получ.стохастическое дифф.
уравн. в форме Ито для процессa
z(t):
где
Вышеизложенное позволяет сформулировать следующее утверждение.
Утверждение.
Пусть
–
марковский стохастический процесс.
Рассмотр. процесс
где
– монотонно возрастающая ф-ция по
переменной x,
.
Тогда процесс
также является марковским стохастическим
процессом.
Замена переменных в уравнениях Колмогорова
Рассмотрим
условную плотность вероятностей
марковского
стохастического процесса X(t),
которая определяется ф-циями
из условий сильной непрерывности. Ф-ция
подчиняется уравн. Колмогорова
Лемма
1. Если
ф-ция
удовлетворяет уравн. (2), тогда после
замены независимых переменных
ф-ция
где
удовлетворяет уравнению Колмогорова
где
Лемма
2.
Если ф-ция
удовлетвор. уравн.
,
тогда ф-ция (3) удовлетворяет уравн.
Колмогорова
31.Связь задачи Коши для стохастического уравнения с задачей Коши для уравн. Колмогорова.
Рассмотрим стохастическое дифференциальное уравнение общего вида
где
– заданные неслучайные ф-ции двух
переменных;
–
марковский стохастический процесс,
который определяется переходной функцией
,
которая в свою очередь определ. ф-циями
.
Получено уравнение Колмогорова для
функции
по переменным
:
Это означает, что марковский стохастический процесс описывается уравнением параболического типа (2).
Добавим
к уравн. (2) начальное условие в момент
времени
.
Получим задачу Коши, обобщающую задачу
в
.
Задача
Коши для стохастического уравнения.
Требуется определить условную плотность
вероятностей
случайного процесса
в момент времени
при условии, что случ. процесс
удовлетвор. уравнениям
в
где
– заданная постоянная величина,
.
Определяющая
задача Коши. Требуется
определить условную плотность вероятностей
,
для которой
,
где
оператор
определен в
в
.
При этом должно выполняться условие на
бесконечности
при
которое обеспечивает условие нормировки
Задача Коши (5) является определяющей дифференциальной задачей для марковского стохастического процесса при условии существования неотрицательного решения задачи.
