随机过程笔记 07|随机微分方程、Feynman–Kac 与停时
导读 最后一篇把视角拉远。股价、利率、波动率都被建模成随机微分方程的解。我们显式解出 Ornstein–Uhlenbeck 方程,认识 CIR 过程,并说明为什么所有 SDE 的解都是马尔可夫的。然后 Feynman–Kac 把整门课首尾接上:收益的条件期望和一个偏微分方程是同一个东西——Black–Scholes 只是其中一例。最后讲派息股票、停时和可选抽样定理。
导读 最后一篇把视角拉远。股价、利率、波动率都被建模成随机微分方程的解。我们显式解出 Ornstein–Uhlenbeck 方程,认识 CIR 过程,并说明为什么所有 SDE 的解都是马尔可夫的。然后 Feynman–Kac 把整门课首尾接上:收益的条件期望和一个偏微分方程是同一个东西——Black–Scholes 只是其中一例。最后讲派息股票、停时和可选抽样定理。
导读 第 05 篇给看涨期权定了价。这一篇用一个公式给任意收益定价: \(V_t=E^{\mathbb Q}\big[e^{-r(T-t)}V_T\mid\mathcal F_t\big]\)。 价格是净现值——但要在另一个概率测度 \(\mathbb Q\) 下算,在 \(\mathbb Q\) 下股票只赚无风险利率。然后回答几个自然的问题:测度变换是什么?为什么 \(\mathbb P\) 和 \(\mathbb Q\) 对什么可能发生意见一致,对多大可能意见不同?Girsanov 定理又是怎么通过平移布朗运动把 \(\mu\) 变成 \(r\) 的?
导读 期权的价格就是复制它所需要的本金。这一篇搭好 Black–Scholes 市场,写出自融资交易者的财富,再把它和期权价格过程逐项对齐(\(dW\) 项和 \(dt\) 项)。对齐 \(dW\) 项得到 Delta 对冲,对齐 \(dt\) 项得到 Black–Scholes 偏微分方程。解方程得到 Black–Scholes 公式,对公式求导得到希腊字母。 一个值得早点注意的意外:股票的期望收益率 \(\mu\) 从价格里消失了。
导读 Itô 公式是随机分析里的链式法则。和普通链式法则相比它多了一项 \(\frac12f''\,d[W,W]_t=\frac12f''\,dt\),原因正是第 02 篇的 \([W,W]_t=t>0\)。 实际用时只需要二阶泰勒展开加上乘法表 \(dt^2=0,\quad dt\,dW_t=0,\quad (dW_t)^2=dt.\) 这一篇推导公式,推广到 Itô 过程,并用它搭出标准的股价模型——几何布朗运动。
导读 随机积分其实就是累计的交易盈亏(P/L):持有 \(\Delta\) 股,价格变动 \(dW\),加起来。这一篇分三步构造 \(\int_0^t\Delta_s\,dW_s\)——离散时间、”买入持有”的简单策略、用逼近得到的一般策略,并说明同样的五条性质每一步都保留下来: 线性 · 适应 · 鞅 · Itô 等距 \(\mathrm{Var}[I_t]=E\int_0^t\Delta_s^2ds\) · \([I,I]_t=\int_0^t\Delta_s^2ds\)。