鞅(數學名詞)

鞅(數學名詞)

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鞅(英文名:Martingale)是機率論與隨機過程理論中的核心概念,指滿足條件期望等於當前值的隨機過程。其數學定義為:若隨機變數序列{Xn}滿足E[Xn+1 | X0,…,Xn]=Xn,則該序列稱為鞅。該術語源於“公平賭博”的原義,即賭徒未來本金期望值等於當前本金,同時作為金融資產價格分析的最古老數學模型之一。

鞅分為離散型和連續型兩類。離散鞅要求序列適應於過濾且條件期望恆定,連續鞅強調連續時間下已知歷史信息後的條件期望不變性。鞅論在點估計、隨機微分方程、統計理論等領域有套用,並通過L2鞅差列定義取消停時限制,證明鞅與平方期望的關係。

鞅概念由法國機率學家P.Levy於20世紀初首次提出。1953年,美國機率學家J.L.Doob在《隨機過程》中系統建立鞅論,使其發展為隨機過程理論的獨立分支。

基本介紹

定義,離散鞅,連續鞅,

定義

鞅是一類特殊的隨機過程。起源於對公平賭博過程的數學描述。鞅是滿足如下條件的隨機過程:在已知過程在時刻
之前的變化規律的條件下 ,過程在將來某一時刻t的期望值等於過程在時刻
的值。例如 ,用
表示某一賭徒在公平賭博中
時刻所擁有的本金 ,那么
為鞅,也就是說無論該賭徒在s時刻以後的賭博中如何利用他在
時刻之前所取得的經驗 ,他所能期望在將來t時刻擁有的本金只能是
,這正是“公平性”的體現。P.萊維早在1935年就發表了一些孕育著鞅論的工作。1939年,萊維首次採用了鞅這個名稱。但對鞅系統地進行研究並使它成為隨機過程的一個重要分支的,則應歸功於J.L.杜布。鞅已成為研究隨機過程的一個有力工具。

離散鞅

定義一:
隨機變數序列
、
滿足
, 如果對任意
, 有
則稱
是關於
的鞅(martingale)。
定義二:
令
是
代數的序列,如果滿足
則稱
是一個過濾(filtration)。給定一個過濾
,令
是使得
是
-可測的隨機過程,如果對任意
, 有
則稱
是關於
的鞅。

連續鞅

如果一個連續時間的隨機過程Xt 滿足以下條件:
(1)
(2)
即,已知至時間s的所有信息,則某時刻
的條件期望值為
時刻的值。
如果一個序列
是關於
的鞅,則應滿足:
(1)
(2)

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