縮放對稱隨機遊走背後的直覺
我正在閱讀 Shreve (2008) 中的一節,我們正在縮小步長,但加快對稱隨機遊走的時間,因此在極限情況下,我們會產生布朗運動。
我了解這個過程,但我想了解 1 美元投注故事設置的直覺。
以下直覺正確嗎?
考慮在擲硬幣時下注 1 美元,如果正面你贏一美元,否則你輸一美元。該隨機變數的累積增益是對稱隨機遊走。我們希望加快時間並縮小尺寸,以便
$$ W^{(n)}(t)=\frac{1}{\sqrt{n}}M_{nt}. $$
例如,考慮 $ t=4,n=100. $ 如果沒有縮放,您將翻轉 4 次,但使用縮放後,您將在 4 秒內翻轉 400 個硬幣。同樣,對於每次翻轉,您的上下注將是 1 美元,因為這就是下注的定義方式,但是隨著縮放,您的下注現在變為 10 美分。
參考:
Shreve, Steven E. $ \textit{Stochastic Calculus for Finance II : Continuous-Time Models} $ . 斯普林格,2008。
如果您將 t 解釋為以年為單位的時間,則更容易。因此,假設 t=4 年。
如果你回想一下最終結果,剩下的就更容易了,我們希望這個縮放的隨機遊走接近標準布朗量,它的均值為零,變異數為 t(將其視為從時間 0 到 t=4 的間隔)。
我們正在重複獨立且相同的拋硬幣遊戲,其中硬幣是無偏的。現在要獲得所需的均值和變異數,下注大小必須與步數相關。對於一個步驟,意味著 4 年的步長,如果我們將賭注大小設置為 2,那麼根據需要,均值將為零,變異數將為 4。這2與步長有關: $ \Delta t=\frac{4}{1} $ ,一般來說,假設 m 代表步數是 $ \Delta t=\frac{t}{m} $ . 所以下注大小是平方根 $ \Delta t $ .
現在,如果您將步數增加到 100,且 t=4 相同,那麼下注大小將是: $ \sqrt{\Delta t}=\sqrt{\frac{t}{m}} =\sqrt{\frac{4}{100}}=\sqrt{\frac{1}{25}} $ . 然後均值為零,因為每個博弈的均值為零,並且獨立且相同博弈之和的變異數等於變異數之和,因為同質性是 $ 100*\frac{1}{25}=4 $
在 Shreve 的設置中,t 的每個單位被細分為 n 步,所以我們的 m=n*t; 他的t=4和n=1,相當於m=4,你會拋硬幣4次,每次設置下注大小等於 $ \sqrt{\frac{t}{m}}=1 $ . 對於 t=4,n=100,你有 m=400,下注大小為 $ \sqrt{\frac{t}{m}}=\sqrt{\frac{4}{400}}=0.1 $