一、ODE vs. SDE
常微分方程(ODE)的基本形式为:
一般来说其解是一条确定的曲线,而随机微分方程(SDE),其结果是一个随机的过程,最终得到是的多种样本轨道。
那么在ODE方程里加入随机性主要有两种方式:
1、随机化初值()
这种随机化方法比较简单,只是将初值设定为一个随机化的样本过程,根据的不同可以得出多种样本轨道(Sample Path)。
2、过程加入噪声(Additioned Random Noise)
在随机化初值的基础上,叠加上了噪声,根据噪声分布的不同,得出的样本轨道也不相同。同时,SDE可以同时受到这两部分因素影响,这就需要具体问题具体分析。
二、 SDE
为了更好去定义SDE,我们通常也将SDE的形式写成:
随机过程的噪声来源是多种多样的,如果噪声来源来自于布朗运动(Brown Motion),我们称这种SDE为 SDE,即:
1、存在性和唯一性
要解这个方程要先确定解的存在性问题,SDE的解有不同的界定方法,如强解(Strong Solution)和弱解(Weak Solution),这里只考虑强解的情况。所以判断强解的存在性要根据以下几点:
1、要适用于,即是的函数()。一旦确定就会确定,结果不依赖于t之后的信息。
2、黎曼积分和伊藤积分都要有确定的定义。
3、X一定是特定样本轨道的函数,这一点是强解和弱解的区别,强解更精确到特定的样本轨道。
因此,当初始条件满足:
(1) ,
(2)独立于,
在,满足
(1)和都是确定的,
(2)满足利普希思连续条件(Lipschitz Condition),即存在k满足
则称Ito SDE存在唯一强解。
2、一维伊藤公式
这里给出一个应用示例。