UA MATH565C 随机微分方程VI 扩散过程简介
UA MATH565C 隨機(jī)微分方程VI 擴(kuò)散過(guò)程簡(jiǎn)介
- Kolmogorov定理
稱具有路徑連續(xù)的Markov Family (ξt,Px)(\xi_t,P_x)(ξt?,Px?)是一個(gè)diffusion,如果C2?DA,?f∈C2C^2 \subset D_A,\forall f \in C^2C2?DA?,?f∈C2,
Af(x)=12∑aij(x)?2f(x)?xi?xj+∑bj(x)?f(x)?xj=Lf(x)Af(x) = \frac{1}{2} \sum a^{ij}(x) \frac{\partial^2 f(x)}{\partial x^i \partial x^j} + \sum b^j(x) \frac{\partial f(x)}{\partial x^j} = Lf(x)Af(x)=21?∑aij(x)?xi?xj?2f(x)?+∑bj(x)?xj?f(x)?=Lf(x)
其中aij,bja^{ij},b^jaij,bj是連續(xù)函數(shù)。算子LLL被稱為generator,它與AAA在C2C^2C2上相等,這個(gè)結(jié)論由Kolmogorov給出。
Kolmogorov定理
記U?(x)U_{\epsilon}(x)U??(x)是xxx的鄰域,V?(x)V_{\epsilon}(x)V??(x)是U?U_{\epsilon}U??的補(bǔ)集,?epsilon>0\forall epsilon >0?epsilon>0,如果下面三個(gè)條件在Ω\OmegaΩ上一致成立,則C2?DA,?f∈C2,Af=LfC^2 \subset D_A,\forall f \in C^2,Af=LfC2?DA?,?f∈C2,Af=Lf:當(dāng)t→0t \to 0t→0時(shí),
條件一說(shuō)明具有路徑連續(xù)的Markov Family (ξt,Px)(\xi_t,P_x)(ξt?,Px?)的存在性(Dynkin-Kinney定理)。
證明 (思路)
考慮f∈C2f \in C^2f∈C2的二階展開(kāi):
f(y)=f(x)+∑?f(x)?xj(yj?xj)+12∑?2f(x)?xi?xj(yi?xi)(yj?xj)+α∣x?y∣2f(y) = f(x) + \sum \frac{\partial f(x)}{\partial x^j} (y^j - x^j) + \frac{1}{2} \sum \frac{\partial^2 f(x)}{\partial x^i \partial x^j} (y^i - x^i)(y^j - x^j) + \alpha|x-y|^2f(y)=f(x)+∑?xj?f(x)?(yj?xj)+21?∑?xi?xj?2f(x)?(yi?xi)(yj?xj)+α∣x?y∣2
其中∣α(x,y)∣|\alpha(x,y)|∣α(x,y)∣有界,∣y?x∣<?,??|y-x|<\epsilon,\forall \epsilon∣y?x∣<?,??,對(duì)于Ptf(x)=∫f(y)P(t,x,dy)P^tf(x) = \int f(y)P(t,x,dy)Ptf(x)=∫f(y)P(t,x,dy),計(jì)算
Ptf(x)?f(x)=∫U?(x)[∑?f(x)?xj(yj?xj)+12∑?2f(x)?xi?xj(yi?xi)(yj?xj)]P(t,x,dy)+o(t)P^tf(x) - f(x) = \int_{U_{\epsilon}(x)} [\sum \frac{\partial f(x)}{\partial x^j} (y^j - x^j) + \frac{1}{2} \sum \frac{\partial^2 f(x)}{\partial x^i \partial x^j} (y^i - x^i)(y^j - x^j) ]P(t,x,dy) + o(t) Ptf(x)?f(x)=∫U??(x)?[∑?xj?f(x)?(yj?xj)+21?∑?xi?xj?2f(x)?(yi?xi)(yj?xj)]P(t,x,dy)+o(t)
右邊的式子就是Lf+o(t)Lf+o(t)Lf+o(t)。這里的領(lǐng)域可以理解成δ(y?x)\delta(y-x)δ(y?x)不為零的區(qū)域,所以對(duì)狀態(tài)空間Ω\OmegaΩ求積分就等于對(duì)領(lǐng)域求積分,誤差項(xiàng)α∣x?y∣2\alpha|x-y|^2α∣x?y∣2是有界的,所以積分之后誤差項(xiàng)就成了o(t)o(t)o(t)。
總結(jié)
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