几何布朗运动公式推导?

编辑:自学文库 时间:2024年03月09日
几何布朗运动是一种连续时间的随机过程,常用于模拟金融市场中的资产价格变动。
  其数学模型可以用以下公式表示:dS = μSdt + σSdz其中,dS表示资产价格变动的微小增量,S表示当前资产价格,μ表示资产价格的平均增长率,dt表示时间的微小增量,σ表示资产价格的波动率,dz表示随机变量,代表标准布朗运动的增量。
  这个公式可以从随机微积分的角度推导出来。
  首先,假设资产价格的增长率与当前价格成正比,即dS = aSdt,其中a为比例系数。
  然后考虑到资产价格的增长也会受到随机波动的影响,引入一个随机变量dz,使得资产价格的增长率可以被表示为dS = aSdt + σSdz,其中σ为波动率。
  接下来,根据随机微积分的定义,我们可以将dz表示为标准布朗运动的增量,即dz = N(0, dt),其中N(0, dt)表示均值为0,方差为dt的正态分布。
  将dz代入公式中,得到dS = aSdt + σSdz = aSdt + σSdN(0, dt)。
  然后,利用泰勒展开式对右边的dN(0, dt)进行近似。
  根据泰勒展开式,我们可以将dN(0, dt)表示为√dt乘以一个服从标准正态分布N(0, 1)的随机变量,记为dW。
  将dN(0, dt)代替为√dt乘以dW,并简化公式,得到dS = aSdt + σS√dt dW。
  最终,对于一个时间段为Δt的区间,可以将其分成n个微小区间,每个微小区间的时间长度为dt = Δt/n。
  然后,将上述公式在每个微小区间内进行积分,得到资产价格变动的微小增量dS。
  最后,累加所有微小增量,即可得到资产价格的变动量。
  以上就是几何布朗运动公式的推导过程。
  这个公式可以用来模拟资产价格的变动,对金融市场的风险管理、期权定价等领域具有重要意义。