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鞅過程和馬爾可夫過程有什麽關系?

不包括鞅和馬爾可夫過程之間的關系。因為鞅代表的是壹個公平的博弈,而馬爾可夫過程關註的是沒有記憶的過程。兩者之間沒有內在聯系。

鞅:如果隨機過程X(t)滿足對任意S的要求

直觀上講,當鞅過程在某壹時刻的值已知時,在任意後續時刻的條件都有望是這壹時刻的值。從賭徒的角度來看,這是壹場公平的遊戲。

比如我們在玩擲骰子的遊戲,輸的人每輪給贏的人壹元錢。假設遊戲是公平的,第十局之後,妳已經發現自己贏了4塊錢。第十壹局,因為遊戲的公平性,妳有壹半機會贏壹元,壹半機會輸壹元。此時,第11局後妳收入的條件期望是4元。即使在第20局,妳對利潤的期望仍然是4元。第十局之後,不管妳有多少局,妳的條件期望都等於第十局的收益。此時,妳的收入是壹個鞅過程。

馬爾可夫過程:如果隨機過程X(n)在任意時刻滿足給出過去經歷的所有距離的要求,其分布與給出最近點的分布相同,即。

直觀上,如果我要研究壹個馬爾可夫過程的未來發展,妳在這個過程中給我的距離,就相當於妳觀察到的最後壹個點的位置,也就是說,有距離並不能帶來更多的信息。這可能有點難以理解,但是如果假設股價是馬爾可夫過程,那麽妳只關心此時的股價,不關心股票的整體走勢。這說明馬爾可夫過程側重於過程的無記憶性。

比如小紅住在10層。她可以坐電梯,也可以走樓梯下樓。但是樓梯上的某個地方特別暗,妳可能會在那裏絆倒。如果我們假設這是壹個馬爾可夫過程,當我們今天觀察小紅走下樓梯的時候,我們會說小紅今天有機會摔倒在那裏,這個時候摔倒的幾率是恒定的。換句話說,我們不在乎小紅走過多少次樓梯。我們認為她永遠不會從上次的失敗中吸取教訓。也就是說,小紅在樓梯上摔了壹次、十次之後,只要被觀察到走樓梯,就有同樣的幾率在同壹個地方摔倒。

對於布朗運動,它既是鞅又是馬爾可夫過程。

因為布朗運動的增量是獨立的,均值為0,(即獨立於且均值為0)。我們很容易證明布朗運動既是鞅又是馬氏過程。但是對於壹般情況,鞅和馬爾可夫過程不再具有相關性。原因是他們側重點不同。鞅側重於公平性,馬爾可夫過程側重於無記憶性。這兩者之間沒有聯系。

兩者之間非包容關系的例子。

壹個是馬爾可夫但不是鞅的過程:帶漂移的布朗運動:此時不違反無記憶性,因為和都有獨立的增量,所以知道路徑並不比知道最近點優越。但這個過程不是鞅,因為它是不公平的。由於漂移項的引入,其平均值總是會增加。在賭博中,如果妳的預期收益不斷增加,那麽這個遊戲肯定是不公平的。所以,這個過程是馬爾可夫的而不是鞅的。

是鞅而不是馬爾可夫的過程:與過程相關的Ito積分:。此時t時刻的增量將是壹個與過去所有路徑積分相關的隨機變量。這個時候,僅僅知道最新的觀測值是不足以給出壹個好的預測的。我們需要知道整個距離。但是這個過程會是壹個鞅,因為每個增量都可以表示為路徑和布朗運動增量之和,布朗運動的均值為零,所以它的增量也會為零,這並不違背鞅的性質。所以這個過程是鞅而不是馬爾可夫。