Квадратично интегрируемые мартингалы
7.1. Определение. Пусть мартингал относительно меры Р и , тогда такой мартингал называется квадратично интегрируемым.
Определение. Предсказуемая возрастающая последовательность, обозначаемая , называется характеристикой квадратично интегрируемого мартингала , если - мартингал относительно меры Р.
Теорема 28. Если квадратично интегрируемый мартингал, то у него существует единственная характеристика , причем:
i) Р - п. н.,
ii) - мартингал относительно меры Р.
Доказательство. Существование и единственность характеристики квадратично интегрируемого мартингала следует из теоремы Дуба-Мейера. Поэтому Р - п. н. справедливо представление
,
где мартингал относительно меры Р. Отсюда следует, что Р - п. н.
. (17)
Возьмем условное математическое ожидание относительно левой и правой частей (17), имеем Р - п. н.
Покажем, теперь, что - мартингал.
Для этого достаточно показать, что Р - п. н.
Действительно, так как
a то . Доказательство закончено.
7.2. Определение. Пусть и – квадратично интегрируемые мартингалы, предсказуемый случайный процесс, обозначаемый через , называется взаимной характеристикой квадратичноинтегрируемых мартингалов и , если является мартингалом относительно фильтрации и меры Р.
Теорема 29. Если и квадратично интегрируемые мартингалы, то взаимная характеристика существует и единственна, причем:
i)
ii) Р - п. н.
Доказательство. Сначала заметим, что и – квадратично интегрируемые мартингалы. Поэтому и - являются мартингалами, причем и - единственные предсказуемые возрастающие процессы. Заметим, что и поэтому является мартингалом относительно фильтрации и меры Р.
Отсюда следует утверждение теоремы.
7.3. Определение. Пусть , квадратично интегрируемые мартингалы относительно фильтрации и меры Р. Будем говорить, что и ортогональны, если является мартингалом.
Теорема 30. Для того чтобы квадратично интегрируемые мартингалы и были ортогональны, необходимо и достаточно, чтобы Р - п. н. для любого .
Доказательство. Пусть и ортогональны. В силу формулы Ито, имеем
(18)
Заметим, что второе, третье и четвертое слагаемые правой части (18) являются мартингалами, поэтому является мартингалом тогда и только тогда, когда Р - п. н..
Следствие 31. Пусть и квадратично интегрируемые мартингалы. Тогда мартингал относительно меры Р.
Доказательство. Достаточно доказать, что Р- п.н.. Действительно, , в силу теоремы 29, является мартингал-разностью. Доказательство закончено.
7.4. Теорема 32 (неравенство Куниты - Ватанабэ). Пусть и квадратично интегрируемые мартингалы. Тогда Р - п. н. для любого
Доказательство следует из неравенства Коши и определения взаимной характеристики квадратично интегрируемого мартингала.
Теорема 33 (Разложение Куниты-Ватанабэ). Пусть и -квадратично интегрируемые мартингалы относительно меры Р, принимающие значения в .
Тогда существуют последовательности: i) -предсказуемая; ii) мартингал относительно мер Р ортогональный мартингалу ; такие, что Р - п.н. справедливо разложение
, (19)
причем разложение (19) –единственно.
Доказательство. Обозначим для любого .
(20)
Очевидно, что - предсказуема. В силу того, что:
i) -мартингал относительно меры Р;
ii) из определения следует, что -мартингальное преобразование, а из неравенства Куниты-Ватанабэ следует, что оно является квадратично интегрируемым мартингалом относительно меры Р.
Поэтому - мартингал относительно меры Р.
Покажем, что - мартингал относительно меры Р. Для этого достаточно установить, в силу формулы Ито, равенство
Р - п.н., которое следует из (20). Отсюда вытекает, что Р - п.н.. Следовательно,
Установим единственность разложения (19). Действительно, пусть существуют и относительно которых справедливо разложение (19). Тогда, если , то из (19) следует, что - мартингал относительно потока и меры Р. Поэтому - мартингал. Следовательно, Р - п.н. Доказательство закончено.
7.5. Предложение 34. Пусть - локальный мартингал относительно меры Р, а локализующая последовательность. Тогда для любого является квадратично интегрируемым мартингалом относительно меры Р.
Докажите самостоятельно.
Дата добавления: 2015-01-18 | Просмотры: 1002 | Нарушение авторских прав
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
|