Théorème de Cameron-Martin en finance : translations de trajectoires admissibles
Découvrez pourquoi seules les translations déterministes à énergie finie sont équivalentes sous la mesure de Wiener et comment cette frontière influence les changements de mesure utilisés dans les modèles financiers
Réponse directe
Le théorème de Cameron-Martin affirme que seules certaines translations de trajectoires à énergie finie préservent l'équivalence de la mesure de Wiener. Il définit ainsi les translations admissibles en finance mathématique, tandis que celles qui sortent de l'espace de Cameron-Martin deviennent singulières et ne constituent pas des mesures équivalentes viables
La translation est simple en dimension finie
Un vecteur gaussien non dégénéré translaté par un vecteur fini fixé conserve une densité équivalente à celle de la loi gaussienne initiale
Le rapport de vraisemblance est une expression exponentielle qui fait intervenir la translation et le vecteur observé
La mesure de Wiener vit sur un espace de trajectoires de dimension infinie, où toute translation déterministe n'est pas nécessairement inoffensive
Les trajectoires à énergie finie forment l'espace admissible
Pour un mouvement brownien sur [0,T], une trajectoire de Cameron-Martin h part de zéro et est absolument continue
Sa dérivée h′ doit être de carré intégrable, ce qui donne une énergie finie ∫₀ᵀ|h′(t)|²dt
Ces trajectoires forment un espace de Hilbert, même si une trajectoire brownienne typique n'appartient pas elle-même à cet espace
Les translations admissibles changent la densité, pas les événements négligeables
Si h appartient à l'espace de Cameron-Martin, les lois de W et W+h sont mutuellement absolument continues
Leur densité de Radon-Nikodym comporte un terme linéaire exponentiel en h′ contre W, ainsi qu'une correction égale à la moitié négative de l'énergie
L'équivalence signifie que les deux lois s'accordent sur les événements de probabilité nulle, et non que ces événements conservent les mêmes probabilités
Les translations hors de l'espace sont singulières
Si une translation déterministe ne possède pas l'énergie finie requise, la mesure de Wiener translatée et la mesure initiale sont généralement mutuellement singulières
Chaque mesure se concentre alors sur un ensemble que l'autre considère comme négligeable, phénomène sans analogue gaussien en dimension finie
Cette frontière nette est le message central du théorème, et pas seulement la formule d'un rapport de vraisemblance admissible
Girsanov étend l'idée de translation de trajectoire
Cameron-Martin traite les translations déterministes, tandis que Girsanov autorise des changements de dérive aléatoires convenablement adaptés
Les deux utilisent des densités exponentielles et des idées de carré intégrable, mais Girsanov exige aussi une martingale de densité valide dans les conditions énoncées
Appeler tout changement de dérive « Cameron-Martin » masque la différence entre une translation géométrique fixe et un changement de mesure stochastique
La finance utilise la géométrie sous-jacente au théorème
Les changements de dérive vers une mesure risque-neutre, les sensibilités fondées sur des rapports de vraisemblance, l'échantillonnage préférentiel et les modèles gaussiens de taux reposent tous sur une repondération apparentée dans l'espace des trajectoires
Une translation choisie peut rendre les régions de payoff rares plus faciles à simuler, la densité corrigeant ensuite la moyenne empirique obtenue
Les méthodes de Malliavin utilisent également les directions de Cameron-Martin pour définir les dérivées de fonctionnelles dépendant de la trajectoire et les estimateurs des Greeks
L'équivalence ne garantit pas un bon modèle
Le théorème concerne la géométrie des mesures gaussiennes ; il ne prouve ni la complétude d'un marché, ni l'absence d'arbitrage, ni la pertinence empirique de la dynamique brownienne
Une translation valide mathématiquement peut tout de même produire des poids de simulation instables ou ignorer les sauts, la volatilité stochastique et les frictions de négociation
Avant d'utiliser ce résultat en calcul, vérifiez l'espace des trajectoires, la covariance, la convention de densité, l'intégrabilité et la variance de l'estimateur
Questions fréquentes
Qu'est-ce que l'espace de Cameron-Martin ?
Pour le mouvement brownien, c'est l'espace de Hilbert des trajectoires partant de zéro, absolument continues et dont les dérivées sont de carré intégrable
Une trajectoire brownienne est-elle une trajectoire de Cameron-Martin ?
Presque sûrement non. Les trajectoires browniennes typiques sont trop irrégulières, même si les trajectoires de Cameron-Martin décrivent les directions de translation admissibles
Quelle est la différence entre Cameron-Martin et Girsanov ?
Cameron-Martin translate par une trajectoire déterministe à énergie finie ; Girsanov autorise des changements de dérive aléatoires adaptés lorsque les conditions de densité sont satisfaites
Pourquoi ce théorème est-il pertinent en finance ?
Il fournit des fondements géométriques pour la repondération de trajectoires gaussiennes, l'analyse de sensibilité, l'échantillonnage préférentiel et l'intuition des changements de mesure