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Quelles translations de trajectoires gaussiennes sont admissibles15 min de lecture

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

Préparé par Mark · Sources primaires ci-dessous

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

Sources et lectures complémentaires

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