Radon–Nikodym 도함수: 확률측도의 가중치를 바꾸는 방법
Radon–Nikodym 도함수가 확률을 다시 가중하고 기대값을 변환하는 원리, 밀도과정과 위험중립 가격결정에서의 역할을 설명합니다
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한눈에 답하기
Radon–Nikodym 도함수 dQ/dP는 확률측도 Q가 P에 비해 각 결과에 얼마의 가중치를 주는지 나타내는 음이 아닌 확률변수입니다. Q의 기대값을 P 아래의 가중 기대값으로 바꾸며, 금융에서는 가능한 사건을 바꾸지 않고 현실측도와 가격결정측도를 연결합니다
절대연속이어야 밀도가 존재합니다
P가 확률 0을 주는 모든 사건에 Q도 0을 주면 Q는 P에 절대연속이며 Q ≪ P라고 씁니다
Radon–Nikodym 정리는 이때 P의 영집합을 제외하고 유일한 음이 아닌 밀도 Z = dQ/dP가 존재한다고 말합니다
P와 Q가 서로 절대연속이면 두 측도는 동치이며 어떤 사건이 불가능한지에 대해 일치합니다
밀도는 상태별 확률을 배분합니다
사건 A에는 Q(A) = E_P[Z 1_A]가 성립합니다. 두 측도가 확률측도라면 E_P[Z] = 1입니다
Z가 1보다 큰 결과는 Q에서 상대적 가중치가 커지고, 1보다 작은 결과는 줄어듭니다
여기서 도함수는 시간이나 가격에 대한 미분이 아니라 한 측도를 다른 측도와 비교한 밀도입니다
기대값은 밀도를 곱해 변환합니다
필요한 적분가능성 아래 지급액 X에는 E_Q[X] = E_P[ZX]가 성립합니다
이 식은 지급액이나 표본공간을 바꾸지 않습니다. 같은 결과 X를 다른 가중치로 평균냅니다
측도가 동치이고 Z가 양수면 dP/dQ = 1/Z가 Q-거의 확실히 성립하며 여러 측도 사이에는 연쇄법칙도 적용됩니다
유한상태에서는 우도비와 같습니다
상태 s에서 p_s가 양수라면 Z_s = q_s/p_s이고 q_s = p_s Z_s입니다
한 분포에서 표본을 뽑고 우도비로 평균을 보정하는 중요도표본추출과 같은 원리입니다
밀도의 변동이 너무 크면 소수 상태에 가중치가 몰려 항등식이 정확해도 몬테카를로 추정은 불안정할 수 있습니다
밀도과정은 시간에 따른 정보를 보여줍니다
만기밀도 Z_T가 주어지면 Z_t = E_P[Z_T | F_t]로 정의하며, 이는 음이 아닌 P-마팅게일입니다
Z_t가 양수일 때 조건부 기대값은 E_Q[X | F_t] = E_P[Z_T X | F_t] / Z_t입니다
필트레이션은 중요합니다. Z_t는 t시점까지 관측한 정보로 알 수 있는 만기 재가중치 부분을 기록합니다
가격결정측도는 동치인 밀도를 사용합니다
자산가격모형은 적절히 할인한 거래 자산가격이 마팅게일 또는 국소마팅게일이 되는 동치측도 Q를 찾습니다
Girsanov 정리는 밀도가 브라운운동의 표류를 바꾸면서 확산 불확실성과 영확률 사건을 보존하는 방식을 설명합니다
머니마켓 기준자산 아래 확률할인인자는 적절한 가정에서 할인항과 dQ/dP의 곱으로 나타낼 수 있습니다
해석과 추정에는 조건 확인이 필요합니다
위험중립 Q는 가격결정측도이며 현실측도 P의 실제 발생 빈도 전망과 같을 필요가 없습니다
제안한 밀도는 음이 아니고 평균이 1이며 정보흐름에 적합하고 의도한 할인자산을 마팅게일로 만들어야 합니다
기준·목표 측도, 기준자산, 기간, 밀도 방향, 적분가능성, 수치 진단을 공개한 뒤 변환 기대값을 사용하세요
자주 묻는 질문
Radon–Nikodym 도함수를 쉽게 설명하면 무엇인가요?
한 확률체계가 다른 확률체계보다 각 결과에 몇 배의 무게를 주는지 보여주는 우도비입니다
왜 Q는 P에 절대연속이어야 하나요?
P가 불가능하다고 보는 사건에 Q가 양의 확률을 주면 P를 기준으로 한 유한한 밀도로 그 확률을 복원할 수 없기 때문입니다
dQ/dP는 시간미분인가요?
아닙니다. P에 대한 Q의 측도 밀도이며, 시간별 밀도과정은 이 만기밀도의 조건부 기대값으로 만듭니다
위험중립 가격결정과 어떤 관계인가요?
현실확률의 가중치를 가격결정확률로 바꿔 할인한 거래 자산이 Q 아래 마팅게일이 되도록 합니다