Stratonovich積分とItô積分の違い
Stratonovich積分とItô積分の差、ドリフトの変換方法、金融モデルで積分の約束を明示すべき理由を解説します
要点
Itô計算とStratonovich計算は、正しく変換すれば同じ確率的動学を表しますが、各区間で雑音の被積分関数を評価する時点が異なります。変換では二次変動のドリフト項が加わるため、積分の約束を書かない方程式は不完全です
評価時点が積分を変えます
Itô積分は各時間区間の左端の情報を使います。被積分関数が予測可能となり、標準条件でマルチンゲール性を持つ理由です
Stratonovich積分は中点型の極限を使います。滑らかな座標変換では通常の連鎖律により近い形になります
どちらが自動的に現実的ということはありません。モデルの極限、情報の流れ、表したい量が約束を決めます
変換ではドリフトが変わります
一次元ではStratonovich形dX = a(X)dt + b(X)∘dWは、Itô形dX = [a(X) + 1/2 b(X)b'(X)]dt + b(X)dWになります
追加項は任意の補正ではありません。状態依存の被積分関数とブラウン運動の二次共変動から生まれます
bが定数ならb'は0で両者は一致します。状態依存ボラティリティで約束を混ぜると結果が変わります
乗法的雑音の例で差が見えます
b(X) = σXでStratonovichドリフトが0なら、等価なItôドリフトは1/2σ²Xです
σが40%なら、この補正は年率でXの8%になります
これは期待株価収益率やアルファではなく表現の変換です。測度、配当、金利、制約は別に定める必要があります
価格モデルは通常Itô形を使います
連続時間の資産価格モデルは、次の衝撃の前に使える情報へ適応する自己金融戦略を使うため、一般にItô過程を採用します
Itôの補題、マルチンゲール測度、標準的なBlack–Scholes導出もこの約束で書かれます
色付き雑音の物理的極限から出たStratonovich方程式は、Itôの価格計算と合わせる前に変換します
変換してもモデルリスクは残ります
よくある質問
Stratonovichの方がItôより正しいですか?
いいえ。正しく変換すれば同じ動学を表します。どちらを使うかはモデルの導出と用途に依存します
なぜ変換でドリフトが変わるのですか?
状態依存の被積分関数はブラウン運動と共に動き、その二次共変動が有限のドリフト補正として残るためです
Itô過程に通常の連鎖律を使えますか?
そのままでは使えません。Itôの補題には二次変動から生じる二次項が追加されます