Условия Новикова и Казамаки: объяснение
Узнайте, как критерии Новикова и Казамаки превращают стохастическую экспоненту из локального мартингала в корректную плотность для изменения меры
Короткий ответ
Новиков и Казамаки дают достаточные проверки, при которых стохастическая экспонента непрерывного локального мартингала становится настоящим мартингалом с математическим ожиданием один на заданном горизонте. Это позволяет использовать экспоненту как плотность вероятности
Положительный локальный мартингал может терять массу
Для непрерывного локального мартингала M его стохастическая экспонента равна Z_t = exp(M_t - ½⟨M⟩_t)
Z — положительный локальный мартингал и потому супермартингал, поэтому E[Z_t] может упасть ниже начального значения один
Если масса потеряна, Z_T нельзя использовать как плотность вероятности без изменения задуманной конструкции
Для изменения меры нужен настоящий мартингал
Плотность на конечном горизонте требует Z_T ≥ 0 и E[Z_T] = 1, а процесс плотности задается условными математическими ожиданиями
Равномерная интегрируемость контролирует семейство на всем горизонте и поддерживает согласованные изменения меры в моменты остановки
Запись экспоненциального выражения сама по себе не доказывает, что оно нормируется к единице или задает эквивалентную меру
Новиков контролирует экспоненциальную квадратичную вариацию
Распространенный критерий Новикова имеет вид E[exp(½⟨M⟩_T)] < ∞ для фиксированного конечного горизонта T
Для M = ∫θ_s dW_s скобка равна ∫₀ᵀθ_s²ds, поэтому проверяется экспоненциальная интегрируемость накопленного квадрата сдвига дрейфа
Критерий удобен, потому что использует квадратичную вариацию, но может быть сильнее необходимого
Казамаки исследует сам мартингал
Критерии типа Казамаки контролируют exp(M/2), обычно через условие субмартингала или равномерной интегрируемости на моментах остановки
Они могут установить свойство настоящего мартингала в случаях, когда экспоненциальный момент скобки Новикова бесконечен
Точные формулировки зависят от горизонта и версии теоремы, поэтому цитируемый критерий и знаковое соглашение нужно указывать явно
Провал критерия не означает провал плотности
Оба условия — достаточные проверки, а не определения и, вообще говоря, не необходимые условия
Если Новиков не выполняется, могут сработать Казамаки, ограниченная средняя колеблемость, прямые расчеты математического ожидания или аргументы для конкретной модели
Если все удобные тесты провалились, нельзя просто предположить мартингальность; поведение строгого локального мартингала все еще возможно
Финансы зависят от шага с математическим ожиданием один
Изменение дрейфа по Гирсанову и риск-нейтральные плотности часто используют стохастическую экспоненту, построенную из цены риска
Если плотность задает строгий локальный, а не настоящий мартингал, предложенная мера оценки может быть дефектной или несогласованной на разных горизонтах
Та же проблема возникает в оценках отношения правдоподобия, фильтрации, двойственности полезности и моделях с поведением, похожим на пузырь
Горизонт, скачки и локализация меняют проверку
Условие, верное для каждого конечного T, не обязано давать равномерную интегрируемость на бесконечном горизонте
Локализация доказывает локальные тождества, но сама по себе не возвращает потерянное математическое ожидание при переходе к пределу
Экспоненты со скачками требуют учитывающих скачки условий положительности и интегрируемости; непрерывную формулу Новикова нельзя копировать без изменений
Частые вопросы
Что такое условие Новикова?
Для непрерывного локального мартингала M на [0,T] распространенная форма требует конечности E[exp(½⟨M⟩_T)]
Необходимо ли условие Новикова?
Нет. Это достаточное условие, и стохастическая экспонента может быть настоящим мартингалом даже при расходимости момента Новикова
Условие Казамаки слабее условия Новикова?
Казамаки может подтвердить случаи, которые пропускает Новиков, хотя точное сравнение зависит от выбранных формулировок и предпосылок
Почему эти условия важны в оценке опционов?
Они помогают доказать, что экспонента, используемая в теореме Гирсанова, имеет математическое ожидание один и задает нужную меру оценки