2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки


Правила форума


В этом разделе нельзя создавать новые темы.

Если Вы хотите задать новый вопрос, то не дописывайте его в существующую тему, а создайте новую в корневом разделе "Помогите решить/разобраться (М)".

Если Вы зададите новый вопрос в существующей теме, то в случае нарушения оформления или других правил форума Ваше сообщение и все ответы на него могут быть удалены без предупреждения.

Не ищите на этом форуме халяву, правила запрещают участникам публиковать готовые решения стандартных учебных задач. Автор вопроса обязан привести свои попытки решения и указать конкретные затруднения.

Обязательно просмотрите тему Правила данного раздела, иначе Ваша тема может быть удалена или перемещена в Карантин, а Вы так и не узнаете, почему.



Начать новую тему Ответить на тему
 
 distribution of \int B(t)
Сообщение15.01.2008, 23:11 


17/04/06
256
Let $B(t)$ be standard Brownian motion. I need to fund distribution of $\int_{0}^{t}B(s)ds$

Ogromnoe spasibo!

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение17.01.2008, 09:40 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


14/02/07
2648
$N(0,t^2/2)$ if you mean marginal distribution.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение19.01.2008, 00:20 


17/04/06
256
How did you compute it? Anywhere I should look for the explanations?

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение19.01.2008, 22:29 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/10/07
1221
Самара/Москва
So, I got $N(0,t^3/3)$.
Really, let $S_n$ - Riemann's integral sum
$$
S_n=\frac{t}{n}\sum\limits_{k=1}^nB(s_k),
$$
where $i_0=0,~s_1=t/n,\dots,s_k=tk/n,\dots,s_n=t$.
Then
$$
DS_n=\frac{t^2}{n^2}\sum\limits_{i,j}r_{ij},
$$
where $r_{ij}=cov(B(s_i),B(s_j))$.
As easy to see
$$
(r_{ij})=\frac{t}{n}\left[\begin{array}{ccccc}
1&1&1&\dots&1\\
1&2&2&\dots&2\\
1&2&3&\dots&3\\
\dots\\
1&2&3&\dots&n
\end{array}\right]
$$
And $S_n$ is gaussian,
$$
DS_n=t^3\left(\frac13+\frac1{2n}+\frac1{6n^2}\right)
$$
At last it is need to prove the convergence $S_n$ in $L^2$.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение23.01.2008, 21:17 


17/04/06
256
Ogromnoe Spasibo!

And I thought that Riemann integral is obsolete.

One more question: Would $\int_{0}^{t}B(s)ds$ be a martingale? My guess is yes and I kind of can prove it using uniform integrability of Riemann approximation (since bounded in $L^2$ ) and a.s. convergence.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение24.01.2008, 23:15 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/10/07
1221
Самара/Москва
I would like to see your ideas about the proof.
As for me, I donk think it is martingale, and that's why.
Let $\sigma$-algebra ${\cal F}_t=\sigma\left\{B(s),s\in(0,t]\right\}$. As easy to suppose
$$
X_t=\int\limits_0^t B(s)\,ds\quad  {\cal F}_t-\mbox{\rm measurable}
$$
Let $0<p<t$, and for all $n$ let $k(n)\in\mathbb{N}$ such that
$$
s_{k(n)}\leqslant p<s_{k(n)+1}
$$
Then (as I think)
$$
\mathbb{M}\left(S_n(t)|{\cal F}_p\right)=\frac{t}{n}
\sum\limits_{k=1}^{k(n)}B(s_k)+\frac{t}{n}(n-k(n))B(p)\to X_p+(t-p)B(p)
$$
It's not a proof, it's just something like idea.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение27.01.2008, 00:25 


17/04/06
256
You are totally right! It will not be a martingale! I agree with your computations.

(Got too excited interchanging conditional expectation and limit and forgot about everything else)

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение28.01.2008, 23:25 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


14/02/07
2648
Yes, I messed somewhat. Actually, one can use integration by parts:
$$
\int_{0}^{t}B(s)ds = tB(t) - \int_0^t s dB(s)
$$
and then
$$
E\left[tB(t) - \int_0^t s dB(s)\right]^2 = t^3  + \int_0^t s^2 ds - 2t\int_0^t s ds = \frac{t^3}{3}. 
$$
(we use that
$$E\left[\int_0^t f(s)dB(s)\int_0^t g(s)dB(s)\right] = \int_0^tE[f(s)g(s)]ds$$
for adapted -- and non-random is adapted :) -- processes $f$, $g$).

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 8 ] 

Модераторы: Модераторы Математики, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group