局部鞅 local martingale

用Ito积分定义的随机积分Z_{t}=\int_{0}^{t} A_{s} d B_{s},如果\int_{0}^{t} \mathbb{E}\left[A_{s}^{2}\right] d s<\infty\tag{1}那么Z_t是一个平方可积鞅。如果(1)式不成立,Z_t就有可能不是一个鞅。

考虑一个策略:A_t仅在t_{0}<t_{1}<t_{2}<\cdots<1(其中t_{n}=1-2^{-n})改变。

在开始的时候t\in[0, \frac{1}{2}],A_t=1,从而Z_{{1}/{2}}=B_{1/2} \mathbb{P}\left\{Z_{1 / 2} \geq 1\right\}=\mathbb{P}\left\{B_{1 / 2} \geq 1\right\}=\mathbb{P}\left\{B_{1} \geq \sqrt{2}\right\}=1-\Phi(\sqrt{2})=: q>0\tag{2}

如果Z_t\geq 1,就令A_t=0, t>1/2。如果Z_t <1,取x=1-Z_{1 / 2}>0,通过\mathbb{P}\left\{a\left[B_{3 / 4}-B_{1 / 2}\right] \geq x\right\}=q找出a,再让A_{t}=a1 / 2 \leq t<3 / 4,容易得到:\mathbb{P}\left\{Z_{3 / 4}<1\right\}=(1-q)^{2}\tag{3}

继续这样的操作,可以得到:\mathbb{P}\left\{Z_{t_{n}}<1\right\} \leq(1-q)^{n}\tag{4}显然,EZ_1\geq 1,这时候,Z_t不是一个鞅!

尽管随机积分的结果可能不是一个鞅,但它“几乎”就是一个鞅了,这就引出了局部鞅(local martingale)定义的初衷:

Definition of local martingale

很多时候,讨论积分最终能被推广到半鞅上。

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