Попов Виктор Юрьевич
«Стохастические дифференциальные уравнения»
Описание курса:
Статистические задачи занимают значительное место в математике, физике, экономике, особенно в случае необходимости учета флуктуационных эффектов. Наибольшую популярность и простоту имеют стохастические процессы, построенные на основе теории марковских случайных процессов диффузионного типа, а также процессы, флуктуирующие параметры которых являются гауссовыми случайными величинами. Для описания таких процессов и необходим аппарат стохастических дифференциальных уравнений. Цель данного курса – показать взаимосвязь физики, экономики и теории стохастических процессов – как различные задачи, описываемые стохастическими уравнениями, могут быть решены при помощи общего подхода, известного в уравнениях математической физики.
План курса:
1. Основные понятия теории случайных процессов. Примеры случайных процессов в физике, технике, биологии и финансовой математике.
2. Математический аппарат теории случайных процессов. Сходимость случайных процессов в среднеквадратичном. Непрерывность. Дифференцируемость. Ковариационная функция и ее свойства. Непрерывность в среднеквадратичном. Дифференцируемость в среднеквадратичном.
3. Винеровский процесс (броуновское движение) и его свойства. Ковариационная функция винеровского процесса.
4. Интегралы Стратоновича и Климонтовича. Интеграл Ито, построение интеграла Ито, свойства интеграла (в том числе мартингальность интеграла Ито с переменным верхним пределом). Примеры вычисления интеграла Ито.
5. Формула Ито замены переменных и ее дальнейшие обобщения. Примеры.
6. Стохастические дифференциальные уравнения. Примеры решений. Решение уравнения Ланжевена. Процесс Орнштейна–Уленбека. Интегрирующий множитель Гирсанова.
7. Некоторые модели физики и финансовой математики. Уравнение Фоккера-Планка-Колмогорова. Краевые условия. Некоторые решения уравнения Фоккера-Планка-Колмогорова.
8. Уравнение Блэка-Шоулза. Формула Блэка-Шоулза. Допущения модели Блэка-Шоулза, ограничивающие ее применение на практике.
9. Модель стохастической волатильности.
10. Случайное блуждание частицы. Процессы рождения и гибели. Процесс Пуассона.
11. Некоторые методы численного решения стохастических дифференциальных уравнений.