LeVanLoi miscellaneous articles

  1. Trang chủ
  2. Lưu
  3. Thẻ
  4. Hỏi - Đáp

 
 
LeVanLoi'log, ⌚ 2024-11-08
***
What is Wiener process in theory of probability?
Tác giả: Lê Văn Lợi tổng hợp

English:

In probability theory, a Wiener process (or Brownian motion) is a type of stochastic process that models random, continuous motion, commonly used in fields like physics, finance, and mathematics.

Key Characteristics of the Wiener Process:

A Wiener process WtW_t with time t0t geq 0 has the following properties:

  1. Starting Point:

    W0=0W_0 = 0

    The process begins at zero.

  2. Independent Increments: For any t1<t2<<tnt_1 < t_2 < dots < t_n, the increments Wt2Wt1,Wt3Wt2,,WtnWtn1W_{t_2} - W_{t_1}, W_{t_3} - W_{t_2}, dots, W_{t_n} - W_{t_{n-1}} are independent.

  3. Normally Distributed Increments: For any s<ts < t, the increment WtWsW_t - W_s follows a normal distribution:

    WtWsN(0,ts)W_t - W_s sim mathcal{N}(0, t - s)

    This means the expected change over time is zero, but the variance (or spread) grows proportionally with time.

  4. Continuous Paths: The process has continuous paths, meaning there are no sudden jumps in WtW_t.

Mathematical Formulation:

The Wiener process is commonly used to model random fluctuations in various contexts. For example, in finance, it is the foundation of models like the Black-Scholes model for option pricing.

A stochastic differential equation (SDE) involving a Wiener process might look like this:

dXt=μdt+σdWtdX_t = mu , dt + sigma , dW_t

where:

  • μmu is the drift (or average direction of change),
  • σsigma is the diffusion coefficient (or volatility),
  • WtW_t is the Wiener process term, introducing randomness into the system.

The Wiener process is a fundamental tool in stochastic calculus and provides a mathematical foundation for modeling processes with inherent randomness or uncertainty.

---

Trong lý thuyết xác suất, quá trình Wiener (hay còn gọi là chuyển động Brown) là một loại quá trình ngẫu nhiên mô phỏng chuyển động ngẫu nhiên liên tục, được sử dụng phổ biến trong các lĩnh vực như vật lý, tài chính và toán học.

Các Đặc Điểm Chính của Quá Trình Wiener:

Một quá trình Wiener WtW_t với thời gian t0t geq 0 có các đặc điểm sau:

  1. Điểm Khởi Đầu:

    W0=0W_0 = 0

    Quá trình bắt đầu từ điểm 0.

  2. Gia Tăng Độc Lập: Với bất kỳ t1<t2<<tnt_1 < t_2 < dots < t_n, các gia tăng Wt2Wt1,Wt3Wt2,,WtnWtn1W_{t_2} - W_{t_1}, W_{t_3} - W_{t_2}, dots, W_{t_n} - W_{t_{n-1}} là độc lập với nhau.

  3. Gia Tăng Phân Phối Chuẩn: Với bất kỳ s<ts < t, gia tăng WtWsW_t - W_s tuân theo phân phối chuẩn:

    WtWsN(0,ts)W_t - W_s sim mathcal{N}(0, t - s)

    Điều này có nghĩa là kỳ vọng của sự thay đổi qua thời gian bằng không, nhưng phương sai (hoặc độ lan rộng) tăng tỷ lệ thuận với thời gian.

  4. Đường Đi Liên Tục: Quá trình có đường đi liên tục, nghĩa là không có bước nhảy đột ngột trong WtW_t.

Biểu Diễn Toán Học:

Quá trình Wiener được sử dụng để mô hình hóa dao động ngẫu nhiên trong nhiều bối cảnh khác nhau. Ví dụ, trong tài chính, nó là nền tảng của các mô hình như mô hình Black-Scholes trong định giá quyền chọn.

Một phương trình vi phân ngẫu nhiên (SDE) bao gồm một quá trình Wiener có thể có dạng:

dXt=μdt+σdWtdX_t = mu , dt + sigma , dW_t

trong đó:

  • μmu là thành phần trôi (hoặc hướng thay đổi trung bình),
  • σsigma là hệ số khuếch tán (hoặc độ biến động),
  • WtW_t là thành phần quá trình Wiener, đưa yếu tố ngẫu nhiên vào hệ thống.

Quá trình Wiener là một công cụ cơ bản trong phép tính ngẫu nhiên và cung cấp nền tảng toán học để mô hình hóa các quá trình có tính ngẫu nhiên hoặc bất định.