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本文研究的是无穷区间多维反射倒向随机微分方程解的存在唯一性,解对参数的连续依赖性以及比较定理。
众所周知,倒向随机微分方程(BSDE)是一个新兴的研究方向,它的出现为研究金融数学,随机最优控制以及偏微分方程等问题提供了有利的工具。如下的非线性BSDE:-dY(t)=f(t,Y(t),Z(t)dt-Z(t)dB<,t>,Y<,T>=ξ是由Pardoux和Peng于1990年在[1]中首先介绍的,后来Peng于1992年在[2]中证明了一维BSDE的比较定理,彭实戈教授的学生周海滨于1999年在[3]中证明了一类多维BSDE的比较定理,证明方法是构造了一个特殊的函数,这个函数是B’uckdahn和Peng于1999年在[4]中首次介绍的.E1.Karouietal在[5]中研究了带一个障碍的一维反射BSDE,给出了一维情况下解的存在唯一性定理和比较定理,同时还在Markov框架下研究了一维反射BSDE与非线性抛物性偏微分方程的联系.Hamadene,Lepeltier,Wu把这种一维反射BSDE的区间扩展到了无穷区间上,而肖华则在2005年的硕士毕业论文中把一维反射BSDE推广到了多维的情况。
在这些基础之上,我们现在很自然的提出,如何建立无穷区间上多维反射BSDE的框架,建立之后,无穷区间多维反射BSDE的解是否存在唯一,解对参数是否具有连续依赖性以及解的比较定理是否成立.
本文共分三章。
第一章:引言,叙述前人所作的工作以及问题的由来。
第二章:在[6]中对一维情况的证明以及[7]中对于反射BSDE从一维到多维的推广的基础上,我们提出了如下的无穷区间多维反射BSDE模型:
首先假定:
(H2.1)ζ∈L<2><,n>.
(H2.2)f∶Ω×[0,∞]×R×R→R,f(,y,Z)是循序可测的(H2.3) 存在两个正的确定的函数u(t),u<,2>(t),使得:
|f(t,y,z)-f(t,y′,z′)|≤u<,1>(t)|y-y′|+u<,2>(t)|z-z′|其中t≥0,y,y′∈ R,z,z′∈R且有∫<∞><,0> u<,1>(t)dt < ∞,∫<∞><,0> u<2><,2>(t)dt < ∞.
下面再给出一个n维障碍{S(t),t≥0}∈R满足:
(H2.4)S(t)是连续的循序可测过程我们称 (f,ζ,S)为一组标准参数,若它满足(H2.1)-(H2.4),称{Y(t),Z(t),K(t),t≥0} ∈R×R×R是无穷区间n维RBSDE的一组解,若它满足:
(H2.5)Y(t)∈S<2><,n>,Z(t)∈H<2><,n>,K(∞) ∈L<2><,n>.
(H2.6)Y(t)=ζ+∫<∞><,t> f(s,Y(s),Z(s))ds+K(∞)-K(t)-∫<∞><,t> Z(s)dB<,s>.
(H2.7)Y(t)≥S(t),t≥0.
(H2.8)K(t)是连续的增过程,K(0)=0且∫<∞><,0>(Y(t)-S(t))dK(t)=0.
这里Y(t)是一个R向量,它的第J个分量是Y<,j>(t).
多维模型同一维模型的区别主要体现在(H2.7)和(H2.8)上,意味着仅当Y<,j>碰到障碍S<,j>时,用一个最小的推动力K<,j>将Y<,j>向上推动,使之在障碍S<,j>上面运动。
以[6]与[7]对反射BSDE的证明为基础,我们证明了无穷区间多维反射BSDE解的存在唯一性,即定理 2.1;当(f,ζ,S)满足(H2.1)-(H2.4)的条件时,无穷区间多维RBSDE(f,ζ,S)存在着一组解(Y,Z,K)满足条件(H2.5).(H2.8)且至多有一组循序可测的解。
有了解的存在唯一性,在这一章的最后,我们还证明了解对参数是具有连续依赖性和。
第三章:为了说明无穷区间多维反射BSDE的比较定理,我们将两个R中向量的比较定义为:由此得出了无穷区间多维BSDE的比较定理:
定理3.1:设(f,ξ,s)和(Y,Z,K),i=1,2,分别满足条件H2.1)-(H2.8),并且(i)ξ<1>。≤ξ<2>;
(ii)f<1><,j>(t,y<1>,z<1>)≤f<2><,j>(t,y<2>,z<2>),其中y<1><,j>=y<2><,j>,z<1><,j>=z<2><,j>≤y<1><,j>,ι≠j;
(iii)s<1>≤S<2>。
则有Y<1>≤Y<2>。
下面,考虑定理3.1中的条件(ii)能否换成更弱的条件;
(ii′)f<1><,j>(t,y,z<1>)≤f<2><,j>(t,y,z<2>),z<1><,j>=z<2><,j>我们举了一个满足条件(ii′)但不满足条件(ii)的例子,通过这个例子证明了比较定理不一定成立。