随机微分方程数值求解及参数估计的若干方法

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随机微分方程在物理、金融等各个领域具有广泛的应用,随机微分方程的数值求解和参数估计具有重要意义,本文研究了随机微分方程数值求解的一些方法,以及利用随机微分方程数值解进行参数估计的几种方法。  对于随机微分方程的数值求解问题,本文提出了一种基于分段线性插值构造随机微分方程数值格式的方法,并将该方法应用于一种随机可分的Hamilton系统,构造出两种近似保辛的格式,通过数值实验验证了该数值格式能够保持原系统真解的振荡性和二阶矩关于时间t的线性增长性,且其均方误差为O(h)。  随机微分方程数值方法也可以用于随机微分方程参数估计问题,本文提出了三种基于离散型观测值的参数估计方法,第一种方法应用于线性随机微分方程,推导出线性随机微分方程的真解的相关运算服从的分布,使观测数据的运算也服从此分布,由此来估计漂移系数与扩散系数与中的未知参数;第二种方法应用于It(o)型随机微分方程,推导出Euler-Maruyama格式数值解的相关运算服从的分布,使观测数据的运算服从此分布,由此来估计参数;第三种方法应用于Stratonovich型随机微分方程,推导出中点格式的数值解的相关运算服从的分布,使观测数据的运算服从此分布,以此来估计参数。并且,用数值实验来验证方法的有效性与估计误差阶,Euler-Maruyama格式参数估计的误差约为O(h0.5),中点格式参数估计的误差约为O(h),其中h是数值方法的时间步长,并且提出的三种估计方法均比文献中已有的EM-MLE方法更精确。
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