Differentialgleichungen in der Wirtschaftsmathematik

  • Titel: Differentialgleichungen in der Wirtschaftsmathematik
  • Organisation: UNI DORTMUND
  • Seitenzahl: 89

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Inhalt

  • Bedingter Erwartungswert
  • Stochastische Prozesse in stetiger Zeit
  • Stochastische Prozesse
  • Filtration
  • Stoppzeiten
  • Martingale
  • Brownsche Bewegung
  • Poisson-Prozess
  • Markov-Prozesse
  • Definition von Markov-Prozessen
  • Markov-Prozesse mit abzählbarem Zustandsraum
  • Kolmogorovsche Differentialgleichung
  • Riemann-Stieltjes Integral
  • Thiele’sche Differentialgleichungen
  • Reguläres Versicherungsmodell
  • Deckungskapital
  • Stochastisches Integral
  • Konstruktion des stochastischen Integrals
  • Die Itô-Formel
  • Stochastische Differentialgleichungen
  • Problemformulierung
  • Existenz und Eindeutigkeit
  • Starke Markoveigenschaft
  • Generator
  • Fokker-Planck-Gleichung
  • Feynman-Kac-Formel
  • Black-Scholes Differentialgleichung
  • Optionen
  • Herleitung der Black-Scholes Gleichung
  • Herleitung mit Hilfe des Duplikationsprinzips
  • Herleitung mit Hilfe der risikoneutralen Bewertung
  • Eigenschaften der Black-Scholes Gleichung
  • Exkurs
  • Amerikanische Optionen und freie Randwertprobleme
  • Exkurs
  • Asiatische Optionen
  • Die Monte-Carlo-Methode
  • Das Euler-Maruyama Verfahren
  • Das Milstein-Verfahren
  • Stochastische Steuerung und Hamilton-Jacobi-Bellman Differentialgleichung
  • Problemformulierung
  • Konzept der dynamischen Programmierung
  • Ein Verifikationstheorem
  • Portfolio-Optimierung
  • Unendlicher Zeithorizont
  • Portfolio-Optimierung
  • Stoppen des gesteuerten Prozesses
  • Portfolio-Optimierung
  • Literaturverzeichnis

Vorschau

Differentialgleichungen in der Wirtschaftsmathematik

Skript zur Vorlesung im Wintersemester 2010/11 an der TU Dortmund

PD Dr. Flavius Guia¸ s

2. Februar 2011

Inhaltsverzeichnis

1 Bedingter Erwartungswert 2 Stochastische Prozesse in stetiger eit 2.1 Stochastische Prozesse . . . . . . . . . 2.2 Filtration . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3 Stoppzeiten . . . . . . . . . . . . . . . 2.4 Martingale . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5 Brownsche Bewegung . . . . . . . . . . 2.6 Poisson-Prozess . . . . . . . . . . . . . 3 5 . 5 . 6 . 7 . 8 . 8 . 10

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3 Markov-Prozesse 12 3.1 Definition von Markov-Prozessen . . . . . . . . . . . . . . . . 12 3.2 Markov-Prozesse mit abz¨hlbarem ustandsraum . . . . . . . 13 a 3.3 Kolmogorovsche Differentialgleichung . . . . . . . . . . . . . . 14 4 Riemann-Stieltjes Integral 17

5 Thiele’sche Differentialgleichungen 21 5.1 Regul¨res Versicherungsmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 a 5.2 Deckungskapital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 6 Stochastisches Integral 28 6.1 Konstruktion des stochastischen Integrals . . . . . . . . . . . . 28 6.2 Die Itˆ-Formel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 o 7 Stochastische Differentialgleichungen 7.1 Problemformulierung . . . . . . . . . 7.2 Existenz und Eindeutigkeit . . . . . . 7.3 Starke Markoveigenschaft . . . . . . . 7.4 Generator . . . . . . . . . . . . . . . 7.5 Fokker-Planck-Gleichung . . . . . . . 7.6 Feynman-Kac-Formel . . . . . . . . . 1 36 36 37 37 38 40 40

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8 Black-Scholes Differentialgleichung 8.1 Optionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.2 Herleitung der Black-Scholes Gleichung . . . . . . . . . . . 8.2.1 Herleitung mit Hilfe des Duplikationsprinzips . . . 8.2.2 Herleitung mit Hilfe der risikoneutralen Bewertung 8.3 Eigenschaften der Black-Scholes Gleichung . . . . . . . . . 8.3.1 Exkurs: Die eindimensionale Diffusionsgleichung . . 8.4 Amerikanische Optionen und freie Randwertprobleme . . . 8.4.1 Exkurs: Das Hindernisproblem . . . . . . . . . . . . 8.5 Asiatische Optionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.6 Die Monte-Carlo-Methode . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.6.1 Das Euler-Maruyama Verfahren . . . . . . . . . . . 8.6.2 Das Milstein-Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . .

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9 Stochastische Steuerung und Hamilton-Jacobi-Bellman Differentialgleichung 9.1 Problemformulierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.2 Konzept der dynamischen Programmierung . . . . . . . . . . . 9.3 Ein Verifikationstheorem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.4 Portfolio-Optimierung: Optimaler Konsum und optimales Endverm¨gen bei endlichem eithorizont . . . . . . . . . . . . . . o 9.5 Unendlicher eithorizont . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.6 Portfolio-Optimierung: Optimaler Konsum bei unendlichem eithorizont . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.7 Stoppen des gesteuerten Prozesses . . . . . . . . . . . . . . . . 9.8 Portfolio-Optimierung: Portfolio-Versicherung . . . . . . . . . Literaturverzeichnis

69 69 72 74 78 81 83 84 86 88