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連続状態分枝過程の数値解析とファイナンスへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 20K03758
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分12040:応用数学および統計数学関連
研究機関関西大学

研究代表者

山崎 和俊  関西大学, システム理工学部, 准教授 (50554937)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2021年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード連続状態分枝過程 / レヴィー過程 / 数理ファイナンス / ファイナンス
研究開始時の研究の概要

本研究課題では連続状態分枝過程理論の実践を目的とし,以下の研究を行う.
(i) Lamperti変換の数値解析
(ii) ファイナンス問題への応用
(iii) 繁殖率が個体数に依存する場合への拡張
連続状態分枝過程を用いた具体的な応用問題を考え,また実際に計算機を用いた研究を行うことで,連続状態分枝過程理論の実用化を目指す.最新のレヴィー過程理論を活用し,連続状態分枝過程理論の応用研究を行い,連続状態分枝過程の更なる可能性を追求する.

研究実績の概要

Jevgenijs Ivanovs氏(Aarhus University)との共同研究で、逐次変化点検知問題におけるCUSUM(累積和)戦略の解析のためのレヴィー過程理論の応用を行った。CUSUM戦略は、LLR(対数尤度)過程の反射過程と考えることができ、LLR過程の脱出問題をSparre-Andersen過程を用いて表現することで、CUSUM戦略の解析を行った。具体的には、CUSUM戦略における誤報確率、検知遅延等をマルコフ加法過程のスケール行列を用いて表現し、さらにはスケール行列がある条件下のもとには級数展開による表現が可能であることを示した。

Jose Luis Perez氏(CIMAT)とNeofytos Rodosthenous氏(University of College London)との共同研究で、戦略の集合が非対称の最適停止ゲームを考え、そのナッシュ均衡を求めた。一方のプレイヤーは連続的に停止機会が与えられる一方、もう一方のプレイヤーはポアソン到着時間にのみ停止が可能な場合を考察した。利得がレヴィー過程の関数として表される場合を考え、ある条件下のもとナッシュ均衡が存在し、それらがレヴィー過程の尺度関数を用いて表されることを示した。

前年度から行っていた野場啓氏(統計数理研究所)とのsingular control問題の研究において、最適性の条件を緩和した。具体的には複合ポアソン過程の場合にも最適性が成り立つことを示し、主結果がほぼ一般のレヴィー過程についても成立することを証明した。

報告書

(2件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] CIMAT(メキシコ)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Wroclaw U. of Science and Technology(ポーランド)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Texas at Dallas(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Victoria University of Wellington(ニュージーランド)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Effects of Positive Jumps of Assets on Endogenous Bankruptcy and Optimal Capital Structure: Continuous- and Periodic-Observation Models2021

    • 著者名/発表者名
      Dante Mata Lopez, Jose Luis Perez, Kazutoshi Yamazaki
    • 雑誌名

      SIAM Journal on Financial Mathematics

      巻: 12(3) 号: 3 ページ: 1112-1149

    • DOI

      10.1137/20m1362127

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Double continuation regions for American options under Poisson exercise opportunities2021

    • 著者名/発表者名
      Zbigniew Palmowski, Jose Luis Perez, Kazutoshi Yamazaki
    • 雑誌名

      Mathematical Finance

      巻: 31(2) 号: 2 ページ: 722-771

    • DOI

      10.1111/mafi.12301

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Optimal Periodic Replenishment Policies for Spectrally Positive Levy Demand Processes2020

    • 著者名/発表者名
      Perez Jose-Luis、Yamazaki Kazutoshi、Bensoussan Alain
    • 雑誌名

      SIAM Journal on Control and Optimization

      巻: 58 号: 6 ページ: 3428-3456

    • DOI

      10.1137/18m1196406

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Leland-Toft optimal capital structure model under Poisson observations2020

    • 著者名/発表者名
      Palmowski Zbigniew、Perez Jose Luis、Surya Budhi Arta、Yamazaki Kazutoshi
    • 雑誌名

      Finance and Stochastics

      巻: 24 号: 4 ページ: 1035-1082

    • DOI

      10.1007/s00780-020-00431-6

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] On the CUSUM procedure for phase-type distributions: a Levy fluctuation theory approach2022

    • 著者名/発表者名
      山崎和俊
    • 学会等名
      2021 年度待ち行列シンポジウム「確率モデルとその応用」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Double continuation regions for American options under Poisson exercise opportunities2021

    • 著者名/発表者名
      Kazutoshi Yamazaki
    • 学会等名
      One world optimal stopping and related topics
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Non-zero-sum optimal stopping game with continuous versus periodic observations2021

    • 著者名/発表者名
      Kazutoshi Yamazaki
    • 学会等名
      CFMAR Seminar, University of California, Santa Barbara
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Levy processes observed at Poisson arrival times and their applications in stochastic control2020

    • 著者名/発表者名
      Kazutoshi Yamazaki
    • 学会等名
      Probability Victoria Seminar
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] On singular control for Levy processes2020

    • 著者名/発表者名
      Kazutoshi Yamazaki
    • 学会等名
      Osaka Webinar on Mathematical Finance
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] Homepage of Kazutoshi Yamazaki

    • URL

      https://sites.google.com/site/kyamazak/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] Kazutoshi Yamazaki

    • URL

      https://sites.google.com/site/kyamazak/

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2022-12-28  

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