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2018 年度 実績報告書

確率微分方程式と非衝突確率過程の数値解析に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17H06833
研究機関大阪大学

研究代表者

田口 大  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (70804657)

研究期間 (年度) 2017-08-25 – 2019-03-31
キーワードCIR過程 / Levy process / 確率微分方程式 / Euler-Maruyama近似
研究実績の概要

近年、数理ファイナンスで広く用いられているCIR過程(Cox-Ingersoll-Ross過)やCEV過程(constant elasticity of variance過程)をさまざまな方向に拡張する研究が行われている。その一つとして、CIR過程をLevy過程を用いて、Jump型の方程式に拡張するという研究が盛んに行われている。特に(Jump型)CIR過程は負の値にはならないという性質があるが、確率微分方程式の離散近似でよく用いられるEuler-Maruyama近似には、その性質はなく負の値をとる可能性がある。そこで、Li Libo氏との共同研究において、正の値を保った離散近似手法として、implicit Euler-Maruyama近似を構成し、その誤差評価を行った。本研究の結果は、BIT Numerical Mathematicsに掲載が決定している。
また、CEV過程の拡張として、free boundary CEV過程が研究されている。この確率過程は、拡散係数のヘルダー連続性が1/2よりも真に小さいという性質があるため、何らかの意味で境界条件を付け加えなければ、解の一意性が保証されない。一つの境界条件として、「non-sticky boundary」というものがあり、「確率過程が境界には滞在しない」という形で定式化される。これまで、このような境界条件付き確率微分方程式は、その係数が「滑らかでない」という条件があるため、離散近似に関する研究は行われていなかった。そこで、田中章博氏との共同研究において、Euler-Maruyama近似もまた「non-sticky boundary」を満たすことを証明し、その収束に関する結果を得た。本研究の結果は、学術雑誌に投稿済みである。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] University of New South Wales(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      University of New South Wales
  • [国際共同研究] Hanoi National University of Education(ベトナム)

    • 国名
      ベトナム
    • 外国機関名
      Hanoi National University of Education
  • [雑誌論文] On the Euler-Maruyama scheme for spectrally one-sided L\'evy driven SDEs with H\"older continuous coefficients2019

    • 著者名/発表者名
      Libo Li and Dai Taguchi
    • 雑誌名

      Statistics & Probability Letters

      巻: 146 ページ: 15-26

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.spl.2018.10.017

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] On a positivity preserving numerical scheme for jump-extended CIR process: the alpha-stable case2019

    • 著者名/発表者名
      Libo Li and Dai Taguchi
    • 雑誌名

      BIT Numerical Mathematics

      巻: 印刷中 ページ: -

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] On the Euler-Maruyama scheme for degenerate SDEs with non-sticky boundary condition2019

    • 著者名/発表者名
      Dai Taguchi
    • 学会等名
      Stochastic processes and related topics
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Implicit Euler-Maruyama scheme for non-colliding particle systems2018

    • 著者名/発表者名
      Dai Taguchi
    • 学会等名
      Workshop on "Mathematical finance and related issues"
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Semi-implicit Euler-Maruyama scheme for non-colliding particle systems2018

    • 著者名/発表者名
      Dai Taguchi
    • 学会等名
      13th International Conference in Monte Carlo & Quasi-Monte Carlo Methods in Scientific Computing
    • 国際学会
  • [学会発表] Semi-implicit Euler-Maruyama scheme for non-colliding particle systems2018

    • 著者名/発表者名
      Dai Taguchi
    • 学会等名
      The 12th AIMS Conference on Dynamical Systems, Differential Equations and Applications
    • 国際学会
  • [学会発表] On a positivity preserving scheme for the alpha-CIR process2018

    • 著者名/発表者名
      Dai Taguchi
    • 学会等名
      Ritsumeikan Workshop on Probability Theory and its Applications to Insurance and Finance
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Jump型CIR過程の離散近似について2018

    • 著者名/発表者名
      Dai Taguchi
    • 学会等名
      金融工学・数理計量ファイナンスの諸問題 2018
    • 招待講演

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公開日: 2019-12-27  

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