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2022 年度 実績報告書

非有界係数を持つ経路依存型・非衝突型の確率微分方程式の数値解析と密度関数の研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K14552
研究機関岡山大学

研究代表者

田口 大  岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 准教授 (70804657)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードα安定過程 / 確率微分方程式 / Euler--Maruyama 近似 / CIR過程
研究実績の概要

本研究の目的的は、非有界な係数を持つ確率微分方程式と非衝突確率過程の「数値計算手法の構成と誤差評価」を研究することである。2022年度は以下の2 点について研究成果を得ている。①拡散係数が不連続関数である場合のα安定過程によって駆動される確率微分方程式に対するEuler--Maruyama 近似の誤差評価。②Cox-Ingersoll-Ross(CIR)過程に対するEuler--Maruyama 近似の誤差評価。

①について。ブラウン運動の場合と同様に、α安定過程によって駆動される1次元確率微分方程式は拡散係数が不連続な関数であっても道ごとの一意性が成立することが証明されている。しかし、これまでの研究では不連続性の問題点から、その数値解析手法であるEuler--Maruyama 近似はヘルダー連続である場合でのみ誤差評価が与えられていた。 本研究ではAvikainenによって証明された不等式を拡張し、局所時間に関する手法と組み合わせて適用することで、道ごとの一意性が成成立する条件の元で Euler--Maruyama 近似の誤差評価に関する結果を得た。
②について。田中佑弥氏(第一生命保険株式会社)との共同研究である。ブラウン運動によって駆動される1次元確率微分方程式の拡散係数がルートで表される確率過程であるCIR過程は、数理ファイナンスにおいて広く応用されており、その数値解析は広く研究されている。特に、非負値の確率過程であるが、これまでの研究では、パラメータに仮定をおくことで、真に正の値をとる状況における数値解析の研究が主流であった。本研究では、CIR過程のパラメータに関する仮定に制限を置くことなく、またCIR過程の初期値も原点を取ってもよいという状況(非負値)において、拡散係数に関する不等式と負のモーメントの評価を組み合わせることで、通常のEuler--Maruyama 近似の誤差評価に関する結果を得た。
①、②共に学術雑誌に投稿準備中である。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3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] 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 strong convergence rate for the Euler-Maruyama scheme of one-dimensional SDEs with irregular diffusion coefficient and local time2023

    • 著者名/発表者名
      Dai Taguchi
    • 雑誌名

      Journal of Complexity

      巻: 74 ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Semi-implicit Euler--Maruyama scheme for polynomial diffusions on the unit ball2023

    • 著者名/発表者名
      Takuya Nakagawa, Dai Taguchi and Tomooki Yuasa
    • 雑誌名

      Journal of Mathematical Analysis and Applications

      巻: 519 ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Approximations for adapted M-solutions of Type-II backward stochastic Volterra integral equations2023

    • 著者名/発表者名
      Yushi Hamaguchi and Dai Taguchi
    • 雑誌名

      ESAIM: Probability and Statistics

      巻: 27 ページ: 19-79

    • 査読あり
  • [学会発表] Avikainen の不等式と確率数値解析2022

    • 著者名/発表者名
      田口大
    • 学会等名
      関西大学 確率論研究会 2022
    • 招待講演
  • [学会発表] CIR過程の数値解析について2022

    • 著者名/発表者名
      田口大
    • 学会等名
      2022年度中之島ワークショップ 金融工学・数理計量ファイナンスの諸問題 2022
    • 招待講演
  • [学会発表] Numerical schemes for Dyson’s Brownian motions and radial Dunkl processes2022

    • 著者名/発表者名
      Dai Taguchi
    • 学会等名
      Theory of Markov Semigroups and Schrodinger Operators seminar
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Avikainen’s estimate and its application to numerical analysis for SDEs2022

    • 著者名/発表者名
      Dai Taguchi
    • 学会等名
      Seminar on Probability and Mathematical Statistics at Vietnam Academy of Science and Technology Institute of Mathematics
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Approximation for Levy driven SDEs with irregular coefficient2022

    • 著者名/発表者名
      Dai Taguchi
    • 学会等名
      MATRIX conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] Research page of Dai Taguchi

    • URL

      https://sites.google.com/view/daitaguchi/home

  • [備考] 岡山確率論セミナー

    • URL

      https://sites.google.com/view/okayama-prob

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公開日: 2023-12-25  

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