Времена первого прохождения
[9/100%]Пусть — стандартный винеровский процесс, и пусть , где . Покажите, что — мартингал относительно фильтрации, заданной как .
Пусть — (случайный) момент, в который стандартный винеровский процесс достигает «барьера» в пространстве-времени, заданного , где и ; то есть . Используя результат Упражнения (13.4.1), покажите, что функция плотности имеет преобразование Лапласа, заданное как
Можете считать, что условия теоремы об опциональной остановке выполнены.
Пусть — стандартный винеровский процесс, и пусть — момент последнего нуля до момента . Покажите, что при .
Пусть и — независимые стандартные винеровские процессы, так что — плоский винеровский процесс. Покажите, что значение в момент первого достижения уровня имеет распределение Коши с плотностью .
Пусть , где — стандартный винеровский процесс, а — параметр сноса. Используя результат Упражнения (13.4.2), покажите, что функция плотности момента первого достижения точки процессом равна
Покажите, что стандартный винеровский процесс и его процесс максимума удовлетворяют
где — функция распределения .
Найдите функцию плотности , где — момент первого достижения точки стандартным винеровским процессом. Покажите, что она совпадает с плотностью для подходящей нормально распределённой случайной величины .
Покажите, что имеет то же распределение, что и , и выведите, что процесс самоподобен. Отсюда, или иным способом, покажите, что имеет устойчивое распределение с показателем . [См. Feller 1971, с. 174.]
Диффузионное приближение Феллера для ветвящегося процесса, снова к Примеру (13.3.12).
Пусть — диффузионная модель из Примера (13.3.12) с , и с мгновенным средним и дисперсией и , где и . Пусть — интегрированный размер накопленной популяции до момента вымирания . Покажите, что производящая функция моментов удовлетворяет
Выведите, что имеет распределение типа «первого достижения», как в Упражнении (13.4.2), и укажите, какое именно.