確率方程式をシミュレートする 多くの確率方程式は解の公式を持たないので、シミュレーションします。時間を大きさ h h h のステップに区切ります。オイラー・丸山法は、状態を1ステップ分のドリフトと、ボラティリティ×ランダムな一歩 Δ W \Delta W Δ W (平均 0 0 0 、分散 h h h の正規分布の数)だけ動かします。d X = a ( X ) d t + b ( X ) d W dX=a(X)\,dt+b(X)\,dW d X = a ( X ) d t + b ( X ) d W なら X n + 1 = X n + a ( X n ) h + b ( X n ) Δ W X_{n+1}=X_n+a(X_n)\,h+b(X_n)\,\Delta W X n + 1 = X n + a ( X n ) h + b ( X n ) Δ W です。最も単純な規則で、オイラー法の確率版です。
X n + 1 = X n + a ( X n ) h + b ( X n ) Δ W X_{n+1}=X_n+a(X_n)\,h+b(X_n)\,\Delta W X n + 1 = X n + a ( X n ) h + b ( X n ) Δ W (1) ミルシュタイン法は項を1つ加えます:1 2 b b ′ ( Δ W 2 − h ) \tfrac12\,b\,b'(\Delta W^{2}-h) 2 1 b b ′ ( Δ W 2 − h ) 。これは二次変動から来る項で、オイラー法が無視する誤差の部分を直します。幾何ブラウン運動では b = σ x b=\sigma x b = σ x なので b b ′ = σ 2 x b\,b'=\sigma^{2}x b b ′ = σ 2 x です。手法の精度はどうでしょうか。強い誤差は各シミュレーション経路が真の経路にどれだけ近いかを測り、オイラー法は次数 1 2 \tfrac12 2 1 (誤差は h \sqrt h h のように縮む)、ミルシュタイン法は次数 1 1 1 (h h h のように縮む)です。弱い誤差はオプション価格のような平均の近さを測り、どちらも次数 1 1 1 です。そのためヨーロピアン・オプションの価格付けなら、多数の経路でオイラー法を使えば通常は十分です。ヘッジの検証や経路依存の商品ではミルシュタイン法が役立ちます。
X n + 1 = X n + a h + b Δ W + 1 2 b b ′ ( Δ W 2 − h ) X_{n+1}=X_n+a\,h+b\,\Delta W+\tfrac12\,b\,b'\,(\Delta W^{2}-h) X n + 1 = X n + a h + b Δ W + 2 1 b b ′ ( Δ W 2 − h ) (2) 1ステップ、3つの答え x = 100 x=100 x = 100 、
μ = 0.05 \mu=0.05 μ = 0.05 、
σ = 0.2 \sigma=0.2 σ = 0.2 、
h = 0.01 h=0.01 h = 0.01 で、引いた値を
Δ W = 0.2 \Delta W=0.2 Δ W = 0.2 とします。オイラー法は
100 + 0.05 + 4 = 104.05 100+0.05+4=104.05 100 + 0.05 + 4 = 104.05 。ミルシュタイン法は
1 2 × 0.04 × 100 × ( 0.04 − 0.01 ) = 0.06 \tfrac12\times0.04\times100\times(0.04-0.01)=0.06 2 1 × 0.04 × 100 × ( 0.04 − 0.01 ) = 0.06 を加えて
104.11 104.11 104.11 になります。幾何ブラウン運動の厳密解は
100 e ( 0.05 − 0.02 ) × 0.01 + 0.2 × 0.2 = 104.1123 100\,e^{(0.05-0.02)\times0.01+0.2\times0.2}=104.1123 100 e ( 0.05 − 0.02 ) × 0.01 + 0.2 × 0.2 = 104.1123 で、ミルシュタイン法のほうがずっと近くなります。
オイラー・丸山法 :1ステップ分のドリフトに、ボラティリティ×正規の一歩を加える。強次数は 1 2 \tfrac12 2 1 。ミルシュタイン法 :1 2 b b ′ ( Δ W 2 − h ) \tfrac12\,b\,b'(\Delta W^{2}-h) 2 1 b b ′ ( Δ W 2 − h ) を加えて強次数 1 1 1 になる。強い誤差と弱い誤差 :経路か平均か。価格付けに必要なのは弱い誤差で、どちらも次数 1 1 1 。ラボ:採点される内容 オイラー法の1ステップ 15点 ミルシュタイン法の1ステップ 15点 ステップを小さくしたときのオイラー法の誤差 15点 ステップを小さくしたときのミルシュタイン法の誤差 15点 価格付けでどの誤差が重要か 15点 用語を結び付ける 10点 なぜミルシュタイン法がオイラー法に勝るのか 15点