σμimplied vol · KKmax(S−K,0)udβρᵢⱼfat tailsPnL · drawdownyield · TdSₜ = μSₜ dt + σSₜ dWₜC = S·N(d₁) − K·e⁻ʳᵀ·N(d₂)σₚ² = wᵀΣwd₁ = [ln(S/K) + (r + σ²⁄2)T] ⁄ σ√T∂V/∂t + ½σ²S²·∂²V/∂S² + rS·∂V/∂S − rV = 0Sharpe = (Rₚ − R_f) ⁄ σₚVaR₉₉ = μ − 2.33σρ = Cov(X,Y) ⁄ σₓσᵧE[Rₚ] = Σ wᵢ·E[Rᵢ]φ(x) = e^(−x²/2) ⁄ √2πE[Rᵢ] = R_f + βᵢ(E[Rₘ] − R_f)dXₜ = θ(μ − Xₜ)dt + σ dWₜσ²ₜ = ω + α·ε²ₜ₋₁ + β·σ²ₜ₋₁C − P = S − K·e⁻ʳᵀΔ = ∂V/∂S Γ = ∂²V/∂S²p = (e^(rΔt) − d) ⁄ (u − d)rₜ = ln(Pₜ ⁄ Pₜ₋₁)E[Xₜ₊₁ | ℱₜ] = Xₜf* = (bp − q) ⁄ bz = (x − μ) ⁄ σP(N=k) = λᵏe^(−λ) ⁄ k!Θ = −∂V/∂Tν = S·φ(d₁)·√Tmin wᵀΣw s.t. wᵀμ = μ*∫Σ∂∞λ
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σμimplied vol · KKmax(S−K,0)udβρᵢⱼfat tailsPnL · drawdownyield · TdSₜ = μSₜ dt + σSₜ dWₜC = S·N(d₁) − K·e⁻ʳᵀ·N(d₂)σₚ² = wᵀΣwd₁ = [ln(S/K) + (r + σ²⁄2)T] ⁄ σ√T∂V/∂t + ½σ²S²·∂²V/∂S² + rS·∂V/∂S − rV = 0Sharpe = (Rₚ − R_f) ⁄ σₚVaR₉₉ = μ − 2.33σρ = Cov(X,Y) ⁄ σₓσᵧE[Rₚ] = Σ wᵢ·E[Rᵢ]φ(x) = e^(−x²/2) ⁄ √2πE[Rᵢ] = R_f + βᵢ(E[Rₘ] − R_f)dXₜ = θ(μ − Xₜ)dt + σ dWₜσ²ₜ = ω + α·ε²ₜ₋₁ + β·σ²ₜ₋₁C − P = S − K·e⁻ʳᵀΔ = ∂V/∂S Γ = ∂²V/∂S²p = (e^(rΔt) − d) ⁄ (u − d)rₜ = ln(Pₜ ⁄ Pₜ₋₁)E[Xₜ₊₁ | ℱₜ] = Xₜf* = (bp − q) ⁄ bz = (x − μ) ⁄ σP(N=k) = λᵏe^(−λ) ⁄ k!Θ = −∂V/∂Tν = S·φ(d₁)·√Tmin wᵀΣw s.t. wᵀμ = μ*∫Σ∂∞λ
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Hidden Markov Models 学习路线›模块 2 · 核心算法›主题 2.3·~55分钟高级

前向-后向平滑

路线进度模块 2/3 · 主题 3/4
2.3 前向-后向平滑
—实验得分— / 100总 XP—连续天数—

事后回看

前向算法给出滤波概率:只用截至第 ttt 天的数据对第 ttt 天形成的信念。拿到整段历史之后,对过去可以做得更好。如果第一天看着平静,而第二、三天出现大波动,那么这些之后的日子就告诉了我们一些关于第一天的信息。平滑使用全部数据,它需要第二个量 βt(i)\beta_t(i)βt​(i):在第 ttt 天处于状态 iii 的条件下,第 ttt 天之后各观测的概率。它从 βT=1\beta_T=1βT​=1 开始向后计算。

βT(i)=1,βt(i)=∑jAijBj(ot+1)βt+1(j),γt(i)=αt(i)βt(i)∑kαt(k)βt(k)\beta_T(i)=1,\qquad \beta_t(i)=\sum_jA_{ij}B_j(o_{t+1})\beta_{t+1}(j),\qquad \gamma_t(i)=\frac{\alpha_t(i)\beta_t(i)}{\sum_k\alpha_t(k)\beta_t(k)}βT​(i)=1,βt​(i)=j∑​Aij​Bj​(ot+1​)βt+1​(j),γt​(i)=∑k​αt​(k)βt​(k)αt​(i)βt​(i)​(1)

乘积 αt(i)βt(i)\alpha_t(i)\beta_t(i)αt​(i)βt​(i) 是全部数据出现且第 ttt 天处于状态 iii 的概率:α\alphaα 覆盖过去和今天,β\betaβ 覆盖未来。除以对各状态的求和,就得到平滑概率 γt(i)\gamma_t(i)γt​(i),即已知整个样本时对第 ttt 天的信念。对各状态把 αtβt\alpha_t\beta_tαt​βt​ 求和,对每个 ttt 都得到同一个数,即数据的概率。平滑概率是描述过去的正确工具,例如给历史状态打标签;但它不适合用来交易,因为当天并不知道未来。

事后看第一天对于 小、大、大:β3=(1, 1)\beta_3=(1,\ 1)β3​=(1, 1)。接着 β2(C)=0.9⋅0.1+0.1⋅0.7=0.16\beta_2(C)=0.9\cdot0.1+0.1\cdot0.7=0.16β2​(C)=0.9⋅0.1+0.1⋅0.7=0.16,β2(S)=0.2⋅0.1+0.8⋅0.7=0.58\beta_2(S)=0.2\cdot0.1+0.8\cdot0.7=0.58β2​(S)=0.2⋅0.1+0.8⋅0.7=0.58;再 β1(C)=0.9⋅0.1⋅0.16+0.1⋅0.7⋅0.58=0.055\beta_1(C)=0.9\cdot0.1\cdot0.16+0.1\cdot0.7\cdot0.58=0.055β1​(C)=0.9⋅0.1⋅0.16+0.1⋅0.7⋅0.58=0.055,β1(S)=0.2⋅0.1⋅0.16+0.8⋅0.7⋅0.58=0.328\beta_1(S)=0.2\cdot0.1\cdot0.16+0.8\cdot0.7\cdot0.58=0.328β1​(S)=0.2⋅0.1⋅0.16+0.8⋅0.7⋅0.58=0.328。取 α1=(0.54, 0.12)\alpha_1=(0.54,\ 0.12)α1​=(0.54, 0.12):α1β1=(0.0297, 0.0394)\alpha_1\beta_1=(0.0297,\ 0.0394)α1​β1​=(0.0297, 0.0394),和为 0.06910.06910.0691,即数据的概率。所以第一天为平静的平滑概率是 0.0297/0.0691=0.430.0297/0.0691=0.430.0297/0.0691=0.43,低于滤波的 0.820.820.82。后面两次大波动改变了我们的看法。
  • 后向值 βt(i)\beta_t(i)βt​(i):已知第 ttt 天状态时,之后所有观测的概率。
  • 平滑 γt∝αtβt\gamma_t\propto\alpha_t\beta_tγt​∝αt​βt​:已知过去与未来全部数据时对第 ttt 天的信念。
  • 只用于描述过去:平滑概率用到了未来数据,不能用来交易。

实验:评分内容

  • 一个后向值15 分
  • 另一个后向值15 分
  • 动荡的平滑概率15 分
  • 校验和10 分
  • 滤波与平滑之差10 分
  • 平滑多用了什么10 分
  • 配对术语10 分
  • 为什么平滑与滤波不同15 分
0/ 已答 8 题
任务
1数值作答15 分未作答

已知 β3=(1, 1)\beta_3=(1,\ 1)β3​=(1, 1),第 3 天为大波动,β2(S)=ASCBC(g)+ASSBS(g)\beta_2(S)=A_{SC}B_C(g)+A_{SS}B_S(g)β2​(S)=ASC​BC​(g)+ASS​BS​(g)(0.2⋅0.1+0.8⋅0.70.2\cdot0.1+0.8\cdot0.70.2⋅0.1+0.8⋅0.7)是多少?

b=b =b=允许误差:± 0.005
2数值作答15 分未作答

已知 β2=(0.16, 0.58)\beta_2=(0.16,\ 0.58)β2​=(0.16, 0.58),第 2 天为大波动,β1(C)=0.9⋅0.1⋅0.16+0.1⋅0.7⋅0.58\beta_1(C)=0.9\cdot0.1\cdot0.16+0.1\cdot0.7\cdot0.58β1​(C)=0.9⋅0.1⋅0.16+0.1⋅0.7⋅0.58 是多少?保留三位小数。

b=b =b=允许误差:± 0.0005
3数值作答15 分未作答

第一天 α1β1=(0.0297, 0.0394)\alpha_1\beta_1=(0.0297,\ 0.0394)α1​β1​=(0.0297, 0.0394)。动荡的平滑概率 0.0394/(0.0297+0.0394)0.0394/(0.0297+0.0394)0.0394/(0.0297+0.0394) 是多少?保留三位小数。

g=g =g=允许误差:± 0.003
4数值作答10 分未作答

对两个状态的 α1β1\alpha_1\beta_1α1​β1​ 之和必须等于数据的概率。0.0297+0.03940.0297+0.03940.0297+0.0394 是多少?保留四位小数。

s=s =s=允许误差:± 0.0003
5数值作答10 分未作答

第一天平静的滤波概率为 0.8180.8180.818,平滑概率为 0.4300.4300.430。事后回看使对平静的信念下降了多少?保留三位小数。

d=d =d=允许误差:± 0.003
6选择10 分未作答

平滑用到了而滤波没有用到的是什么?

7配对10 分未作答

把每个术语与其含义配对。

为左侧每一项选择配对项。

αt(i)\alpha_t(i)αt​(i)
βt(i)\beta_t(i)βt​(i)
γt(i)\gamma_t(i)γt​(i)
βT=1\beta_T=1βT​=1
8用文字解释15 分未作答

用一两句话解释:在这个例子里,为什么第一天平静的平滑概率低于滤波概率。

数学模式键盘或 LaTeX 输入第 1/8 题 · Ctrl ⏎ 检查

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