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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Stochastic Calculus 学习路线›模块 5 · 模拟与实战›主题 5.1·~55分钟高级

欧拉-丸山与米尔斯坦格式

路线进度模块 5/5 · 主题 1/2
5.1 欧拉-丸山与米尔斯坦格式
—实验得分— / 100总 XP—连续天数—

模拟一个随机方程

大多数随机方程没有解的公式,所以要靠模拟。把时间切成大小为 hhh 的步。欧拉-丸山格式把状态按一步的漂移,再加上波动率乘以随机步 ΔW\Delta WΔW(均值 000、方差 hhh 的正态数)来推进。对 dX=a(X) dt+b(X) dWdX=a(X)\,dt+b(X)\,dWdX=a(X)dt+b(X)dW,格式为 Xn+1=Xn+a(Xn) h+b(Xn) ΔWX_{n+1}=X_n+a(X_n)\,h+b(X_n)\,\Delta WXn+1​=Xn​+a(Xn​)h+b(Xn​)ΔW。这是最简单的规则,也就是欧拉方法的随机版本。

Xn+1=Xn+a(Xn) h+b(Xn) ΔWX_{n+1}=X_n+a(X_n)\,h+b(X_n)\,\Delta WXn+1​=Xn​+a(Xn​)h+b(Xn​)ΔW(1)

米尔斯坦格式多加了一项 12 b b′(ΔW2−h)\tfrac12\,b\,b'(\Delta W^{2}-h)21​bb′(ΔW2−h)。它来自二次变差,修正了欧拉格式忽略的那部分误差。对几何布朗运动,b=σxb=\sigma xb=σx,所以 b b′=σ2xb\,b'=\sigma^{2}xbb′=σ2x。这两种格式有多准?强误差衡量每条模拟路径与真实路径有多近:欧拉是 12\tfrac1221​ 阶(误差像 h\sqrt hh​ 一样缩小),米尔斯坦是 111 阶(像 hhh)。弱误差衡量平均值(如期权价格)有多近:两者都是 111 阶。所以给欧式期权定价,用欧拉加大量路径通常就够;做对冲检验或路径依赖产品时,米尔斯坦更值得。

Xn+1=Xn+a h+b ΔW+12 b b′ (ΔW2−h)X_{n+1}=X_n+a\,h+b\,\Delta W+\tfrac12\,b\,b'\,(\Delta W^{2}-h)Xn+1​=Xn​+ah+bΔW+21​bb′(ΔW2−h)(2)
一步,三个答案取 x=100x=100x=100、μ=0.05\mu=0.05μ=0.05、σ=0.2\sigma=0.2σ=0.2、h=0.01h=0.01h=0.01,抽到 ΔW=0.2\Delta W=0.2ΔW=0.2。欧拉格式给出 100+0.05+4=104.05100+0.05+4=104.05100+0.05+4=104.05。米尔斯坦格式再加 12×0.04×100×(0.04−0.01)=0.06\tfrac12\times0.04\times100\times(0.04-0.01)=0.0621​×0.04×100×(0.04−0.01)=0.06,得到 104.11104.11104.11。几何布朗运动的精确解是 100 e(0.05−0.02)×0.01+0.2×0.2=104.1123100\,e^{(0.05-0.02)\times0.01+0.2\times0.2}=104.1123100e(0.05−0.02)×0.01+0.2×0.2=104.1123,米尔斯坦要近得多。
  • 欧拉-丸山:一步的漂移加上波动率乘以正态步。强阶为 12\tfrac1221​。
  • 米尔斯坦:加入 12 b b′(ΔW2−h)\tfrac12\,b\,b'(\Delta W^{2}-h)21​bb′(ΔW2−h),达到强阶 111。
  • 强误差与弱误差:路径与平均值。定价需要弱误差,两者都是 111 阶。

实验:评分内容

  • 一步欧拉15 分
  • 一步米尔斯坦15 分
  • 步长缩小时的欧拉误差15 分
  • 步长缩小时的米尔斯坦误差15 分
  • 定价时哪种误差重要15 分
  • 配对术语10 分
  • 米尔斯坦为何优于欧拉15 分
0/ 已答 7 题
任务
1数值作答15 分未作答

对 dX=μX dt+σX dWdX=\mu X\,dt+\sigma X\,dWdX=μXdt+σXdW,取 x=100x=100x=100、μ=0.05\mu=0.05μ=0.05、σ=0.2\sigma=0.2σ=0.2、h=0.01h=0.01h=0.01、ΔW=0.2\Delta W=0.2ΔW=0.2。一步欧拉-丸山 x+μx h+σx ΔWx+\mu x\,h+\sigma x\,\Delta Wx+μxh+σxΔW 等于多少?保留两位小数。

x=x =x=允许误差:± 0.01
2数值作答15 分未作答

把米尔斯坦项 12 σ2x (ΔW2−h)\tfrac12\,\sigma^{2}x\,(\Delta W^{2}-h)21​σ2x(ΔW2−h) 加到上一题的欧拉结果上。一步米尔斯坦等于多少?保留两位小数。

m=m =m=允许误差:± 0.01
3数值作答15 分未作答

欧拉的强误差为 12\tfrac1221​ 阶,按 h\sqrt hh​ 变化。h=0.01h=0.01h=0.01 时为 0.040.040.04。h=0.0025h=0.0025h=0.0025 时是多少?

e=e =e=允许误差:± 0.0005
4数值作答15 分未作答

米尔斯坦的强误差为 111 阶,按 hhh 变化。h=0.01h=0.01h=0.01 时为 0.010.010.01。h=0.0025h=0.0025h=0.0025 时是多少?

e=e =e=允许误差:± 0.0001
5选择15 分未作答

你把欧式期权定价为模拟路径上的平均收益。哪种误差最重要?

6配对10 分未作答

把每一项与其含义配对。

为左侧每一项选择配对项。

ΔW\Delta WΔW
欧拉-丸山
米尔斯坦
弱误差
7用文字解释15 分未作答

用一两句话解释米尔斯坦的额外项起什么作用、为什么有帮助。

数学模式键盘或 LaTeX 输入第 1/7 题 · Ctrl ⏎ 检查

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