伊藤引理
在随机分析中,伊藤引理(Ito's lemma)是一条非常重要的性质。发现者为日本数学家伊藤清,他指出了对于一个随机过程的函式作微分的规则。
基本介绍
- 中文名:伊藤引理
- 外文名:Itō's lemma
- 发现者:伊藤清
- 地区:日本
伊藤引理较早版本
第一引理
设布朗运动
以及二次可导函式
,以下等式成立:



其主要可通过对多项式环到形式幂级数的拓展,例如:

第二引理
设布朗运动
以及二次可导函式
,以下等式成立:



第三引理
定义伊藤过程 又称扩散过程
有以下特性:



到半鞅的拓展
连续半鞅

不连续半鞅

泊松过程
我们也可以定义非连续随机过程的函式。
定义跳跃强度h,根据跳跃的泊松过程模型,在区间
上出现一次跳跃的机率是
加上
的高阶无穷小量。h可以是常数、显含时间的确定性函式,或者是随机过程。在区间[0,t]上没有跳跃的机率称为生存机率
,其变化是:





因此生存机率为:






定义补偿过程和[[鞅]]
:


因此跳跃的非无穷小变化,也就是随机过程的跳跃部分可以写为

因此如果随机过程S同时包含漂移、扩散、跳跃三部分,可以写为:

考虑其函式
。S(t)跳跃
的幅度,会导致g(t)跳跃
幅度。取决于
的跳跃分布
,有可能依赖于跳跃前的函式值
,函式微分''dg''以及跳跃前的自变数值
。
的跳跃部分是:









函式
的伊藤引理是:


可以看到,漂移-扩散过程与跳跃过程之和的伊藤引理,恰恰是各自部分伊藤引理的和。
套用
伊藤引理是研究随机过程和解随机微分方程的重要特性,在金融数学里有广泛的套用。例如布莱克-斯科尔斯模型


