Некоторые главы анализа и приложение к финансовой математике
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n |
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(nδ)2 |
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n → ∞ |
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n |
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n |
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Ckxk(1 |
− |
x)n−k |
k |
− |
nx |
2 = (nx)2 |
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Ckxk(1 |
− |
x)n−k |
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k=0 |
n |
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k=0 |
n |
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n |
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n |
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− |
2nx |
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Ckxk(1 |
− |
x)n−kk + |
Ckxk(1 |
− |
x)n−kk2 |
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k=0 |
n |
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k=0 |
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n |
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n |
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n |
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= (nx)2 |
− |
2nx |
|
Ckxk(1 |
− |
x)n−kk + |
Ckxk(1 |
− |
x)n−kk2. |
||||||||||||||||||
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k=0 |
n |
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k=0 |
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n |
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n |
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n |
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j = k − 1 |
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Ckxk(1 |
− |
x)n−kk = |
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Ckxk(1 |
− |
x)n−kk |
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n |
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n |
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k=0 |
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k=1 |
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n |
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n! |
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= k=1 |
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xk(1 − x)n−k |
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||||||||||||
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||||||||||||||||||
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|
(k − 1)!(n − k)! |
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||||||||||||||||||||
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= n |
n−1 |
|
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|
(n − 1)! |
|
xj+1(1 |
− |
x)n−1−j |
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|||||||||||||
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|||||||||||||||||
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j=0 j!(n − 1 − j)! |
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||||||||||||||||||||||
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||||||||||||||
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n−1 |
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|
(n − 1)! |
|
xj (1 |
− |
x)n−1−j |
|
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|||||||||||
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|
= nx |
|
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||||||||||||||||
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j=0 j!(n − 1 − j)! |
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|||||||||||||||
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n−1 |
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|||
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= nx |
j=0 |
Cnj −1xj (1 − x)n−1−j = nx. |
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||||||||||||||||||||
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n |
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|
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|
n |
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|
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Ckxk |
(1 |
− |
x)n−kk2 |
= |
|
Ckxk(1 |
− |
x)n−kk2 |
||||||||||||||
|
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|
k=0 |
n |
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k=1 |
|
n |
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|||||||
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||||
n
=Cnkxk(1 − x)n−kk(k − 1)
k=1
n |
n |
+Cnkxk(1 − x)n−kk = Cnkxk(1 − x)n−kk(k − 1) + nx.
k=1 |
k=2 |
11

















i = k − 2
n
Cnkxk(1 − x)n−kk(k − 1)
k=2
n−2
=
i=0
n−2
=Cni+2xi+2(1 − x)n−2−i(i + 2)(i + 1)
i=0
n! |
|
|
|
xi+2 |
(1 − x)n−2−i(i + 2)(i + 1) |
||||
|
|
|
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|
|||||
(i + 2)!(n |
− |
i |
− |
2)! |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
n−2 |
(n − 2)! |
|
|
x)n−2−i |
|
= n(n |
− |
1)x2 |
xi(1 |
− |
|||||
|
|
|
i=0 i!(n − i − 2)! |
|
|
||||
n−2
= n(n |
− |
1)x2 |
Ci |
|
xi(1 |
− |
x)n−2−i = n(n |
− |
1)x2. |
|||||||||
|
|
|
|
n−2 |
|
|
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|
|
|
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|
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||||
|
|
|
|
i=0 |
|
|
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|
n |
|
|
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Ckxk(1 |
− |
x)n−k |
k |
− |
nx |
2 |
|
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||||
|
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k=0 |
n |
|
|
|
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| |
|
| |
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||
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|
n |
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
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|
= (nx)2 |
− |
2nx |
Ckxk(1 |
− |
x)n−kk + |
|
Ckxk |
(1 |
− |
x)n−kk2 |
||||||||
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
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|||
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k=0 |
|
|
|
|
|
|
k=0 |
|
|
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|
||
= (nx)2 − 2(nx)2 + nx + n(n − 1)x2
= nx − nx2 = nx(1 − x).
|
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|
ε |
|
δ > 0 |
S1 ≤ ε |
|
|
|
|
|
S2 ≤ |
2L |
nx(1 − x) = |
2L |
x(1 |
− x) → 0, n → ∞. |
|
|
||||
(nδ)2 |
nδ2 |
||||
S2 ≤ ε |
|
|
|
n |
n ≥ nε |
|
|
limn→∞ an = 0 |
|||
12






















[a, b]
|
|
|
|
|
|
f |
[0, 1] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
λk R |
Tn(x) = |
k=0 ck exp(iλkx) |
ck C |
|||
|
an := sup |f(x) − Tn(x)| → 0, |
|
n → ∞. |
|||
|
0≤x≤1 |
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
sup |
|f(x) − Bn(x)| ≤ ε, |
|||
|
|
x [0,1] |
|
|
|
|
|
B |
(x) = |
|
f(k/n)Ckxk(1 |
− |
x)n−k |
|
n |
|
|
n |
|
|
13













[0, 1]
∞
Bn(x) = cmeimx/(2π), m=−∞
















N = N(n)
|
Bn(x) |
cm = 0 |
1 f(x)eimx/(2π) dx. |









ε > 0 




|
|
N |
|
cmeimx/(2π)| ≤ ε. |
||||
|
sup |Bn(x) − |
|
|
|||||
|
0≤x≤1 |
m= |
− |
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
Tn(x) = m=−N cmeimx/(2π) |
N |
cmeimx/(2π)| |
|||||
sup |
|f(x) − Tn(x)| ≤ |
sup |Bn(x) − |
m= |
|
||||
0≤x≤1 |
0≤x≤1 |
|
|
|
− |
N |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
sup |f(x) − Bn(x)| ≤ ε + |
|
sup |f(x) − Bn(x)| ≤ 2ε. |
|||||
0≤x≤1 |
|
|
0≤x≤1 |
|
|
|
||




pn → p (0, 1) 

n → ∞























n
Sn = S(x1, . . . , xn) = 1(xk ≤ pn),
k=1
14





x1, . . . , xn [0, 1]

1(xk ≤ pn) :=
1, xk ≤ pn,
0, xk > pn.






1(x ≤ p) 








x 





























(x : x ≤ p)
|
|
n |
− pn |
ε > 0 |
n → ∞. |
||
1 |
≥ ε dx1 . . . dxn → 0, |
||||||
|
|
|
Sn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
pn |









n
hk(xk) := 1(xk ≤ pn) − pn, gk(xk) := 1(xk ≤ pn), 



















n










1
hk(xk) dxk = pn − pn = 0,
0



k = j
1 1 1 1
hk(xk)hj (xj ) dxkdxj = hk(xk) dxk hj (xj ) dxj = 0.
0 0 0 0
1 1 n
. . . ( hk(xk))2 dx1 . . . dxn
00 k=1
n 1 1
=. . . (hk(xk))2 dx1 . . . dxn
k=1 |
0 |
0 |
|
|
n1
=(hk(xk))2 dxk
k=1 0
15
n1
=(gk2(xk) − 2gk(xk)pn + p2n) dxk
k=1 0
n1
=(gk(xk) − 2gk(xk)pn + p2n) dxk
k=1 0
n
=(pn − 2p2n + p2n) = n(pn − p2n) = npn(1 − pn).
k=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1(| n |
|
|
− pn| ≥ ε)dx1 . . . dxn |
2 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
Sn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
≤ | |
|
nε |
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
2 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
≤ | |
|
|
Sn − npn |
|
dx |
|
. . . dx |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
nε |
| |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Sn |
− npn |
|
2dx |
|
|
. . . dx |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
= |
|
|
0 |
. . . 0 |
|
(k=1 hk(xk))2 dx1 . . . dxn |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
(nε)2 |
|
|||||||||||||||||||||||||
= |
|
npn(1 − pn) |
= |
pn(1 − pn) |
→ |
0, |
|
n |
→ ∞ |
. |
||||||||||||||||||
|
|
|
(nε)2 |
|
|
|
|
|
nε2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|



pn → p (0, 1) 
n → ∞






n
Sn = S(x1, . . . , xn) = 1(xk ≤ pn),
k=1
16
|
x1, . . . , xn [0, 1] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
f |
|
n → ∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n − |
|
|
|
√2π |
|||||||
|
|
npn |
(1 pn) |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
f( |
|
Sn − npn |
)dx |
|
|
. . . dx |
|
|
|
f(z) |
|
1 |
|
||||||||||
|
|
|
− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f(z) = eiλz |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
npn(1 |
|
|
pn) |
|
|
1 |
|
|
|
|
n |
||||||
|
|
|
|
|
f( |
|
Sn − npn |
|
)dx |
|
. . . dx |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
npn(1 |
|
|
pn) |
|
|
1 |
|
|
|
|
n |
||||||||
|
|
= |
exp(iλ |
|
Sn − npn |
|
)dx |
|
. . . dx |
|
||||||||||||||
|
|
n |
|
|
|
− |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
= exp(iλ |
|
|
|
pn) )dx1 . . . dxn |
|||||||||||||||||
|
|
|
npn(1 |
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
k=1 hk(xk) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
− |
hk(xk) |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
exp(iλ |
|
npn(1 |
− |
pn) )dxk |
||||||||||||||||
|
|
|
= k=1 |
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
= exp(iλ |
|
|
|
|
|
|
|
pn) )dx1 |
|
n |
|||||||||||
|
|
|
|
|
npn(1 1 |
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h1(x |
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
e−z2/2 → 0.
α(t) |
|
β(t) t → 0 |
t → ∞ |
limt→0 α(t)/β(t) = 0





















limn→∞(1 + a/n + o(1/n))n = exp(a)
































|
|
|
|
|
|
|
h1(x1) |
|
|
|
||||
|
|
exp(iλ |
|
|
|
|
|
) |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
npn(1 − pn) |
|
|
|
|||||||||
= 1 + iλ |
|
h1(x1) |
|
1 |
λ2 |
h12(x1) |
+ o( |
|λ|2 |
). |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
o( |λ|2 ) |
− 2 npn(1 − pn) |
|
|
x1 |
|||||||||
|
|
npn(1 − pn) |
|
n |
||||||||||
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|λ|2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x1 |
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
pn 







17
h1 = 0
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h1(x |
) |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
exp(iλ |
|
|
1 |
|
|
)dx1 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
npn(1 |
|
pn) |
||||||||||||||||
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
− |
|
|
|
λ |
2 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
h1(x1) |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
= 1 − |
|
λ2 |
|
|
|
|
|
dx1 |
+ o( |
| | |
) |
|||||||||||
2 |
npn(1 − pn) |
n |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|λ| |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 1 − |
λ |
+ o( |
|
). |
|
|
|
|||||||||||
|
|
2n |
n |
|
|
|
|
|||||||||||||||
n → ∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
f(x) = exp(iλx) |
|
||||||||||||
|
|
|
|
npn |
(1 − pn) |
|
|
1 |
|
|
|
n |
||||||||||
|
|
|
|
f( |
|
|
Sn |
− npn |
)dx |
|
. . . dx |
|
||||||||||
|
|
λ |
|
|
|
|
n |
|
|
|||||||||||||
= 1 − |
|
λ2 |
2 |
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
+ o( |
| | |
|
|
→ exp(−λ2/2). |
||||||||||||||||
2n |
n |
|
|
|||||||||||||||||||
λ 



















f(z) = exp(iλz) 




exp(iλz) √1 e−z2/2dz = exp(−λ2/2). 2π


















exp(iλz) 



















v(λ) := |
|
|
1 |
|
z2/2 |
|
μ := |
|
2 |
|
(μ) := v(λ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
vexp(iλz) √2π e− |
|
dz |
|
λ |
|
u |
λ |
|||||
|
|
μ |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
u (μ) = |
− |
u(μ)/2, |
u(0) = 1, |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18
|
> 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
N |
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
−N |
√ |
|
e−z |
/2 dz ≥ 1 |
− . |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
2π |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
g |
|
|
|
0 ≤ g(x) ≤ 1, x R |
|||
|
g(x) = 1, |x| ≤ N, & g(x) = 0, |x| ≥ N + 1. |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
h(x) := 1 − g(x). |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
|
|
|
dx |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|g| ≤ 1 |
> 0| −∞ g(x) |
g | ≤ |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
[−N, N] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sup |
|g(x) − |
|
bkeiλkx| ≤ /(2N + 2), |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|x|≤N+1 |
|
|
|
|
k=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
sup |
|1 − |
|
|
bkeiλkx| ≤ /(2N + 2). |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|x|≤N+1 |
|
k=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
g := k=1 bkeiλkx |
|
|
|
n |
|
2 |
| |
|
||||||||||||
|
|
np(1 pn) |
|
|
|
1 |
|
|
|
n − |
|
√2π |
|
||||||||
|
g |
( |
Sn |
− npn |
)dx |
|
. . . dx |
|
g |
(z) |
1 |
e−z /2 |
|
< . |
|||||||
|
|
|
− |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
19
˜
Sn
≡ ˜
Sn
Sn − npn (x1, . . . , xn) :=
np(1 − pn)
˜ |
dxn = 1 − |
˜ |
dxn. |
h(Sn)dx1 . . . |
g(Sn)dx1 . . . |
1(| ˜
Sn
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N > 0 |
||
|
n |
|
1(|Sn| ≥ N) dx1 . . . dxn ≤ |
1 |
|
|
|
|||||||||
|
4N2 . |
|
|
|||||||||||||
sup |
|
|
˜ |
|
˜ |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1( |
| |
S˜ |
|
|
N) |
≤ |
|Sn| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
n| ≥ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|S˜n|2 dx1 . . . dxn ≤ |
1 |
|
||||
| ≥ N) dx1 . . . dxn ≤ |
|
|
|
|||||||||||||
N2 |
4N2 |
|||||||||||||||















p 









p(1 − p) ≤ 1/4







> 0 












N > 0
1
4N2
< /2.




















ξ(x), 0 ≤ x ≤ 1
φξ(t) :=01 exp(itξ(x)) dx 



















1 |
|
1 |
u |
||
0 |
1(|ξ(x)| > 2/u) dx ≤ |
−u(1 − φξ(t)) dt. |
|||
|
|
||||
u |
|||||
20
