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布朗运动

Brownian motion probability

专题
Finance / 金融
难度
L4

题目详情

设 XtX_t 为布朗运动,X0=0X_0=0。已知 X1>0X_1>0,求 X2<0X_2<0 的条件概率。

英文原题

If we have a Brownian motion, Xt,X0=0,X1>0X_{t}, X_{0} = 0, X_{1} > 0 , what is the probability of X2<0X_{2}< 0 ?

解析

令 XtX_t 为标准布朗运动,给定 X1>0X_1>0。

增量 X2−X1X_2-X_1 与 X1X_1 独立且同分布于 N(0,1)N(0,1),因此:

  • X2<0X_2<0 必须满足 X2−X1<0X_2-X_1<0,其概率为 1/21/2
  • 还需 ∣X2−X1∣>∣X1∣|X_2-X_1|>|X_1|(负向跳跃幅度超过当前正值)

由于 X1X_1 与 X2−X1X_2-X_1 同分布且独立,比较两个独立同分布随机变量的绝对值,大者概率为 1/21/2。

因此

P(X2<0∣X1>0)=12⋅12=14.\boxed{\mathbb{P}(X_2<0\mid X_1>0)=\frac12\cdot\frac12=\frac14}.

英文解析

P(X2<0∣X1>0)=12⋅12=14.\boxed{\mathbb{P}(X_2<0\mid X_1>0)=\frac12\cdot\frac12=\frac14}.