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给定 B3=3B_3=\sqrt3P(B1>B2)\mathbb{P}(B_1>B_2)

Brownian motion 2

专题
Finance / 金融
难度
L4

题目详情

If BtB_{t} is a standard Brownian motion, evaluate

P[B1>B2B3=3].\mathbb{P}\left[B_{1} > B_{2} \mid B_{3} = \sqrt{3}\right].
解析

X=B1X=B_1Y=B2B1Y=B_2-B_1Z=B3B2Z=B_3-B_2,则 X,Y,ZX,Y,Z 独立且均为 N(0,1)N(0,1),并且

B3=X+Y+Z.B_3=X+Y+Z.

事件 B1>B2B_1>B_2 等价于 Y<0Y<0。设 S=X+Y+ZS=X+Y+Z,则 Var(S)=3\operatorname{Var}(S)=3,且 Cov(Y,S)=Var(Y)=1\operatorname{Cov}(Y,S)=\operatorname{Var}(Y)=1

因此在条件 S=3S=\sqrt3 下,YY 的条件分布为

Y(S=3)N(133, 113)=N(13, 23).Y\mid(S=\sqrt3)\sim N\left(\frac{1}{3}\sqrt3,\ 1-\frac{1}{3}\right)=N\left(\frac{1}{\sqrt3},\ \frac{2}{3}\right).

于是

P(B1>B2B3=3)=P(Y<0)=Φ(12).\mathbb{P}(B_1>B_2\mid B_3=\sqrt3)=\mathbb{P}(Y<0)=\Phi\left(-\frac{1}{\sqrt2}\right).

P(B1>B2B3=3)=Φ(12)0.2398.\boxed{\mathbb{P}(B_1>B_2\mid B_3=\sqrt3)=\Phi\left(-\frac{1}{\sqrt2}\right)\approx 0.2398}.