返回题库

积分布朗运动方差

Evaluate the variance

专题
Probability / 概率
难度
L4

题目详情

计算 the variance 的 ∫0TWsds\int_0^T W_s ds

英文原题

Evaluate the variance of ∫0TWsds\int_0^T W_s ds

解析

令 I=∫0TWs dsI=\int_0^T W_s\,ds。由于 E[Ws]=0\mathbb{E}[W_s]=0,有 E[I]=0\mathbb{E}[I]=0。

方差为

Var⁡(I)=E[I2]=∫0T∫0TE[WsWu] ds du.\operatorname{Var}(I)=\mathbb{E}[I^2]=\int_0^T\int_0^T \mathbb{E}[W_sW_u] \,ds\,du.

而 E[WsWu]=min⁡(s,u)\mathbb{E}[W_sW_u]=\min(s,u),因此

Var⁡(I)=∫0T∫0Tmin⁡(s,u) ds du=T33.\operatorname{Var}(I)=\int_0^T\int_0^T \min(s,u)\,ds\,du=\frac{T^3}{3}.

即

Var⁡ ⁣(∫0TWsds)=T33.\boxed{\operatorname{Var}\!\left(\int_0^T W_s ds\right)=\frac{T^3}{3}}.

英文解析

Var⁡(I)=E[I2]=∫0T∫0TE[WsWu] ds du.\operatorname{Var}(I)=\mathbb{E}[I^2]=\int_0^T\int_0^T \mathbb{E}[W_sW_u] \,ds\,du. Var⁡(I)=∫0T∫0Tmin⁡(s,u) ds du=T33.\operatorname{Var}(I)=\int_0^T\int_0^T \min(s,u)\,ds\,du=\frac{T^3}{3}. Var⁡ ⁣(∫0TWsds)=T33.\boxed{\operatorname{Var}\!\left(\int_0^T W_s ds\right)=\frac{T^3}{3}}.