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E[Wt4Fs]\mathbb{E}[W_t^4\mid\mathcal{F}_s]

Compute E

专题
Finance / 金融
难度
L4

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Compute E[Wt4Fs]\mathbb{E}\left[W_t^4\mid \mathcal{F}_s\right] , for 0<s<t0 < s < t

解析

Wt=Ws+(WtWs)W_t=W_s+(W_t-W_s),其中增量 Y:=WtWsN(0,ts)Y:=W_t-W_s\sim N(0,t-s) 且与 Fs\mathcal{F}_s 独立。

X=WsX=W_s(对 Fs\mathcal{F}_s 可测),则

E[Wt4Fs]=E[(X+Y)4Fs]=X4+6X2E[Y2]+E[Y4].\mathbb{E}[W_t^4\mid\mathcal{F}_s]=\mathbb{E}[(X+Y)^4\mid\mathcal{F}_s] =X^4+6X^2\mathbb{E}[Y^2]+\mathbb{E}[Y^4].

其中 E[Y2]=ts\mathbb{E}[Y^2]=t-sE[Y4]=3(ts)2\mathbb{E}[Y^4]=3(t-s)^2,故

E[Wt4Fs]=Ws4+6(ts)Ws2+3(ts)2.\boxed{\mathbb{E}[W_t^4\mid\mathcal{F}_s]=W_s^4+6(t-s)W_s^2+3(t-s)^2}.