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第 4 章 Itô 公式与鞅表示定理(The Itô Formula and the Martingale Representation Theorem)

作者

Bernt Øksendal(奥斯陆大学)。本章是 Itô Kiyosi 1951 年公式 + Clark 1970 / Davis 1980 鞅表示定理的"教科书改写",是全书最核心的一章——Itô 公式是 SDE 应用的"计算器",鞅表示是金融工程的"基石"。

Itô 公式 (1951) 解决了一个悖论:BM 路径 a.s. 不可微,但 \(\tfrac12 B_t^2\) 等"组合"却是 Itô 过程——Itô 找到了正确的"修正链式法则"。鞅表示定理 (Clark-Hawkins 1970, Ocone 1984) 解决了金融理论的核心问题:任何关于 BM 历史的 \(L^2\)-鞅都可由 BM 驱动生成——这等价于"市场完备"(Ch 12 主线)。

内容概述

本章是 Itô 理论的"两个主定理":Itô 公式(微分)和鞅表示定理(积分)。前者是 Itô 链式法则,使所有 Itô 积分可显式计算;后者是说"任何 \(\mathcal F^{(n)}_t\)-鞅都是 Itô 积分",是金融工程中"对冲"和"定价"的存在性定理。

本章中心任务:把 Ch 3 的"\(\int B\,dB = \tfrac12 B^2 - \tfrac12 t\)"提升为通用公式,并对任何 \(L^2\)-鞅给出 Itô 积分表示。

主要内容: 1. Itô 过程(Def 4.1.1):\(X_t = X_0 + \int_0^t u\,ds + \int_0^t v\,dB_s\),其中 \(v \in \mathcal W\)\(u\) 是"漂移"、\(v\) 是"扩散系数"。 2. 一维 Itô 公式(Thm 4.1.2):对 \(g \in C^2\), $\(d g(t, X_t) = g_t\,dt + g_x\,dX_t + \tfrac{1}{2} g_{xx} (dX_t)^2\)$ 其中 \((dX_t)^2 = (u\,dt + v\,dB)^2 = v^2\,dt\)(用 \(dt\cdot dB = 0, dB^2 = dt\))。 3. 多维 Itô 公式(Thm 4.2.1):\(dY_k = g_{t,k}\,dt + \sum_i g_{x_i,k}\,dX_i + \tfrac12 \sum_{i,j} g_{x_i x_j,k}\,dX^i dX^j\)\(dB^i dB^j = \delta_{ij} dt\)。 4. Itô 公式的代数推论: - 分部积分(Thm 4.1.5):\(\int_0^t f\,dB = f(t)B_t - \int_0^t B\,df\) - 二项式展开:\(d(B^2) = 2B\,dB + dt\), \(d(B^3) = 3B^2\,dB + 3B\,dt\) - 指数 martingale(Ex 4.4):\(d(e^{\int\theta\,dB - \frac12\int\theta^2 dt}) = e^{\cdots} \theta\,dB\) - 二次变差(Ex 4.7):\(X_t = \int v\,dB\) 的二次变差 \(= \int \|v\|^2 ds\) - Tanaka 公式(Ex 4.10):\(|B_t| = |B_0| + \int \text{sign}(B_s)\,dB_s + L_t\)(local time) 5. Itô 表示定理(Thm 4.3.3):每个 \(F \in L^2(\mathcal F_T, P)\) 都可唯一写成 \(F = E[F] + \int_0^T f\,dB\)\(f \in \mathcal V(0, T)\)。 6. 鞅表示定理(Thm 4.3.4):每个 \(\mathcal F^{(n)}_t\)-鞅 \(M_t \in L^2\) 唯一表示为 \(M_t = E[M_0] + \int_0^t g\,dB\)

在全书中位置:方法论章。Itô 公式是 Ch 5-12 一切显式计算的基础——SDE 求解、HJB 方程推导、Girsanov 变换、Feynman-Kac 公式、Black-Scholes PDE 都依赖它。鞅表示定理是 Ch 12 金融工程的基础——Harrison-Pliska 1981 证明市场完备 + 鞅表示 \(\Leftrightarrow\) 任意 contingent claim 可被自融资组合复制。

前置知识:Ch 3 全部(Itô 积分的定义 + 等距 + 鞅性)。Itô 公式的证明 (Thm 4.1.2 证明) 还需要 Taylor 展开 + \(L^2\) 收敛 + 独立增量(Ch 2 性质),但这些都是"装配",主体是 Itô 公式本身。

核心方程与概念

本章是全书公式密度最高的章节。下面列出最重要的 8 个方程与概念。

4.1 Itô 过程(Def 4.1.1)

\[X_t = X_0 + \int_0^t u(s, \omega)\,ds + \int_0^t v(s, \omega)\,dB_s,\]

简写 \(dX_t = u\,dt + v\,dB_t\)。其中 \(v \in \mathcal W\)(弱可积即可),\(u\)\(\mathcal H_t\)-适应的,且 \(P[\int_0^t |u|\,ds < \infty] = 1\)

  • 关键认识Itô 过程是"积分对象"——\(dX_t\) 不是真微分(因为 \(B\) 不可微),但作为"积分微元"是合法的、确定的。
  • 例子\(X_t = B_t^2\) 是 Itô 过程 \(dX_t = 2B_t\,dB_t + dt\)(取 \(u=1, v=2B\));\(X_t = e^{B_t}\) 是 Itô 过程 \(dX_t = \tfrac12 e^{B_t} dt + e^{B_t}\,dB_t\)

4.2 一维 Itô 公式(Thm 4.1.2)—— 全书最重要的方程

\[\boxed{d\,g(t, X_t) = \frac{\partial g}{\partial t}(t, X_t)\,dt + \frac{\partial g}{\partial x}(t, X_t)\,dX_t + \frac{1}{2} \frac{\partial^2 g}{\partial x^2}(t, X_t) \cdot (dX_t)^2,}\]

其中 Itô 微分乘法表

\[dt \cdot dt = dt \cdot dB_t = dB_t \cdot dt = 0, \quad dB_t \cdot dB_t = dt.\]
  • 证明核心(4.1.9 + 4.1.13):用 Taylor 展开 \(g(t_{j+1}, X_{j+1}) - g(t_j, X_j) = g_t \Delta t + g_x \Delta X + \tfrac12 g_{xx} (\Delta X)^2 + o(...)\),注意 \((\Delta X_j)^2 = (u \Delta t_j + v \Delta B_j)^2 = v^2 (\Delta B_j)^2 + 2uv \Delta t_j \Delta B_j + u^2 (\Delta t_j)^2 \to v^2 dt\)\(L^2\)\((\Delta B_j)^2 \to dt\)\(L^2\) 收敛性是 Itô 公式的核心——Ch 2 Exercise 2.17 已经证明。
  • 特例 Example 4.1.3\(g(x) = \tfrac12 x^2\), \(X_t = B_t\)\(d(\tfrac12 B^2) = B\,dB + \tfrac12 dt\)这条公式等价于"Ch 3 严格定义的 \(\int B\,dB = \tfrac12 B^2 - \tfrac12 t\)"
  • 特例 Example 4.1.4(分部积分):\(g(t, x) = tx\)\(d(tB_t) = B_t\,dt + t\,dB_t\),故 \(\int_0^t s\,dB_s = tB_t - \int_0^t B_s\,ds\)

4.3 多维 Itô 公式(Thm 4.2.1)

\(X \in \mathbb R^n\)\(g: [0,\infty) \times \mathbb R^n \to \mathbb R^p\)\(C^2\) 映射,则

\[dY_k = \frac{\partial g_k}{\partial t} dt + \sum_{i=1}^n \frac{\partial g_k}{\partial x_i} dX_i + \frac{1}{2} \sum_{i,j=1}^n \frac{\partial^2 g_k}{\partial x_i \partial x_j} dX^i dX^j,\]

其中 \(dB^i dB^j = \delta_{ij} dt\), \(dB^i dt = dt dB^i = 0\), \(dt^2 = 0\)

  • 多维微元乘法表\(dB^i dB^j = \delta_{ij} dt\) 是关键——这隐含 \(B^i, B^j\)\(i \ne j\) 是独立的(因为 \(dB^i dB^j\) 的协方差为 0)。
  • 特例 Example 4.2.2(Bessel 过程)\(X = B \in \mathbb R^n\), \(g(x) = |x|\)\(n \ge 2\)\(B\) 不到原点),
\[dR = d|B| = \sum_{i=1}^n \frac{B^i}{R} dB^i + \frac{n-1}{2R} dt.\]
  • Bessel 过程\(R_t = |B_t|\) 满足 \(\text{generator} = \tfrac12 \partial_{rr} + \tfrac{n-1}{2r} \partial_r\)(Ch 7 / Ch 8.4 详述),是 \(n\) 维 BM 径向部分的标准过程。
  • 多维 Itô 公式的隐藏陷阱\(g\) 必须在 \(X\) 的值域上 \(C^2\)。若 \(g(x) = |x|\)(在 0 不可微),不能直接套用——但对 \(n \ge 2\) 的 BM 几乎不到原点,故实际上仍可用。对 \(n = 1\) 情形,\(|B_t|\) 在 0 处需用 Tanaka 公式(Ex 4.10)。

4.4 指数鞅 / 随机指数(Ex 4.4, Def 多维指数鞅)

\[\boxed{Z_t = \exp\!\left(\int_0^t \theta(s, \omega)\,dB(s) - \frac{1}{2} \int_0^t |\theta(s, \omega)|^2 ds\right), \quad dZ_t = Z_t \theta(t, \omega)\,dB(t).}\]
  • 是鞅的条件(Novikov 4.3.10 / Kazamaki 4.3.9):
  • Novikov 条件(强):\(E[\exp(\tfrac12 \int_0^T |\theta|^2 ds)] < \infty\)
  • Kazamaki 条件(弱):\(E[\exp(\tfrac12 \int_0^t \theta\,dB)] < \infty\) 对所有 \(t \le T\)
  • 意义(Ch 8 Girsanov 变换):\(Z_T\) 是 Radon-Nikodym 导数,把测度 \(P\) 变成新测度 \(Q = Z_T \cdot P\),在 \(Q\)\(\tilde B_t = B_t - \int_0^t \theta\,ds\) 是 BM(Girsanov 定理,Ch 8.6)。
  • 金融意义:在等价鞅测度下,折现股票价格是鞅——Black-Scholes 用此消除 drift。

4.5 二次变差(Quadratic Variation, Ex 4.7)

对 Itô 积分 \(X_t = X_0 + \int_0^t v\,dB\)\(B \in \mathbb R^n\)):

\[\langle X, X\rangle_t = \int_0^t \|v(s)\|^2 ds.\]

更一般地,连续平方可积鞅 \(X_t\) 的二次变差定义为

\[\langle X, X\rangle_t = \lim_{\Delta t_j \to 0} \sum_{t_j \le t} |X_{t_{j+1}} - X_{t_j}|^2 \quad \text{(L^2 极限)}.\]
  • 关键性质\(X_t^2 - \langle X, X\rangle_t\) 是鞅(Ex 4.7)。
  • 特例:BM 二次变差 \(\langle B, B\rangle_t = t\)(Ch 2 Exercise 2.17)。
  • 后续使用:Ch 7 扩散的 generator 定义 \(\mathcal L f = \lim_{t\downarrow 0} (E^x[f(X_t)] - f(x))/t\) 与二次变差有直接联系。

4.6 Tanaka 公式(Ex 4.10, 含 local time)

\[|B_t| = |B_0| + \int_0^t \text{sign}(B_s)\,dB_s + L_t,\]

其中 local time 在 0 处为

\[L_t = \lim_{\epsilon \to 0} \frac{1}{2\epsilon} \cdot |\{s \in [0, t] : B_s \in (-\epsilon, \epsilon)\}| \quad \text{(L^2 极限)}.\]
  • 意义:把"BM 击中 0 的次数"(1 维 BM 几乎处处无穷次回到 0)量化为一个连续递增过程 \(L_t\)local time 在金融中表征"价格反复触底"的次数——barrier option pricing 必备工具。
  • 推广\(|X_t - a|\) 对任意 \(a \in \mathbb R\) 和 Itô 过程 \(X\) 都成立(Tanaka-Meyer 公式)。
  • Bessel 过程的另一种表示\(R_t = |B_t|\) 用 Tanaka 公式(\(n=1\))给出 \(dR = \text{sign}(B)\,dB + dL\);多维用多维 Itô 公式(\(n \ge 2\))给出 \(dR = \sum B^i dB^i / R + (n-1)/(2R) dt\)——两套公式在 \(n = 2\) 时给出一致答案(local time 极限 \(\to (n-1)/(2R) dt\) 项)。

4.7 Itô 表示定理(Thm 4.3.3)

\[\boxed{F(\omega) = E[F] + \int_0^T f(t, \omega)\,dB_t(\omega), \quad \forall F \in L^2(\mathcal F_T, P), \;\; \exists!\, f \in \mathcal V(0, T).}\]
  • 证明思路
  • 特殊形式 \(F = \exp(\int_0^T h\,dB - \tfrac12 \int_0^T h^2 ds)\):用 Itô 公式 \(dF = F h\,dB\),故 \(F = 1 + \int_0^T F h\,dB\)
  • 这些特殊形式在 \(L^2(\mathcal F_T, P)\) 中稠密(Lemma 4.3.2,特征函数论证)。
  • 任意 \(F \in L^2\) 可用上述特殊形式线性组合逼近。
  • Itô 等距保证极限 \(\int f\,dB\)\(L^2\) 存在。
  • 唯一性:用 Itô 等距 \(E[(\int (f_1 - f_2)\,dB)^2] = \int E[(f_1 - f_2)^2] dt = 0\)
  • Malliavin 导数联系(Remark after Thm 4.3.4):\(f(t, \omega) = E[D_t F \mid \mathcal F_t]\),其中 \(D_t\) 是 Malliavin 导数(Clark 1970, Ocone 1984)。

4.8 鞅表示定理(Thm 4.3.4)

\[\boxed{M_t(\omega) = E[M_0] + \int_0^t g(s, \omega)\,dB(s), \quad \forall \mathcal F^{(n)}_t\text{-鞅 } M_t \in L^2, \;\; \exists!\, g \in \mathcal V^{(n)}(0, t).}\]
  • n=1 证明
  • 对每个 \(t\) 用 Thm 4.3.3 把 \(M_t\) 表示为 \(M_0 + \int_0^t f^{(t)}(s)\,dB\)
  • 鞅性 \(M_{t_1} = E[M_{t_2} \mid \mathcal F_{t_1}]\) 强迫 \(f^{(t_1)}(s) = f^{(t_2)}(s)\) a.s. for \(s \le t_1\)(用 Itô 等距)。
  • 拼接所有 \(t\) 的表示得到 \(g\)
  • 意义(Ch 12 金融工程):
  • 完备市场(complete market):每个 contingent claim \(F \in L^2\) 可被自融资组合复制(恰好 = Itô 积分的"末端值")。
  • 无套利(no-arbitrage):存在等价鞅测度 \(Q\) 使折现价格是 \(Q\)-鞅。
  • 无套利 + 完备 \(\Leftrightarrow\) 唯一鞅测度 + 鞅表示——Black-Scholes 的数学基础。
  • n 维推广\(B \in \mathbb R^n\) 时任意 \(\mathcal F^{(n)}_t\)-鞅 = \(E[M_0] + \int_0^t g\,dB\)\(g \in \mathbb R^n\)多维鞅表示的 \(g\) 是向量(每个 \(dB^i\) 一个分量)。

关键结论

  1. Itô 公式是"修正的链式法则"——形式上 \(df(X_t) = f'(X_t)\,dX_t + \tfrac12 f''(X_t)(dX_t)^2\),与 Riemann 链式法则的差异在于 \(\tfrac12 f''\) 项。这条 \(\tfrac12\) 项是 Itô 公式"看起来不对、但实测正确"的根。
  2. Itô 微分乘法表 \((dB)^2 = dt\) 是 Itô 公式的"几何本质"——表观"二阶"项 \(dB^2\) 实际是 1 阶的 \(dt\)。这一不等价性是 SDE 与 ODE 的根本区别:ODE 中 \(dt \cdot dt\) 永远可忽略;SDE 中 \(dB^2 = dt\) 必须保留。
  3. Itô 公式可以"代数化"使用——即"先把 \(dX\) 表达式代入,再用乘法表化简"。这避免了显式计算 \(\int g'(X) v\,dB\),把"无穷维随机分析"转化为"形式微元代数"。
  4. Itô 公式的"适用范围"——只要 \(g \in C^2\)\(X\) 是 Itô 过程、\(g(t, X_t)\)\([0, T]\) 上一致有限,就严格成立。退化情形(\(g\) 不可微、\(X\) 边界爆炸)用 stopping time(Ex 4.9 的 \(\tau_n = \inf\{s: |X_s| \ge n\}\))和 Tanaka 公式(Ex 4.10)处理。
  5. 指数鞅是 Itô 公式的"最重要应用"——任何 \(Z = e^{M - \frac12\langle M\rangle}\)(对连续鞅 \(M\))都是局部鞅;Novikov/Kazamaki 条件保证它是真鞅。这条公式把 Itô 公式、Girsanov 变换(Ch 8.6)、Black-Scholes 定价(Ch 12)联系在一起。
  6. Itô 表示定理是"鞅论的"完备性定理"——所有 \(\mathcal F^{(n)}_t\)-鞅都可写为 BM 驱动的 Itô 积分。这是金融工程"市场完备"的存在性定理——任何 contingent claim 都可被一个自融资组合对冲。
  7. 鞅表示的"唯一性"是关键——同一个鞅对应唯一的 \(g \in \mathcal V\)(Itô 等距保证)。这意味着对冲策略唯一——金融市场上"同一个期权只有一种公平价格"是数学必然。
  8. Itô 公式 + 鞅表示 = SDE 与鞅论的桥梁
  9. Itô 公式把"显式 SDE 求解"工具化(\(dX\) 的表达式可任意变形)。
  10. 鞅表示把"鞅论"工具化(任何鞅可写 Itô 积分)。
  11. 两者结合 → Ch 5 SDE 求解 → Ch 6 滤波 → Ch 8 Girsanov → Ch 9 Feynman-Kac → Ch 12 金融工程。

挑战和开放性问题

  1. Itô 公式对 \(C^2\) 的依赖:当 \(g\) 仅有 Lipschitz / \(C^1\)(如 payoff \((x - K)^+\)\(x = K\) 不可微)时,\(\tfrac12 g''\) 项需要重新定义。金融中最常见的"重置条款"(如 knock-out barrier, lookback option)payoff 都有非 \(C^2\)。解决路径是 Tanaka-Meyer 公式 + local time 理论(Ex 4.10 启发的方向),但理论比标准 Itô 公式复杂得多。
  2. 指数鞅的 Novikov 条件太强:实际工程中,\(\theta\)(Girsanov 变换的"市场风险价格")经常不满足 Novikov 条件(特别是 \(L^2\) 但有界远离 0 的 \(\theta\))。Kazamaki 条件 (4.3.9) 是更弱、更好用的替代——但 Ch 8.6 之前的版本都用 Novikov,Ch 12 实际定价中也多用 Novikov 简化(因为定价公式闭式在 Novikov 假设下可用 PDE 推导)。
  3. 鞅表示定理的"\(\mathcal F^{(n)}_t\)-鞅"条件的必要性:Ex 4.12 证明:若 \(X_t\) 关于自己的滤族 \(\mathcal M_t = \sigma(X_s: s \le t)\) 是鞅(不要求是 BM 生成的),则 \(u\)(漂移项)可以不等于 0;即"鞅表示定理对 BM 滤成立,对一般滤不成立"——这是为什么 Black-Scholes 需要"市场由 BM 驱动"假设
  4. Itô 表示定理的反向问题(Clark-Ocone):Thm 4.3.3 给定 \(F\),找 \(f\) 使 \(F = E[F] + \int f\,dB\)。Clark-Ocone 公式给出 \(f(t) = E[D_t F \mid \mathcal F_t]\)\(D_t\) 是 Malliavin 导数)。这为"对冲权重的解析计算"提供了工具,但 Malliavin 导数的计算本身困难。
  5. 多维 Itô 公式的"维数耦合":当 \(B \in \mathbb R^n\)\(\sigma\)\(m \times n\) 矩阵时,\(\sigma \sigma^T \in \mathbb R^{m \times m}\) 出现在多维 Itô 公式。这意味着各坐标间通过 \(\sigma\) 耦合,不能独立分析——Ch 7 多维扩散的 generator 是 \(\tfrac12 \sum_{i,j} (\sigma\sigma^T)_{ij} \partial_{x_i x_j}\),本质上是 \(B\)\(\sigma\) 张成的"低维子空间"上的扩散。
  6. Itô 公式的"反问题"(Kolmogorov backward equation):给定 PDE \(\partial_t u = \mathcal L u\),求 SDE \(dX_t = b\,dt + \sigma\,dB\) 使 \(u(t, x) = E^x[u(T, X_T)]\)。这是Feynman-Kac 公式(Ch 8.2)的另一面——Itô 公式从 SDE → PDE;Feynman-Kac 从 PDE → SDE。
  7. 多维 Bessel 过程的反射壁 / 吸收壁:当 \(n = 2\) 时 Bessel 过程 \(R_t = |B_t|\)\(r = 0\) 处是反射(\(L_t\) 项);当 \(n = 1\) 时 BM 反复到 0,\(R_t = |B_t|\) 是反射的;高维 \(n \ge 3\) 时 Bessel 过程 \(R_t\) 不再到 0,\(L_t = 0\)三种行为的不同反映 BM 的"递推 vs 逃逸"几何差异(Ch 7 / Ch 9)。
  8. 鞅表示对 \(L^p\) 鞅的推广:Thm 4.3.4 要求 \(M_t \in L^2\)。对 \(L^p\) 鞅(\(p > 1, p \ne 2\)),Itô 表示不一定成立——需要额外假设(如 Novikov 条件)。Ch 12 实际应用通常限定 \(L^2\) 鞅(折现价格是平方可积),但局部鞅 + Fatou 引理可放宽到 \(L^1\) 情形。

个人反思与批判性分析

Itô 公式是"必然的"——所有能用的公式都会收敛到它——这一观点来自 Wong-Zakai 1969 推广结果:任何"合理的"逼近路径(光滑、阶梯、随机逼近等)在 \(L^2\) 极限下都给出 Itô 公式的同一结果。Itô 公式的"必然性"是 Itô 理论的胜利——它告诉我们:尽管 BM 不可微,\(\tfrac12 g''(dB)^2\) 的修正项是唯一正确的、与逼近方式无关的修正。

但 Itô 公式的"\(-\tfrac12 t\)"项是"历史的偶然"还是"物理的必然"——这是哲学问题。从工程视角,\(-\tfrac12 t\) 项是 BM 二次变差 \(= t\) 的直接后果——而 \(\langle B, B\rangle_t = t\) 来自独立增量 + \(E[(\Delta B)^2] = \Delta t\),这又是中心极限定理的产物。所以Itô 公式的 \(\tfrac12\) 项是"中心极限定理应用于 BM"的代数遗产——绝非工程约定的偶然。

鞅表示定理与"完备市场"等价——这是金融数学的核心定理。证明思路(Thm 4.3.3 + 4.3.4 配套)给出了一个非常美的论证:所有 \(L^2(\mathcal F_T)\)-可测随机变量都可被"复制",因为 \(F\) 可在 Itô 积分的"线性生成元"中展开(Lemma 4.3.2 用 Wiener chaos decomposition)。这等价于说"BM 增量的线性组合 + 二次展开"在 \(L^2\) 意义下穷尽了所有关于 BM 的可测函数

对金融工程学习者的具体建议——读完本章后,请把以下四件事闭卷写出来: 1. Itô 公式——\(d f(B_t)\)\(f(x) = e^x, \log(1+x), \sin x\) 三种情形的结果。 2. 指数鞅——写出 \(Z_t = \exp(\sigma B_t - \tfrac12 \sigma^2 t)\)\(dZ\)。 3. 二次变差——写出 \(X_t = \int_0^t B_s\,dB_s\)\(\langle X, X\rangle_t\)。 4. 鞅表示——求 \(F = B_T^2\) 对应的 \(f\)(即 \(F = E[F] + \int_0^T f\,dB\)\(f\) 的显式形式)。

前两题对应 Black-Scholes 公式推导,后两题对应"对冲组合"和"市场完备性"。这四题做完后,Ch 12 几乎不需要重读。

Itô 公式 vs Stratonovich 公式的"工程现实"——本章 Itô 公式是 Stratonovich 不等价的"修正链式法则"。如果用 Stratonovich 积分表示 Itô 过程,链式法则无修正项——这让人怀疑"Itô 公式是 Itô 选择的"artifacts"。但 Itô 公式在鞅论上的优势(\(\int f\,dB\) 是鞅)使它成为金融工程标准。两种选择不是数学优劣,是"应用场景"选择——Itô 用于鞅论,Stratonovich 用于流形 SDE(保留链式法则对应"协变导数")。

与 Karatzas-Shreve (1998) 的比较——KS Ch 3 给出了 Itô 公式的更一般形式(包括"concave function" \(f\) 的推广,用到 local time);KS Ch 3.4D 给出鞅表示定理的标准形式(与本章同)。Øksendal 的版本对初学者更友好——集中在最常用情形,KS 在严格推广上更深。

重要参考文献

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[X3] J. M. C. Clark. The representation of functionals of Brownian motion as stochastic integrals. Annals of Mathematical Statistics 41 (1970) (abstract); full version in Théorie du Potentiel et Analyse Harmonique (Springer Lecture Notes in Mathematics 390, 1974). — 鞅表示定理 / Clark-Ocone 公式的原始论文(Remark 引用)。

[X4] M. H. A. Davis. Functionals of Brownian motion and the representation of \(E[\exp(\lambda \cdot B_T - \lambda^2 T/2)]\) as stochastic integrals. Stochastic Processes and their Applications 9: 199–208, 1980. — Thm 4.3.3 备选证明(不用复分析)的来源(Ex 4.17)。

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[X9] N. Kazamaki. On a characterization of the exponential martingale. Séminaire de Probabilités de Strasbourg 7: 163–165, 1973. — Kazamaki 条件 (4.3.9) 的原始来源(比 Novikov 弱)。

[X10] J. M. Harrison, S. R. Pliska. Martingales and stochastic integrals in the theory of continuous trading. Stochastic Processes and their Applications 11: 215–260, 1981. — 鞅表示 ↔ 市场完备 等价定理(Ch 12 主线)。

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