1

Основные понятия

[7/0%]
LaTeX
Задача 1.1

Этот пример показывает, что {Ft00}\left\{ \mathcal{F}_{t}^{00}\right\}, определённое согласно (1.1), не является непрерывным справа. Пусть Ω={a,b}\Omega =\left\{ a, b\right\}, пусть F\mathcal{F} — семейство всех подмножеств Ω\Omega, и пусть P({a})=P({b})=12\mathbb {P}\left(\left\{ a\right\} \right)=\mathbb {P}\left(\left\{ b\right\} \right)=\frac{1}{2}. Определим

Xt(ω)={0,t≤10,t>1 и ω=at−1,t>1 и ω=b X_{t}(\omega )= \begin{cases} 0, & t \leq 1 \\ 0, & t>1 \text{ и } \omega =a \\ t-1, & t>1 \text{ и } \omega =b\end{cases}

Вычислите Ft00=σ(Xs;s≤t)\mathcal{F}_{t}^{00}=\sigma \left(X_{s} ; s \leq t\right) и покажите, что {Ft00}\left\{ \mathcal{F}_{t}^{00}\right\} не является непрерывным справа.

?
Задача 1.2

Пусть XX — случайный процесс, и пусть Ft00,Ft0\mathcal{F}_{t}^{00}, \mathcal{F}_{t}^{0} и Ft\mathcal{F}_{t} определены формулами (1.1), (1.2) и (1.3) соответственно. Покажите, что {Ft}\left\{ \mathcal{F}_{t}\right\} является минимальным пополненным потоком σ\sigma-алгебр, порождённым XX.

?
Задача 1.3

Пусть {Ft}\left\{ \mathcal{F}_{t}\right\} — поток σ\sigma-алгебр, удовлетворяющий обычным условиям, и пусть B[0,t]\mathcal{B}[0, t] — борелевская σ\sigma-алгебра на [0,t][0, t]. Вещественнозначный случайный процесс XX называется прогрессивно измеримым, если для каждого t≥0t \geq 0 отображение (s,ω)→X(s,ω)(s, \omega ) \rightarrow X(s, \omega ) из [0,t]×Ω[0, t] \times \Omega в R\mathbb {R} измеримо относительно произведения σ\sigma-алгебр B[0,t]×Ft\mathcal{B}[0, t] \times \mathcal{F}_{t}.

?
(1)

Если XX согласован с {Ft}\left\{ \mathcal{F}_{t}\right\} и мы определим

Xt(n)(ω)=∑k=0∞Xk/2n(ω)  1[k/2n,(k+1)/2n)(t), X_{t}^{(n)}(\omega )=\sum _{k=0}^{\infty } X_{k / 2^{n}}(\omega ) \; \mathbb {1}_{\left[k / 2^{n},(k+1) / 2^{n}\right)}(t),

покажите, что X(n)X^{(n)} прогрессивно измерим при каждом n≥1n \geq 1.

(2)

Используя (1), покажите, что если XX согласован с {Ft}\left\{ \mathcal{F}_{t}\right\} и имеет непрерывные слева траектории, то XX прогрессивно измерим.

(3)

Если XX согласован с {Ft}\left\{ \mathcal{F}_{t}\right\} и мы определим

Yt(n)(ω)=∑k=0∞X(k+1)/2n(ω)  1[k/2n,(k+1)/2n)(t), Y_{t}^{(n)}(\omega )=\sum _{k=0}^{\infty } X_{(k+1) / 2^{n}}(\omega ) \; \mathbb {1}_{\left[k / 2^{n},(k+1) / 2^{n}\right)}(t),

покажите, что для каждого t≥0t \geq 0 отображение (s,ω)→Y(n)(s,ω)(s, \omega ) \rightarrow Y^{(n)}(s, \omega ) из [0,t]×Ω[0, t] \times \Omega в R\mathbb {R} измеримо относительно B[0,t]×Ft+2−n\mathcal{B}[0, t] \times \mathcal{F}_{t+2^{-n}}.

(4)

Покажите, что если XX согласован с {Ft}\left\{ \mathcal{F}_{t}\right\} и имеет непрерывные справа траектории, то XX прогрессивно измерим.

Задача 1.4

Пусть S=R[0,1]\mathcal{S}=\mathbb {R}^{[0,1]} — множество функций из [0,1][0,1] в R\mathbb {R}, и пусть F\mathcal{F} — σ\sigma-алгебра, порождённая цилиндрическими множествами. Цель этого упражнения — показать, что элементы F\mathcal{F} зависят лишь от счётного числа координат.

Пусть S0={(x1,x2,…)}\mathcal{S}_{0}=\left\{ (x_{1}, x_{2}, \ldots )\right\} — множество последовательностей, принимающих значения в R\mathbb {R}. Пусть F0\mathcal{F}_{0} — σ\sigma-алгебра, порождённая цилиндрическими подмножествами RN\mathbb {R}^{\mathbb {N}}, где N={1,2,…}\mathbb {N}=\left\{ 1,2,\ldots \right\}.

Покажите, что B∈FB \in \mathcal{F} тогда и только тогда, когда существуют t1,t2,…t_{1}, t_{2}, \ldots в [0,1][0,1] и множество C∈F0C \in \mathcal{F}_{0} такие, что

B={f∈S:(f(t1),f(t2),…)∈C}. B=\left\{ f \in \mathcal{S}:\left(f(t_{1}), f(t_{2}), \ldots \right) \in C\right\} .
?
Задача 1.5

Множества нулевой меры иногда важны! Пусть S\mathcal{S} и F\mathcal{F} те же, что в упражнении 1.4. Покажите, что D∉FD \notin \mathcal{F}, где

D={f∈S:f — непрерывная функция на [0,1]}. D=\left\{ f \in \mathcal{S}: f \text{ — непрерывная функция на } [0,1]\right\} .
?
Задача 1.6

Пусть XX — случайный процесс, {Ft}\left\{ \mathcal{F}_{t}\right\} — его минимальный пополненный поток σ\sigma-алгебр, и F∞=∨t≥0Ft\mathcal{F}_{\infty }=\vee_{t \geq 0} \mathcal{F}_{t}. Предположим, что с вероятностью единица траектории XX непрерывны справа и имеют пределы слева. Пусть Xt−=lim⁡s<t,s→tXsX_{t-}=\lim_{s<t, s \rightarrow t} X_{s} — предел слева в момент времени tt, и ΔXt=Xt−Xt−\Delta X_{t}=X_{t}-X_{t-} — величина скачка в момент времени tt. Если

A={∃ t≥0:ΔXt>1}, A=\left\{ \exists \, t \geq 0: \Delta X_{t}>1\right\} ,

докажите, что A∈F∞A \in \mathcal{F}_{\infty }.

?
Задача 1.7

Пусть XX — случайный процесс, {Ft}\left\{ \mathcal{F}_{t}\right\} — минимальный пополненный поток σ\sigma-алгебр для XX, и F∞=∨t≥0Ft\mathcal{F}_{\infty }=\vee_{t \geq 0} \mathcal{F}_{t}. Если траектории XX с вероятностью единица непрерывны справа и имеют пределы слева, покажите, что событие

A={X имеет непрерывные траектории} A=\left\{ X \text{ имеет непрерывные траектории}\right\}

принадлежит F∞\mathcal{F}_{\infty }.

?