Файл: Липцер Р.Ш. Статистика случайных процессов. Нелинейная фильтрация и смежные вопросы.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 277
Скачиваний: 0
226 КВАДРАТИЧНО ИНТЕГРИРУЕМЫЕ МАРТИНГАЛЫ (ГЛ. 5
Применяя формулу Ито, из (5.128), (5.129) |
и (5.124) находим, |
|||||||||||
что |
|
|
|
|
|
а, |
(I) |
|
|
|
|
|
dxt = It (£) dzt + zt dlt |
It (I) St (w) |
|
|
|
|
|
||||||
|
d t = |
|
|
|
||||||||
— h (I) St (M) dWt -f- it (l) gt (<й) "йДіу dt |
|
zt\t (£) |
|
dWt |
||||||||
|
|
|
|
|
- h ( l ) S t ( < * ) j j ^ d t |
= ft (a>)dWt, |
||||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(5-130) |
Иначе говоря, |
Р-п. |
н. |
|
і Jfs (м) dWs, |
|
|
|
|||||
|
|
Xt = Хо + |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
где Р ^ | Ң (a>)ds < |
ооj |
= |
1 , что |
в |
свою |
очередь |
|
вытекает из |
||||
(5.130) в силу эквивалентности |
|
мер Р |
и Р |
(лемма |
6 .8), непре |
|||||||
рывности Р-п. н. процессов $Д|) |
и xt = |
lt (l) |
z t и условий |
|||||||||
Р ( / |
«?(«.)<// < |
°=) = Р |
|
|
|
|
dt < Оо |
|
= I . |
|||
Для завершения доказательства теоремы осталось лишь |
||||||||||||
проверить, что в случае |
квадратично интегрируемых мартинга |
|||||||||||
|
(J |
s ^ T , |
|
|
j |
|
||||||
лов X = [xt, |
функционал /s (co), |
удовлетворяет усло |
||||||||||
вию (5.1Ш). |
Вытекает это из следующего общего предложения. |
|||||||||||
Л е м м а |
5.8. |
Пусть |
F — (3Ft), |
Q ^ t ^ i T , — неубывающее |
||||||||
семейство а-подалгебр SF и / = |
|
(ft (со), &~t) — процесс с |
||||||||||
|
|
P^ J |
f](со) dt < |
ooj = |
1 . |
|
|
|
||||
Для того чтобы (непрерывный) |
мартигнал X — {xt, |
@~t), t ^ T , c |
||||||||||
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
xt = I fs (®) dWs
о
был квадратично интегрируемым, необходимо и достаточно,
чтобы
т
j М/^(сй)ds < оо. |
(5.131) |
о
§ 6] |
СТРУКТУРА ФУНКЦИОНАЛОВ |
227 |
Д о к а з а т е л ь с т в о . Достаточность условия (5.131) следует из свойства стохастических интегралов (по винеровскому про цессу (см. (4.49)). Для доказательства необходимости положим для п = 1 , 2 , ...
|
in f ^ s ^ r : I f2$d s ' ^ n ^ , |
|
|
“Xfl |
|
1 |
|
|
Т, |
если Сf2d s < п. |
|
|
|
о |
|
В силу непрерывности |
траекторий мартингала X = {xt, @~t) |
||
и теоремы 3.6 Р-п. н. |
|
|
|
I |
= |
= М [ * ,|; г |
]. |
О |
|
|
|
Поскольку к тому же мартингал X = {xt,3~t) является квадра тично интегрируемым, то в силу неравенства йенсена
МЧ = м[М(*rI г,д,я)]!« М4 < «о.
Г Л І „
С другой стороны, поскольку М |
J |
fl (со) ds ^ п < ОО, то |
|
о |
|
\ |
2 |
Т Л Х п |
М 4 ЛТп = М |
{ f ' W d w A = М |
|
п |
\ 0 |
! |
Следовательно, для |
любого п = 1, |
2, ... |
г Л хп
{ f » d s .
о
М J |
Ң (со) ds < Ы\х\, |
|
о |
|
|
и, значит, |
|
|
т |
г лг„ |
|
что и доказывает лемму. |
|
— квадратично |
З а м е ч а н и е . Если X — (xt,3Tf), |
||
интегрируемый мартингал |
с ' |
|
t
Xt = Х0+ I Д (со) dWs,
Q
8*
228 |
|
|
|
КВАДРАТИЧНО ИНТЕГРИРУЕМЫЕ МАРТИНГАЛЫ |
[ГЛ. 5 |
||||||
|
|
т |
|
|
|
= |
1 , то |
|
|
|
|
где |
Р |
I |
fl (со) ds < |
оо |
|
|
|
||||
|
|
о |
г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М J f l |
(со)ds ^ |
М \хт— х0]2 =- |
|
— Мхд ^ Ых2. < оо. |
|||||
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
|
В |
следующей |
теореме |
ослабляется условие |
(5.120), вхо |
||||
дящее в формулировку предшествующей теоремы. |
|
||||||||||
за |
Те о р е ма 5.18. Пу сть выполнены предположения теоремы 5.17, |
||||||||||
исключением условия |
(5.120), |
которое заменяется |
требова |
||||||||
нием, |
что |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(5.132) |
|
Тогда |
утверждения |
теоремы |
5.17 |
также остаются справед |
||||||
ливыми. |
|
|
|
|
|
Условие |
(5.120) обеспечивало |
эквива |
|||
|
Д о к а з а т е л ь с т в о . |
||||||||||
лентность P5 ~ |
р.п. При условии же (5.132) согласно теореме 7.20 |
||||||||||
лишь |
|
< |
рп. |
2, ... |
и Qn) = (Qtn), |
^ — процесс, являющийся |
|||||
|
Пусть |
п = 1, |
|||||||||
(сильным) решением уравнения |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
l(tn) — I t |
|
|
+ f [1 - |
X<r'] bs (!<»)) dWs, |
(5.133) |
||
|
|
|
|
|
J %1П) |
d s |
0 |
|
|
|
|
где |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В силу сделанных предположений коэффициент bs (x) удовлет воряет условиям (4.110) и (4.111). Поэтому из теоремы 4.8 сле дует, что сильное решение уравнения (5.133) действительно существует.
Как показано при доказательстве теоремы 7.19, процесс l(n) = \ ZTt) допускает дифференциал
d l f = a f (|W) dt + bt |
dWt, |
(5.134) |
где
af) (x) = at (x) %
d s < n
§ 6] |
|
|
СТРУКТУРА ФУНКЦИОНАЛОВ |
|
229 |
||||||||||
Поскольку |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 n,(g(n)) |
dt *Сп\ — 1 , |
|
|
||||||||
|
|
|
] |
( ■bt(l(n)) |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
то по теореме 7.18 р^(/г) ~ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Положим теперь x f = |
М \хт| |
|
|
Тогда в силу теоремы 5.17 |
|||||||||||
для |
мартингала |
Х[п) — (х\п\ |
#"*(п)) |
справедливо |
представление |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x f |
= Х(п) + I |
f f |
(cöw) dWs> |
|
(5.135) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
j |
|
1 |
|
|
где |
процесс ( f f |
(а), |
f n)) |
|
таков, |
что |
|
|
|
|
|||||
l{,n) = Éo (Р-п. н.), |
то ^ |
|
(®)]2 |
< |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
P |
J [ f f |
|
ds |
|
o o |
|
= . |
|
|
|||
Заметим, что |
x f = x0 |
(P-п. н.). |
Действительно, поскольку |
||||||||||||
|
x f = M j x Tj |
|
|
= |
M[xr j6І-»] = |
|
M [xt J у |
: :X0. |
|
||||||
Пусть |
|
|
|
Гг |
1‘ |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
\2 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
/ |
( |
|
|
* |
> |
» |
||
|
|
|
|
inf |
|
t: |
(x) № |
|
|||||||
|
xn (x) : |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
7\ |
|
если |
|
|
|
(*) |
ds< n. |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
bs (X) |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Из |
построения |
процесса | (rt) |
следует, |
что I f — g |
для t ^ |
t (£). |
Поэтому тп (£) = тп (£,''п)) (Р-п. н.). Отсюда нетрудно вывести, что
для любого |
0 ^ |
t ^ Т, |
|
|
|
|
|
|
|
är M .„ra = er "„< 5 » 4 . |
|
|
(5.136) |
||
Из (5.135) |
вытекает, что мартингал |
Xw = {х\п), P t |
*) |
имеет |
|||
непрерывные траектории. |
Поэтому по теореме 3.6 и |
|
|
||||
|
t At„(g(n)) |
|
<Лт„(І) |
|
|
||
= *o + |
J |
f'n)M |
dU7s = *0 + |
J |
f f ( f d w |
s, |
(5.137) |
поскольку Xn(I) = |
( |<rt)) (P -п. H.) и При s < |
xn (g) l9= |
(P -п. H.), |