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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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 \хтх0]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.),