隨機(jī)微分方程截?cái)郋uler-Maruyama方法的幾乎處處穩(wěn)定性法
本文關(guān)鍵詞: 隨機(jī)微分方程 截?cái)郋uler-Maruyama 半鞅收斂定理 幾乎處處穩(wěn)定 超線(xiàn)性增長(zhǎng) 出處:《上海師范大學(xué)》2017年碩士論文 論文類(lèi)型:學(xué)位論文
【摘要】:全局Lipschitz條件下,隨機(jī)微分方程的數(shù)值格式的收斂性和穩(wěn)定性已經(jīng)得到了很好的研究,但實(shí)際上只有少部分隨機(jī)微分方程的系數(shù)都滿(mǎn)足全局Lipschitz條件,因此研究弱化全局Lipschitz條件下隨機(jī)微分方程的數(shù)值解是有必要的。2002年Highm,Mao和Stuart合作發(fā)表的在局部Lipschitz和線(xiàn)性增長(zhǎng)條件下研究隨機(jī)微分方程數(shù)值解強(qiáng)收斂性的結(jié)果為研究非Lipschitz條件下隨機(jī)微分方程數(shù)值解開(kāi)辟了一條新途徑。但是,線(xiàn)性增長(zhǎng)條件仍然過(guò)于嚴(yán)格,當(dāng)隨機(jī)微分方程的漂移系數(shù)和擴(kuò)散系數(shù)為超線(xiàn)性時(shí),仍可能無(wú)法通過(guò)已有的數(shù)值格式對(duì)原問(wèn)題進(jìn)行分析與求解。而且,有研究結(jié)果表明顯式Euler-Maruyama(EM)方法在處理超線(xiàn)性隨機(jī)微分方程的時(shí)候,不能保證其收斂性。隱式方法可以被看做處理這類(lèi)問(wèn)題的可行方案,但隱格式計(jì)算的復(fù)雜性和成本都較高,從計(jì)算復(fù)雜度、格式的簡(jiǎn)單程度等幾個(gè)方面來(lái)看,顯式方法仍然具有優(yōu)勢(shì)。因此,近期較多成果著重于改進(jìn)經(jīng)典顯式EM方法來(lái)處理超線(xiàn)性隨機(jī)微分方程以保證數(shù)值格式的收斂性和穩(wěn)定性,相應(yīng)的格式主要有馴服(tamed)EM方法,stopping EM方法以及截?cái)?truncated)EM方法等等,本文我們重點(diǎn)關(guān)注截?cái)郋M方法。只有充分研究了數(shù)值格式的收斂性與穩(wěn)定性,該格式才是可用的。數(shù)值格式的收斂性是不可忽略的一個(gè)環(huán)節(jié),毛學(xué)榮教授在2015和2016年兩篇關(guān)于截?cái)郋M方法的文章中相繼證明了其強(qiáng)收斂性以及估計(jì)出了其強(qiáng)收斂階。但是目前為止尚未有關(guān)截?cái)郋M方法穩(wěn)定性的分析,本文主要研究局部Lipschitz與Khasminskii等條件下的隨機(jī)微分方程以及隨機(jī)時(shí)滯微分方程的截?cái)郋M方法的穩(wěn)定性。非線(xiàn)性穩(wěn)定性主要有Lp與幾乎處處穩(wěn)定兩種,本文我們將主要運(yùn)用半鞅收斂定理研究幾乎處處穩(wěn)定性。我們還給出了部分?jǐn)?shù)值例子進(jìn)行驗(yàn)證。
[Abstract]:Under the global Lipschitz condition, the convergence and stability of the numerical schemes of stochastic differential equations have been well studied, but in fact, only a few of the coefficients of stochastic differential equations satisfy the global Lipschitz condition. Therefore, it is necessary to study the numerical solutions of stochastic differential equations under the condition of weakening global Lipschitz. In 2002, the results of the study on the strong convergence of numerical solutions of stochastic differential equations under the condition of local Lipschitz and linear growth were published by Highm Mao and Stuart in 2002. The numerical solution of stochastic differential equations under non-#en0# conditions opens up a new way. The linear growth condition is still too strict. When the drift coefficient and diffusion coefficient of the stochastic differential equation are superlinear, it may not be possible to analyze and solve the original problem by the existing numerical scheme. Some research results show that the explicit Euler-Maruyamaan (EMEM) method can not guarantee the convergence of superlinear stochastic differential equations. The implicit method can be regarded as a feasible scheme to deal with this kind of problems, but the computational complexity and cost of implicit schemes are higher. In terms of computational complexity, simplicity of the format, and so on, explicit methods still have advantages. More recent achievements have focused on improving the classical explicit EM method to deal with superlinear stochastic differential equations to ensure the convergence and stability of numerical schemes. The corresponding schemes include tame tamedonian EM method and truncated uncatered EM method, etc. In this paper, we focus on truncated EM method. Only when the convergence and stability of numerical schemes are fully studied, can the scheme be used. The convergence of numerical schemes is a link that can not be ignored. Professor Mao Xuelong has proved its strong convergence and estimated its strong convergence degree in two articles about truncated EM method in 2015 and 2016. However, there is no analysis on the stability of truncated EM method so far. In this paper, the stability of stochastic differential equations under local Lipschitz and Khasminskii conditions and the truncated EM method of stochastic delay differential equations are studied. There are two kinds of nonlinear stability: LP and almost everywhere stability. In this paper, we will mainly use the semimartingale convergence theorem to study almost everywhere stability, and we also give some numerical examples to verify it.
【學(xué)位授予單位】:上海師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類(lèi)號(hào)】:O241.8
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,本文編號(hào):1510344
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