停時

停時

停時((stopping time)一類隨機時刻,指具有某種與將來無關性質的隨機時刻。給定概率空間(Ω,F,P)及其濾子Ft,映射τ:Ω→T∪∞,如果對任意的t∈I,ω:ω∈Ω,τ(ω)≤t∈Ft,則稱映射τ為一個(Ft)停時。

基本介紹


停止時間是一種特殊的隨機變數,表示一個隨機的時刻。例如,設為停時,那麼這意味著兩方面內容,第一,是隨機的,第二,的取值範圍是為已知,當結果出現時,可表示為也就是說,該隨機變數的結果是一個特定時刻。
現在考慮建立在債券上的美式期權,該期權可以在當前時刻與到期日T之間的任何時刻執行,如果期權執行者認為時機已到,那麼他將執行期權,否則他將選擇等待直到到期。
所以,我們需要研究一個“隨機日期”,它對於期權定價非常重要,實際上,提前執行的權力為美式期權增加了額外的價值。
我們設為期權的執行日期,很顯然已知信息集,我們就可以知道該期權是否已經被執行,也就是說,已知,我們可以知道哪種情況成立:
該式表示期權已經被執行,或者
該式表示期權尚未被提前執行。
的這種性質可以用來定義停止時間。
定義1停止時間是可測的非負隨機變數,滿足
1)已知,我們可以判斷是否有
2)我們有
對於一般的衍生證券,期限都是有限的,因此期權要麼在一個有限的時刻被執行,要麼過期失效,這意味著第二個等式,即以1概率有限,將恆成立。

停時的基本性質


下面列出停時的基本性質。
定理 設均為停時,則有
(1)是停時;
(2)是停時;
(3)如果,則;
(4)是可測的。
首次進入某個集合或者首次達到的時刻是一個停時。事實上,設E是一個度量空間,X是關於濾子 適應的、E為狀態空間的隨機過程,對於,定義
則就是一個停時。

停時的作用


在實際操作中,我們應該如何利用停時呢?
最明顯的一個用途是用來代表期權的執行時間,對歐式期權而言,執行時間不含隨機因素,期權只能在到期日被執行,因而我們有
而對於美式期權,一般是隨機的。
考慮一份美式看漲期權標的資產為,滿足以下SDE:
其中漂移項和擴散項係數滿足一般的規範性條件。
和過去一樣,衍生證券的價格可以在等價鞅測度Q下表示,但此時多了一個複雜之處,證券持有者不一定要等到T時刻才執行期權,他可以在利潤較高時提前執行。
也就是說,如果持有者必須等到到期日才能執行期權,那麼該期權 t 時刻價值為
而如果他可以提前執行,那麼價值為
其中是所有可能停止機會的集合,是的最優選擇,這裡代表期權持有者可能執行該看漲期權的日期。
因此在 t 時刻,我們可以計算出一系列,包含所有停止時間可能的取值,為了求出正確的價格,我們要求這些的上確界