Неделя 8 — Мартингалы: задачи
1 Неделя 8. Мартингалы — задачи
Условия и варианты ответов из листка. Ответы и решения не приводятся.
1.1 Вопросы на знание теории
Пусть \((X_t,\ t\ge 0)\) — \(L^1\)-процесс с независимыми приращениями с функцией среднего \(a(t)\), \(t\ge 0\). В каких из перечисленных ниже случаев процесс \(X_t\) является субмартингалом?
- \(a(t)=\sin t\);
- \(a(t)=2t-\sin t\);
- \(a(t)=e^{-t}\);
- \(a(t)=-1\).
Отметьте ровно два верных утверждения.
- Если процесс \((X_t,\ t\in T)\), \(T\subset\mathbb R\), является мартингалом, то функция \(\mathbb E X_t^2\) обязательно является постоянной функцией от времени;
- Если процесс \((X_t,\ t\in T)\), \(T\subset\mathbb R\), является мартингалом, то процесс \(Y_t=-X_t\) также обязательно является мартингалом;
- Если процесс \((X_t,\ t\in T)\), \(T\subset\mathbb R\), является мартингалом, то процесс \(Y_t=X_t+10\) также обязательно является мартингалом;
- Если процесс \((X_t,\ t\in T)\), \(T\subset\mathbb R\), является субмартингалом, то процесс \(Y_t=-X_t\) также обязательно является субмартингалом.
Пусть \((X_n,\ n\in\mathbb Z_+)\) — мартингал относительно фильтрации \(\mathbb F=(\mathcal F_n,\ n\in\mathbb Z_+)\), а \(\tau\) — ограниченный марковский момент относительно \(\mathbb F\). Отметьте верные утверждения, вытекающие из теоремы об остановке.
- \(\mathbb E X_\tau>\mathbb E X_0\);
- \(\mathbb E X_\tau=\mathbb E X_{\tau+1}\);
- \(\mathbb E X_\tau=\mathbb E X_0\);
- \(\mathbb E X_\tau<\mathbb E X_{\tau+1}\).
1.2 Тест
Пусть \((W_t,\ t\ge 0)\) — винеровский процесс, а \(\mathbb F^W\) — его естественная фильтрация. Положим \(X_t=W_{1/t}\), \(t>0\). Какие из нижеприведённых утверждений являются верными?
- \(X_t\) — мартингал относительно \(\mathbb F^W\);
- \(X_t\) — субмартингал относительно \(\mathbb F^W\);
- \(X_t\) не согласован с \(\mathbb F^W\);
- \(X_t\) — супермартингал относительно \(\mathbb F^W\).
Пусть \((W_t,\ t\ge 0)\) — винеровский процесс, а \(\mathbb F^W\) — его естественная фильтрация. Положим \(X_t=tW_t\), \(t\ge 0\). Какие из нижеприведённых утверждений являются верными?
- \(X_t\) не является ни суб-, ни супермартингалом относительно \(\mathbb F^W\) ни на \(\mathbb R_+\), ни на \([0,1]\), ни на \([1,+\infty)\);
- \(X_t\) — субмартингал относительно \(\mathbb F^W\) при \(t\ge 1\) (то есть на \([1,+\infty)\));
- \(X_t\) — субмартингал относительно \(\mathbb F^W\);
- \(X_t\) — супермартингал относительно \(\mathbb F^W\) при \(t\in[0,1]\).
Пусть \((W_t,\ t\ge 0)\) — винеровский процесс, а \(X_t=e^{W_t-t/2}\), \(t\ge 0\). Какие из приведённых ниже утверждений являются верными?
- Процесс \(X_t\) согласован с естественной фильтрацией процесса \((W_t,\ t\ge 0)\);
- Процесс \(X_t\) является мартингалом относительно естественной фильтрации процесса \((W_t,\ t\ge 0)\);
- Процесс \(X_t\) является мартингалом;
- Процесс \(X_t\) не является \(L^1\)-процессом.
Пусть \((N_t,\ t\ge 0)\) — пуассоновский процесс интенсивности \(4\). Какое единственное утверждение из перечисленных ниже является верным?
- Процесс \(N_t\) является супермартингалом;
- Процесс \(N_t^2\) является мартингалом;
- Процесс \(N_t-\frac13 t\) является субмартингалом;
- Процесс \(N_t-5t\) является субмартингалом.
Пусть \((X_n,\ n\in\mathbb Z_+)\) — ветвящийся процесс Гальтона–Ватсона с законом размножения частиц \(\xi\), причём производящая функция \(\xi\) равна
\[ \varphi(s)=\frac13(1+s+s^3). \]
При каком из указанных \(a\) процесс \(Y_n=a^{X_n}\) является мартингалом относительно естественной фильтрации процесса \((X_n,\ n\in\mathbb Z_+)\)?
- \(a=\frac12\);
- \(a=\frac{\sqrt5-1}{2}\);
- \(a=\frac{\sqrt5+1}{2}\);
- \(a=\frac13\).
Пусть \((S_n,\ n\in\mathbb Z_+)\) — простейшее случайное блуждание с вероятностью шага вправо \(p=2/3\). Обозначим
\[ \tau=\min\{n:\ |S_n|=2\}. \]
Чему равно \(\mathbb E\tau\)?
- \(1\);
- \(\frac{13}{6}\);
- \(\frac{18}{5}\);
- \(+\infty\).