Path integral method for stochastic equations of financial engineering

Abstract

Метод функціонального інтегрування застосовано для визначення деяких середніх випадкових величини, що зустрічаються в задачах фінансової інженерії. Випадкова величина задається стохастичним рівнянням, де дрейф та волатильність є функціями випадкової величини. В результаті для густини умовної ймовірності побудовано функціональний інтеграл шляхом заміни змінних у функціональному інтегралі Вінера (мірі Вінера). Для стохастичного рівняння використано правило Іто для інтерпретації стохастичного інтегралу. Функціональний інтеграл для густини умовної ймовірності знайдено також у результаті розв’язку рівняння Фоккера–Планка, що відповідає стохастичному рівнянню. Показано, що два підходи дають еквівалентні результати.The integral path method was applied to determine certain stochastic variables which occur in problems of financial engineering. A stochastic variable was defined by a stochastic equation where drift and volatility are functions of a stochastic variable. As a result, for transition probability density, a path integral was built by substituting variables Wiener’s path integral (Wiener’s measure). For the stochastic equation, Ito rule was applied in order to interpret a stochastic integral. The path integral for transition probability density was also found as a result of the Fokker–Planck equation solution, corresponding to the stochastic equation. It was shown that these two approaches give equivalent results.