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数学知识体系

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⌕2026/8/31
概念

伊藤等距

E[(∫H dW)²]=E[∫H² dt] 保证伊藤积分的 L² 理论与收敛性。

所属主题:随机分析 ↗
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当前概念

伊藤等距随机分析

01定义

伊藤等距是随机积分的毕达哥拉斯定理:E[(∫H dW)2]=E[∫H2 dt]E\left[(\int H\,dW)^2\right]=E\left[\int H^2\,dt\right]——随机积分的二次矩等于被积函数的能量。它把随机积分严格构造在 L2L^2 空间上,并保证积分过程是鞅。
H_t(可料被积过程) 阶梯逼近:∫H²dt = 面积之和 E[(∫₀ᵗ H dW)²] = E[∫₀ᵗ H² ds]:二次矩守恒 随机积分 = L² 等距延拓,鞅性随之而来
伊藤等距:随机积分的能量守恒

02核心要点

01

从阶梯函数出发

先对简单可料过程(左端点阶梯)定义积分——有限和,无悬念;等距性使积分映射在 L2L^2 上一致连续,向一般可料过程唯一延拓,与实分析构造 Lebesgue 积分同构。

02

鞅性的来源

等距的推论:E[∫H dW]=0E[\int H\,dW]=0 且积分过程为鞅;交叉项 E[(∫H dW)(∫K dW)]=E[∫HK dt]E[(\int H\,dW)(\int K\,dW)]=E[\int HK\,dt] 给出协方差结构。

03

超越 L²

∫0tH2 ds<∞\int_0^t H^2\,ds<\infty a.s. 时积分仍可按局部鞅方式定义(局部化);这正是金融模型中允许无界策略的数学许可。

03关键公式

E[(∫0tHs dWs)2]=E[∫0tHs2 ds]E\left[\left(\int_0^t H_s\,dW_s\right)^{2}\right]=E\left[\int_0^t H_s^2\,ds\right]

04历史沿革

伊藤清 1944 年在《论随机过程》中建立随机积分与等距构造;论文在战时日本发表,1950 年代经美国学界重新发现后成为现代随机分析的基石。

05应用与延伸

随机微分方程解的存在性证明、金融数学中鞅测度定价、信号处理的卡尔曼-布西滤波、SPDE 数值格式的误差分析。

06交互演示

E[(∫f dW)²] = E[∫f² dt]增大步数 N:离散和的样本方差收敛到 ∫f²dt(f = σ 常数时 = σ²T)

07相关概念