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基于噪声耦合的不连续漂移系数 SDE 强逼近的尖锐下界误差

概率论 2020-10-05 v1

摘要

在过去十年中,对具有空间不连续漂移系数的随机微分方程(SDEs)强逼近的深入研究已经开始。在多数此类结果中,假设漂移系数满足分段正则性条件,且扩散系数全局 Lipschitz 连续并在漂移系数不连续处非退化。在此类假设下,目前针对标量 SDEs 在最终时刻逼近所得到的最佳 LpL_p 误差率为关于驱动布朗运动求值次数的 3/43/4。在本文中,我们首次在文献中证明了此类 SDEs 的尖锐下界误差。我们表明,对于此类加性噪声驱动的庞大 SDE 类, LpL_p 误差率 3/43/4 无法被改进。为证明该结果,我们采用一种通过研究带耦合噪声方程的新技术:我们将基于在有限多个时刻对驱动布朗运动求值的任意逼近的 LpL_p 误差分析,归约为在给定时间点耦合且独立、并以这些点处的值为条件的两个相同方程解的 LpL_p 距离分析。为获得后一量的下界,我们证明了二元正态随机变量 (Y,Z)(Y,Z) 正关联的新的定量版本,在 ffgg 为分段 Lipschitz 连续函数时给出协方差 Cov(f(Y),g(Z))\text{Cov}(f(Y),g(Z)) 的显式下界。此外,我们的证明技术也导出了估计布朗运动 WW 的占据时间泛函 01f(Wt)dt\int_0^1 f(W_t)\, dt 的下界误差,这大幅扩展了 ff 为指示函数情形的已知结果。

关键词

引用

@article{arxiv.2010.00915,
  title  = {Sharp lower error bounds for strong approximation of SDEs with discontinuous drift coefficient by coupling of noise},
  author = {Thomas Müller-Gronbach and Larisa Yaroslavtseva},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2010.00915},
  year   = {2020}
}