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面向非 Lipschitz 扩散方程的 skew-symmetric 格式:一种无调整巴克尔算法

概率论 2025-07-08 v4 数值分析 数值分析 统计计算

摘要

我们提出一种新的简单且显式的数值方案用于时齐随机微分方程。该方案基于在每个时间步骤从倾斜概率分布中采样增量,倾斜程度由 underlying process 的漂移和波动率决定。我们证明随着步长减小,该方案在弱收敛性上收敛到感兴趣的扩散过程。随后,我们考虑使用固定步长的数值方案从ergodic扩散过程的 limiting 分布进行模拟。我们在必要条件下证明该数值方案以几何速率收敛于平衡状态,并量化该方案与 true diffusion process 平衡分布之间的偏差。值得注意的是,我们的结果不要求漂移具有全局 Lipschitz 条件,这与使用欧拉-马夫里亚方案进行固定步长下长时间模拟所需的 Lipschitz 条件不同。我们的弱收敛结果依赖于将Milstein 与 Tretyakov 理论扩展到非 Lipschitz 漂移的随机微分方程,这可能也独有兴趣。我们通过数值仿真支持我们的理论结果。

关键词

引用

@article{arxiv.2405.14373,
  title  = {Skew-symmetric schemes for stochastic differential equations with non-Lipschitz drift: an unadjusted Barker algorithm},
  author = {Yuga Iguchi and Samuel Livingstone and Nikolas Nüsken and Giorgos Vasdekis and Rui-Yang Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2405.14373},
  year   = {2025}
}

备注

42 pages, 3 figures Keywords: Stochastic differential equations, Skew-symmetric distributions, Sampling algorithms, Markov Chain Monte Carlo