资产定价基本定理:在Lean 4中的形式化证明
数理金融
2026-06-27 v1
摘要
资产定价基本定理指出,一个市场无套利当且仅当它承认一个等价鞅测度。我们在Lean 4中基于Mathlib在三种设定下对其进行了形式化:有限状态市场(Harrison-Pliska)、任意概率空间上具有单一标量收益的单期市场(Follmer-Schied),以及具有有限数量资产的单期市场。有限情形是分离超平面的几何;标量单期情形是测度变换的初等应用。在资产情形中,等价鞅测度被显式构造,作为光滑凸势的最小化器:无套利恰为该势的强制性,其一阶条件即鞅性质,最小化器的逻辑权重即为测度的密度。该构造不使用Hahn-Banach定理、-闭性论证、可测选择或非冗余假设。据我们所知,这是在任何证明助手中首次机器校验的资产定价基本定理。其边界是明确的:一般的多期Dalang-Morton-Willinger定理不在该开发范围内。每个定理均无公理漏洞,每个主要结果的公理通过构建强制门固定到Mathlib的经典默认值,并且整个工作可从固定工具链重现。
引用
@article{arxiv.2606.28990,
title = {The Fundamental Theorem of Asset Pricing, Formalized in Lean 4},
author = {Raphael Coelho},
journal= {arXiv preprint arXiv:2606.28990},
year = {2026}
}
备注
9 pages, 1 figure, 1 table. Formalized in Lean 4 over Mathlib; companion to the formal-mathfin library (arXiv:2606.01356)