定义2.1.1设(Ω,F,P)是一个概率空间,Γ⊂[0,∞),如果对任意的t∈Γ,有随机变量Xt(ω)与之对应,则称随机变量族{Xt(ω),t∈Γ}为随机过程.
在理论研究中,通常取Γ=[0,∞)或Γ={0,1,…};在实际问题中,Γ通常为有限区间或有限个非负整数的集合.随机过程的值域称为它的状态空间,记作E.{Xt(ω)}可简记为Xt或X(t).
下面是几个具体的随机过程.
例2.1.1由于受多种复杂因素影响,对任一将来时刻t,股票价格St难以准确预言,因此St为随机变量,随机变量族{St,t≥0}为一个随机过程.
例2.1.2英国植物学家Brown发现,漂浮在水面上的花粉粒子由于受水分子随机碰撞的影响,进行着不规则运动,人们把这种运动称为Brown运动.对Brown运动来说,一个粒子在将来时刻t所处的位置(Xt,Yt)难以准确预言,所以{Xt,t≥0}和{Yt,t≥0}均为随机过程.(www.zuozong.com)
Brown运动在金融工程中有广泛的应用,常常用来刻画完全竞争市场的随机波动.
例2.1.3以Nt表示(0,t]内到达某服务设施的“顾客”数目,则Nt为一个随机变量,{Nt,t≥0}为一个随机过程,这类记录“数目”的随机过程叫作计数过程.这里的服务设施可以是收费站、加油站、购物中心、自动售票机等,也可以是银行、保险公司等机构.
例2.1.4假设一物体在t=0时从原点出发,每隔一个单位时间,该物体分别以概率p和1-p向右或向左移动一个单位,以Xn表示该物体在t=n时的位置,Xn为随机变量,{Xn,n≥1}为一个随机过程.
注2.1.1一般情况下,当s≠t时,Xs≠Xt,所以随机过程Xt(ω)是时间t和样本点ω的二元函数.对于任意的t0∈Γ,Xt0(ω)是一个随机变量;对于任意的样本点ω0∈Ω,Xt(ω0)是定义在Γ上的函数,称为随机过程对应于ω0的一条样本轨道.
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