Applications of elliptic functions to solve differential equations

In questa tesi si mostrano alcune applicazioni degli integrali ellittici nella meccanica Hamiltoniana, allo scopo di risolvere i sistemi integrabili. Vengono descritte le funzioni ellittiche, in particolare la funzione ellittica di Weierstrass, ed elenchiamo i tipi di integrali ellittici costruendoli dalle funzioni di Weierstrass. Dopo aver considerato le basi della meccanica Hamiltoniana ed il teorema di Arnold Liouville, studiamo un esempio preso dal libro di Moser-Integrable Hamiltonian Systems and Spectral Theory, dove si prendono in considerazione i sistemi integrabili lungo la geodetica di un'ellissoide, e il sistema di Von Neumann. In particolare vediamo che nel caso n=2 abbiamo un integrale ellittico.

Teoremi di Inversione per la Volatilità Implicita

L'obiettivo di questa tesi è lo studio del legame tra la volatilità implicita e la volatilità attuale del titolo sottostante. In particolare, si cercherà di capire quanto conosciamo della volatilità del titolo sottostante se si osserva sul mercato un numero sufficiente di opzioni Call e Put Europee che dipendono da questo sottostante. Tale relazione è oggetto d'interesse pratico per gli attori dei mercati delle opzioni: si tratta di due grandezze fondamentali usate per prezzare i derivati finanziari. L'approccio usato verte alla dinamica dei processi e permetterà di mettere in luce nuove caratteristiche della volatilità implicita, nonché trovare una sua approssimazione. La dinamica del suddetto parametro è cruciale nelle operazioni di copertura e gestione del rischio per i portafogli di opzioni. Avendo a disposizione un modello per la dinamica della volatilità implicita, è possibile calcolare in maniera consistente il vega risk. La dinamica è altrettanto importante per la copertura delle opzioni esotiche, quali le opzioni barrier. Per riuscire a raggiungere il fine predisposto, si considera un modello di mercato libero da arbitraggi, il processo spot continuo e alcune assunzioni di non degenerazione. Ciononostante, si cerca di fare meno assunzioni possibili circa la dinamica del suddetto processo, in modo da trattare un modello di mercato generale, in particolare non completo. Attraverso questo approccio si potrà constatare che dai prezzi delle Call si riescono a ricavare interessanti informazioni riguardanti lo spot. Infatti, a partire da alcune condizioni di regolarità, si riesce a ricavare la dinamica della volatilità spot, osservando la dinamica della volatilità implicita.

The Karhunen-Loève theorem

La trasformata di Karhunen-Loève monodimensionale è la decomposizione di un processo stocastico del secondo ordine a parametrizzazione continua in coefficienti aleatori scorrelati. Nella presente dissertazione, la trasformata è ottenuta per via analitica, proiettando il processo, considerato in un intervallo di tempo limitato [a,b], su una base deterministica ottenuta dalle autofunzioni dell'operatore di Hilbert-Schmidt di covarianza corrispondenti ad autovalori positivi. Fondamentalmente l'idea del metodo è, dal primo, trovare gli autovalori positivi dell'operatore integrale di Hilbert-Schmidt, che ha in Kernel la funzione di covarianza del processo. Ad ogni tempo dell'intervallo, il processo è proiettato sulla base ortonormale dello span delle autofunzioni dell'operatore di Hilbert-Schmidt che corrispondono ad autovalori positivi. Tale procedura genera coefficienti aleatori che si rivelano variabili aleatorie centrate e scorrelate. L'espansione in serie che risulta dalla trasformata è una combinazione lineare numerabile di coefficienti aleatori di proiezione ed autofunzioni convergente in media quadratica al processo, uniformemente sull'intervallo temporale. Se inoltre il processo è Gaussiano, la convergenza è quasi sicuramente sullo spazio di probabilità (O,F,P). Esistono molte altre espansioni in serie di questo tipo, tuttavia la trasformata di Karhunen-Loève ha la peculiarità di essere ottimale rispetto all'errore totale in media quadratica che consegue al troncamento della serie. Questa caratteristica ha conferito a tale metodo ed alle sue generalizzazioni un notevole successo tra le discipline applicate.

Quasi-Self-Dual Exponential Lévy Processes

The important application of semistatic hedging in financial markets naturally leads to the notion of quasi--self-dual processes. The focus of our study is to give new characterizations of quasi--self-duality. We analyze quasi--self-dual Lévy driven markets which do not admit arbitrage opportunities and derive a set of equivalent conditions for the stochastic logarithm of quasi--self-dual martingale models. Since for nonvanishing order parameter two martingale properties have to be satisfied simultaneously, there is a nontrivial relation between the order and shift parameter representing carrying costs in financial applications. This leads to an equation containing an integral term which has to be inverted in applications. We first discuss several important properties of this equation and, for some well-known Lévy-driven models, we derive a family of closed-form inversion formulae.

Importance sampling approximations to various probabilities of ruin of spectrally negative Lévy risk processes

This article provides importance sampling algorithms for computing the probabilities of various types ruin of spectrally negative Lévy risk processes, which are ruin over the infinite time horizon, ruin within a finite time horizon and ruin past a finite time horizon. For the special case of the compound Poisson process perturbed by diffusion, algorithms for computing probabilities of ruins by creeping (i.e. induced by the diffusion term) and by jumping (i.e. by a claim amount) are provided. It is shown that these algorithms have either bounded relative error or logarithmic efficiency, as t,x→∞t,x→∞, where t>0t>0 is the time horizon and x>0x>0 is the starting point of the risk process, with y=t/xy=t/x held constant and assumed either below or above a certain constant.

A logarithmic efficient estimator of the probability of ruin with recuperation for spectrally negative Lévy risk processes

This article provides an importance sampling algorithm for computing the probability of ruin with recuperation of a spectrally negative Lévy risk process with light-tailed downwards jumps. Ruin with recuperation corresponds to the following double passage event: for some t∈(0,∞)t∈(0,∞), the risk process starting at level x∈[0,∞)x∈[0,∞) falls below the null level during the period [0,t][0,t] and returns above the null level at the end of the period tt. The proposed Monte Carlo estimator is logarithmic efficient, as t,x→∞t,x→∞, when y=t/xy=t/x is constant and below a certain bound.

Ein Achtzigjähriger : zum Geburtstag von Lévy-Bruhl

Gerhardt Neumann

Ehrenberg, Alain. L'Individu incertain. Paris, Calmann-Lévy,1995 (réédition collection «Pluriel», Paris, Hachette, 1996).

Fil: Gais, Omar. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Políticas y Sociales