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变系数积分微分方程和期权定价中出现的不等式的高阶方法。 (英语) Zbl 07793808号

摘要:本文提出了隐式显式紧格式(IMEX)来求解偏积分微分方程(PIDE)和期权定价中的线性互补问题(LCP)。通过使用变量本身及其一阶导数近似消除二阶导数近似,获得了一个完全离散问题的对角占优三对角线性方程组。利用Schur多项式方法证明了全离散问题的稳定性。此外,对问题的初始条件进行了平滑处理,以确保所提出的IMEX紧格式的四阶收敛性。给出了求解常系数和变系数PIDE和LCP的数值例子。对于每种情况,将所得结果与IMEX有限差分格式进行了比较,发现所提出的方法明显优于有限差分方案。

MSC公司:

6500万06 含偏微分方程初值和初边值问题的有限差分方法
65个M12 含偏微分方程初值和初边值问题数值方法的稳定性和收敛性
9120国集团 衍生证券(期权定价、对冲等)

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算法986
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全文: 内政部

参考文献:

[1] F.Black和M.Scholes,《期权定价与企业负债》,政治经济学杂志。,81, 637-654, 1973. ·Zbl 1092.91524号
[2] R.C.Merton,基础股票回报不连续时的期权定价,J.Financ。经济。,3, 125-144, 1976. ·Zbl 1131.91344号
[3] R.Cont和E.Voltchkova,跳跃扩散和指数Lévy模型中期权定价的有限差分格式,SIAM J.Numer。分析。,43, 1596-1626, 2005. ·Zbl 1101.47059号
[4] Y.d'Halliun,P.A.Forsyth和K.R.Veztal,跳跃扩散过程下或有索赔的稳健数值方法,IMA J.Numer。分析。,25, 87-112, 2005. ·Zbl 1134.91405号
[5] Kwon和Y.Lee,跳跃扩散模型下期权定价的二阶有限差分方法,SIAM J.Numer。分析。,49, 2598-2617, 2011. ·Zbl 1232.91712号
[6] Kwon和Y.Lee,跳跃-扩散模型下美式期权的二阶三元方法,SIAM J.Sci。计算。,2011年1860-1872年·Zbl 1227.91034号
[7] A.Rigal,非定常一维扩散-对流问题的高阶差分格式,J.Compute。物理。,114, 59-76, 1994. ·Zbl 0807.65096号
[8] W.F.Spotz和G.F.Carey,定常流函数涡度方程的高阶紧致格式,国际数值杂志。方法。工程,38,3497-3512995·Zbl 0836.76065号
[9] B.K.Schwartz,一些有限元格式的有限差分类比的构造,《偏微分方程中有限元的数学方面进展》,Aca-demic出版社,279-3121974年·Zbl 0347.65046号
[10] M.Ciment、S.H.Leventhal和B.C.Weinberg,抛物型方程的算子紧致隐式方法,J.Compute。Phys,28,135-1661978年·Zbl 0393.65038号
[11] Y.Adam,解抛物型方程的Hermitian有限差分方法,Com-put。数学。申请。,1, 393-406, 1975. ·Zbl 0356.65086号
[12] M.Mehra和K.S.Patel,《986算法:紧凑有限差分格式集》,ACM T.Math。软件,441-312017·Zbl 1484.65359号
[13] B.During,M.Fournie和A.Jungel,非线性Black-Scholes方程高阶紧致差分格式的收敛性,数学。模型。数字。分析。,38, 359-369, 2004. ·兹比尔1124.91031
[14] S.T.Lee和H.W.Sun,跳跃扩散模型中期权定价的局部网格细化四阶紧致格式,Numer。方法偏微分方程,281079-10982011。
[15] Shuvam Sen,适用于非定常Navier-Stokes方程的一类新的(5,5)CC-4OC格式,J.Compute。物理。,251, 251-271, 2013. ·Zbl 1349.76531号
[16] B.During和C.Heuer,多空间维混合导数抛物问题的高阶紧致格式,SIAM J.Numer。分析。,53, 2113-2134, 2015. ·Zbl 1326.65105号
[17] K.S.Patel和M.Mehra,变系数空间分数阶对流扩散反应方程的四阶紧致格式,J.Compute。申请。数学。,380, 2020. ·Zbl 1440.65097号
[18] Shuvam-Sen,混合导数变系数抛物问题的四阶紧致格式,计算。流体,134-135,81-892016·Zbl 1390.76619号
[19] W.F.Spotz,计算力学的高阶紧致有限差分格式,德克萨斯大学博士论文,奥斯汀,1995年。
[20] T.F.Chan,平流扩散方程有限差分格式的稳定性分析,SIAM J.Numer。分析。,21, 272-284, 1984. ·Zbl 0553.65059号
[21] S.T.Lee和H.W.Sun,带跳期权定价的四阶紧致边值方法,高级应用。数学。机械。,1, 845-861, 2009.
[22] D.Y.Tangman、A.Gopaul和M.Bhuruth,使用高阶紧致有限差分格式的期权数值定价,J.Compute。申请。数学。,218, 270-280, 2008. ·Zbl 1146.91338号
[23] H.O.Kreiss,V.Thomee和O.Widlund,抛物型差分方程的初始数据平滑和收敛速度,Comm.Pure Appl。数学。,3, 241-259, 1970. ·Zbl 0188.41001号
[24] S.K.Lele,具有光谱分辨率的紧凑有限差分格式,J.Compute。物理。,103, 16-42, 1992. ·Zbl 0759.65006号
[25] 田中孚、梁晓霞、余佩林。,《求解不可压缩Navier-Stokes方程的高阶紧致有限差分算法》,《国际数值方法工程》,88511-5322011年·Zbl 1242.76216号
[26] K.S.Patel和M.Mehra,用高阶紧致有限差分格式对亚式期权进行的数值研究,J.Appl Math Comput,57467-4912017·Zbl 1403.91375号
[27] K.S.Patel和M.Mehra,体制切换跳扩散模型下美国运筹定价的四阶紧致差分格式,国际期刊应用。计算。数学。,3, 2017.
[28] A.M.Matache,C.Schwab和T.P.Wihler,抛物型积分微分方程的快速数值解及其在金融中的应用,SIAM J.Sci。计算。,27, 369-393, 2005. ·Zbl 1098.65123号
[29] M.K.Kadalbajoo,L.P.Tripathi和A.Kumar,Merton和Kou跳跃扩散模型下期权定价的二阶精确IMEX方法,科学杂志。计算。,65, 979-1024, 2015. ·Zbl 1331.91191号
[30] K.S.Patel和M.Mehra,Merton和Kou跳跃扩散模型下期权定价的四阶紧致方案,国际J.Theor Appl Finance,21,1-262018·Zbl 1395.91501号
[31] J.D.Lambert,常微分系统的数值方法,初值问题,John Wiley and Sons,1991年·Zbl 0745.65049号
[32] K.S.Patel和M.Mehra,具有移动边界条件的亚洲期权定价的高阶紧致有限差分格式,差分。设备动力系统。,27, 39-56, 2019. ·Zbl 1416.65279号
[33] S.Ikonen和J.Toivanen,美国期权定价的操作员拆分方法,应用。数学。Lett,17809-8142004年·Zbl 1063.65081号
[34] J.Toivanen,Kuo跳跃扩散模型下欧美期权的数值估值,SIAM J.Sci。计算。,30, 1949-1970, 2008. ·Zbl 1178.35225号
[35] R.Zvan,P.A.Forsyth和K.Vetzal,亚洲期权PDE模型的稳健数值方法,J.Compute。《金融》,第139-781998页。
[36] J.Lee和Y.Lee,在具有跳跃的局部波动性下评估期权价格的隐式方法的稳定性,应用。数字。数学。,87, 20-30, 2015. ·Zbl 1300.91052号
[37] A.F.Bastani,Z.Ahmadi和D.Damircheli,在区域切换跳距下定价美式期权的径向基配置方法,应用。数字。数学。,65, 79-90, 2013. ·Zbl 1258.91208号
[38] D.Bates,《跳跃与随机波动:德国马克期权隐含的汇率过程》,《金融研究评论》,第9期,第69-107页,1996年。
[39] D.Duffie、J.Pan和K.Singleton,《仿射跳跃数据的转换分析和资产定价经济计量学》,第68期,第1343-1376页,2000年·Zbl 1055.91524号
[40] 印度比哈尔邦比赫塔巴特那印度理工学院数学系,邮编801106电子邮件:pradep2321ma03@iitp.ac.inkspatel@iitp.ac.in
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