《隨機過程》是一本應用隨機過程的入門教材。其內(nèi)容包括幾種經(jīng)典的隨機過程,如泊松過程、更新過程、馬氏鏈、平穩(wěn)過程和布朗運動,還有對于近些年來在理論和應用研究中非;钴S的鞅過程及隨機微分方程等內(nèi)容的簡介。
《隨機過程》可作為大學本科非概率統(tǒng)計專業(yè)的學生(包括理科、工科及金融、管理等有關(guān)專業(yè))及少量有此需要的研究生的教材,也可作為工程技術(shù)人員的參考書。
作為一本應用隨機過程的入門教材,本書的對象主要是大學非概率統(tǒng)計專業(yè)的本科生(包括理、工科各相關(guān)專業(yè)以及具有相應數(shù)學基礎(chǔ)的金融、管理等專業(yè)的學生),同時也包括少量需要補習隨機過程知識的某些專業(yè)(如管理)的研究生。使用本教材所需的準備知識除了概率論與數(shù)理統(tǒng)計(主要是概率論)之外,還有高等數(shù)學(主要是微積分,其次要用到少量微分方程與線性代數(shù)),不需要測度論或?qū)嵶兒瘮?shù)方面的知識,實際上,本書所用的數(shù)學工具主要是微積分。
概率論的知識無疑是非常重要的,這其中尤以條件數(shù)學期望的概念最為重要。我們在第1章概率論知識回顧部分集中介紹了條件期望的概念及其一系列重要性質(zhì),并且在第7章中又將它推廣到更加一般的、新的層面,條件期望的新概念對于刻畫和處理現(xiàn)代隨機過程論中一些比較先進的內(nèi)容(如第7章、第8章中的有關(guān)部分)起到了非常關(guān)鍵的作用,具有重要的理論及應用價值。同時,與條件期望的傳統(tǒng)概念(即我們在第1章中所介紹的)相比,新概念具有與之非常相似的性質(zhì),從而對于學習者而言,新概念的掌握和應用也不會有實質(zhì)性的困難,
本書第1章至第6章屬于經(jīng)典隨機過程的范圍,一般來說也是必講的內(nèi)容,第7章“鞅論初步”與第8章“布朗運動”(特別是其中有關(guān)伊藤積分與隨機微分方程部分)則涉及近數(shù)十年來研究非常活躍、發(fā)展特別迅速的隨機過程分支(當然,我們只介紹了其初步知識)。對于這兩章,教師可根據(jù)具體的教學要求和條件而采取選講或者不講的靈活處理,全書以第1章為基礎(chǔ),其他各章間的邏輯關(guān)系基本上是按章遞進的,但各章內(nèi)容又相對獨立。有需要用到其他章節(jié)的地方,我們會隨時交代清楚。
本書是在廣泛借鑒前輩隨機過程教材的基礎(chǔ)上,結(jié)合筆者多年來講授“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”與“隨機過程”課程的經(jīng)驗和體會而寫成的。由于學力所限,加上準備時間亦不夠充分,書中缺陷乃至謬誤之處在所難免,還望讀者能夠不吝賜教,容日后擇機改正,筆者寫作這本書的初衷,是希望能以通俗易懂的方式來敘述隨機過程的內(nèi)容,同時也盡可能做到論述的嚴謹和完善,還希望能將隨機過程極其豐富而絢麗的內(nèi)涵盡可能全面地呈現(xiàn)給讀者(哪怕偶爾會失之于淺陋)。但若問這一初衷究竟實現(xiàn)了幾分,則恐怕還要俟諸讀者的評判,
本書的寫作得到了中國科學技術(shù)大學教材建設(shè)項目及中國科學技術(shù)大學出版社精品教材項目的經(jīng)費支持,筆者在此表示衷心的感謝。筆者感謝中國科學技術(shù)大學統(tǒng)計與金融系繆柏其、胡太忠教授的鼓勵與支持;還要感謝統(tǒng)計與金融系的研究生葛欣怡、徐佩雯和衛(wèi)雨婷,她們用CTex軟件打出了全部書稿并反復校改,十分辛苦;最后,筆者要特別感謝中國科學技術(shù)大學出版社編輯老師的熱情幫助與指導!
總序
前言
第1章 基礎(chǔ)知識
1.1 概率與概率空間
1.2 隨機變量及其數(shù)字特征
1.2.1 隨機變量及其概率分布
1.2.2 隨機變量的數(shù)字特征
1.3 條件數(shù)學期望
1.3.1 條件期望與全期望公式
1.3.2 條件期望的性質(zhì)
1.3.3 條件期望E(X|Y1,Y2,……,Yn)
1.4 矩母函數(shù)與概率生成函數(shù)
1.5 幾個重要的概率分布
1.5.1 多項分布
1.5.2 (負)指數(shù)分布
1.5.3 多維正態(tài)分布
1.5.4 隨機變量的函數(shù)的分布
1.6 隨機過程的基本概念
1.6.1 定義及例
1.6.2 隨機過程的分布與數(shù)字特征
1.7 隨機過程的分類
1.7.1 獨立增量過程
1.7.2 平穩(wěn)增量過程
1.7.3 馬爾可夫過程(馬氏過程)
1.7.4 計數(shù)過程(點過程)
1.7.5 二階矩過程
1.7.6 平穩(wěn)過程(嚴平穩(wěn)、寬平穩(wěn))
1.7.7 更新過程
1.7.8 鞅(過程)
習題1
第2章 泊松過程
2.1 泊松過程的定義
2.2 來到時間間隔與等待時間的分布
2.3 泊松過程的推廣
2.3.1 非齊次泊松過程
2.3.2 復合泊松過程
2.3.3 條件泊松過程
習題2
第3章 更新過程
3.1 定義和基本概念
3.2 若干極限定理
3.3 更新方程與關(guān)鍵更新定理
3.4 更新過程的推廣
3.4.1 延遲更新過程
3.4.2 交錯更新過程
3.4.3 更新酬勞過程
習題3
第4章 馬爾可夫鏈
4.1 基本概念與例子
4.2 馬氏鏈的狀態(tài)分類
4.3 常返與瞬過
……
第5章 連續(xù)時間馬氏鏈
第6章 平穩(wěn)過程
第7章 鞅論初步
第8章 布朗運動
附錄
參考文獻