王 如, 馬 麗,2*
(1.海南師范大學 數(shù)學與統(tǒng)計學院,海南 海口 571158;2.海南師范大學 海南省數(shù)學研究中心,海南 ???571158)
隨機模型在很多科學和工程的分支中起著重要的作用,例如隨機控制、自動化、生物數(shù)學、濾波等。隨機微分方程本質上是帶有隨機項和隨機系數(shù)的偏微分方程,若隨機微分方程的系數(shù)依賴于分布,則稱之為McKean-Vlasov 隨機微分方程,又稱為分布依賴的隨機微分方程或Mean-field隨機微分方程,該方程最早出現(xiàn)在文獻[1-2]中。研究該方程的困難之處在于系數(shù)依賴于測度,因此隨機微分方程經典的方法不能用,例如,在研究解的存在唯一性時要考慮測度空間及合適的度量。此外,該方程可看作交互粒子的極限,由于粒子有交互作用,因此蒙特卡洛方法不適用,研究該方程具有一定的挑戰(zhàn)性。
目前已有大量文獻研究了由布朗運動驅動的McKean-Vlasov隨機微分方程解的存在唯一性。在系數(shù)連續(xù)、局部有界、局部Lyapunov條件下,文獻[3]用了局部化的方法得到了D?Rd上的McKean-Vlasov隨機微分方程的弱解的存在唯一性,此外,在全局Lyapunov條件下得到了弱解的唯一性。當擴散系數(shù)是非退化的,漂移系數(shù)和擴散系數(shù)關于空間變量滿足某些可積性條件,關于測度變量滿足Lipschitz 條件時,文獻[4]得到了強解的存在唯一性。當系數(shù)關于測度變量在弱收斂的拓撲下連續(xù),關于空間變量滿足線性增長條件、擴散系數(shù)非退化條件下,通過對分布迭代,文獻[5]得到了弱解的存在唯一性。在方程系數(shù)關于空間變量滿足線性增長,擴散矩陣一致非退化條件下,文獻[6]通過系數(shù)光滑化、Krylov估計、矩的估計及Skorokhod表示定理得到了弱解的存在性。文獻[7]在系數(shù)為有界且聯(lián)合連續(xù),擴散項為非退化的條件下,得到了帶有公共噪音的McKean-Vlasov隨機微分方程弱解的存在唯一性。
關于帶跳測度的McKean-Vlasov隨機微分方程解的正則性方面的文獻不多。在擴散系數(shù)與漂移系數(shù)均是有界的且滿足全局Lipschitz 條件,跳測度的系數(shù)滿足線性增長條件且有界的條件下,文獻[8]得到了解的存在唯一性。文獻[9]研究了由α-stable過程驅動的McKean-Vlasov 隨機微分方程。在α-stable項的系數(shù)為1,漂移系數(shù)有界、關于測度滿足Lipschitz連續(xù)、關于空間變量滿足H?lder連續(xù)的條件下,借助于Krylov估計、Prohov定理及Skorohod表示定理得到了弱解的存在性,再由逐軌道唯一性得到強解的存在唯一性。文獻[10]在方程系數(shù)滿足全局Lipschitz條件和線性增長條件下得到了由Lévy過程驅動的McKean-Vlasov隨機微分方程解的存在唯一性,并證明了It?公式。
本研究考慮了帶跳測度的McKean-Vlasov 隨機微分方程的解的存在唯一性,在系數(shù)滿足連續(xù)性及局部有界性的條件下,用局部化的方法,結合It?公式、弱收斂、Skorohod表示定理等工具,得到了弱解的存在唯一性。本研究創(chuàng)新點如下:首先,把文獻[10]的全局Lipschitz條件推廣到局部Lipschitz條件,構造了截斷函數(shù),此截斷函數(shù)滿足文獻[10]的條件,因此對部分過程可以用It?公式,進而用局部化的方法得到了弱解的存在唯一性;其次,把文獻[9]中的模型推廣到帶跳測度項,在跳測度滿足一定條件下,得到弱解的存在唯一性。本研究不要求擴散項系數(shù)的非退化性,允許方程中含有跳測度,從而拓展了McKean-Vlasov的隨機微分方程解的存在唯一性方面的結果。
本研究安排如下:第一節(jié)首先給出一些符號和定義,并證明弱解的存在性。第二節(jié)證明弱解的唯一性。