An introduction to numerical methods for stochastic differential equations

Acta Numerica ◽  
1999 ◽  
Vol 8 ◽  
pp. 197-246 ◽  
Author(s):  
Eckhard Platen
Keyword(s):  
Numerical Analysis ◽  
Numerical Methods ◽  
Differential Equations ◽  
Stochastic Differential Equations ◽  
The Other ◽  
Weak Approximation ◽  
Approximation Methods ◽  
Unified Framework ◽  
Stochastic Nature ◽  
The One

This paper aims to give an overview and summary of numerical methods for the solution of stochastic differential equations. It covers discrete time strong and weak approximation methods that are suitable for different applications. A range of approaches and results is discussed within a unified framework. On the one hand, these methods can be interpreted as generalizing the well-developed theory on numerical analysis for deterministic ordinary differential equations. On the other hand they highlight the specific stochastic nature of the equations. In some cases these methods lead to completely new and challenging problems.

scholarly journals New Approximation Methods Based on Fuzzy Transform for Solving SODEs: II

2018 ◽  
Vol 1 (3) ◽  
pp. 30 ◽  
Author(s):  
Hussein ALKasasbeh ◽  
Irina Perfilieva ◽  
Muhammad Ahmad ◽  
Zainor Yahya
Keyword(s):  
Numerical Methods ◽  
Differential Equations ◽  
Trapezoidal Rule ◽  
Approximation Methods ◽  
System Of Differential Equations ◽  
Fuzzy Transform ◽  
Fuzzy Partition ◽  
Fuzzy Approximation ◽  
One Step ◽  
Basic Functions

In this research, three approximation methods are used in the new generalized uniform fuzzy partition to solve the system of differential equations (SODEs) based on fuzzy transform (FzT). New representations of basic functions are proposed based on the new types of a uniform fuzzy partition and a subnormal generating function. The main properties of a new uniform fuzzy partition are examined. Further, the simpler form of the fuzzy transform is given alongside some of its fundamental results. New theorems and lemmas are proved. In accordance with the three conventional numerical methods: Trapezoidal rule (one step) and Adams Moulton method (two and three step modifications), new iterative methods (NIM) based on the fuzzy transform are proposed. These new fuzzy approximation methods yield more accurate results in comparison with the above-mentioned conventional methods.

scholarly journals Milstein-type semi-implicit split-step numerical methods for nonlinear stochastic differential equations with locally Lipschitz drift terms

2019 ◽  
Vol 23 (Suppl. 1) ◽  
pp. 1-12 ◽  
Author(s):  
Burhaneddin Izgi ◽  
Coskun Cetin
Keyword(s):  
Numerical Methods ◽  
Differential Equations ◽  
Stochastic Differential Equations ◽  
Numerical Solutions ◽  
Rates Of Convergence ◽  
Ginzburg Landau ◽  
Linear Growth Condition ◽  
Locally Lipschitz ◽  
Non Linear ◽  
Ginzburg Landau Equations

We develop Milstein-type versions of semi-implicit split-step methods for numerical solutions of non-linear stochastic differential equations with locally Lipschitz coefficients. Under a one-sided linear growth condition on the drift term, we obtain some moment estimates and discuss convergence properties of these numerical methods. We compare the performance of multiple methods, including the backward Milstein, tamed Milstein, and truncated Milstein procedures on non-linear stochastic differential equations including generalized stochastic Ginzburg-Landau equations. In particular, we discuss their empirical rates of convergence.

scholarly journals Numerical analysis of stochastic differential equations with applications in financial mathematics and molecular dynamics

2016 ◽  
Author(s):  
Ιωάννης Σταματίου
Keyword(s):  
Molecular Dynamics ◽  
Numerical Analysis ◽  
Differential Equations ◽  
Stochastic Differential Equations ◽  
Coarse Graining ◽  
Financial Mathematics

Σε αυτή τη διατριβή αντικείμενο έρευνας είναι η αριθμητική επίλυση στοχαστι- κών διαφορικών εξισώσεων (ΣΔΕ), οι οποίες έχουν λύση σε ένα συγκεκριμένο χωρίο. Ο στόχος μας ειναι η κατασκευή άμεσων αριθμητικών σχημάτων τα οποία διατηρούν αυτό το χωρίο, κυρίως σε περιπτώσεις όπου οι συντελεστές των ΣΔΕ είναι μη-γραμμικοί. Είναι γνωστό ότι το με βήμα προς τα εμπρός σχήμα Euler αποκλίνει σε υπερ- γραμμικά προβλήματα και η ελεγχόμενη μέθοδος Euler δε διατηρεί απαραίτητα τη δομή του αρχικού προβλήματος. Προτείνουμε ένα νέο αριθμητικό σχήμα, χρησιμοποιώντας την Ημι-Διακριτή μέθοδο, για διάφορες κλάσεις στοχαστικών διαφορικών εξισώσεων. Για κάποια υπεργραμμικά προβλήματα (όπως το Heston 3/2-μοντέλο) καθώς και για υπο- γραμμικά (όπως το CEV μοντέλο), τα οποία εμφανίζονται στο πεδίο των χρημα- τοοικονομικών μαθηματικών, κατασκευάζουμε ένα αριθμητικό σχήμα το οποίο διατηρεί τη θετικότητα. Παραπέρα, εφαρμόζουμε τη μέθοδο μας σε προβλήματα τα οποία εμφανίζονται στο πεδίο των μοριακών δυναμικών, όπου το προτει- νόμενο σχήμα το οποίο διατηρεί τη δομή της αρχικής εξίσωσης προσεγγίζει αποτελεσματικά κάποιες ΣΔΕ οι οποίες προκύπτουν έπειτα από μια διαδικασία απλοποίησης (coarse graining ). Θεωρούμε επίσης την περίπτωση Στοχαστικών Διαφορικών Εξισώσεων με Υστέρηση με μη-αρνητικές λύσεις. Ξανά στόχος μας είναι άμεσα αριθμητικά σχήματα τα οποία διατηρούν τη θετικότητα. Επεκτείνουμε την Ημι-Διακριτή μέθοδο από το πλαίσιο των Συνήθων ΣΔΕ στην περίπτωση με σταθερή υστέρηση, όπου και αποδεικνύουμε ισχυρή σύγκλιση (μοντέλο DGBM). Αριθμητικά πειράματα υποστηρίζουν τα θεωρητικά μας αποτελέσματα.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document