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1	Contributions to Infinite Divisibility for Financial Modeling Kawai, Reiichiro 10 December 2004 (has links) Infinitely divisible distributions and processes have been the object of extensive research not only from the theoretical point of view but also for practical use, for example, in queueing theory or mathematical finance. In this thesis, we will study some of their subclasses with a view towards financial modeling. As generalizations of stable distributions, we study the tempered stable distributions and introduce the new classes of layered stable distributions as well as the mixed stable distributions, along with the corresponding Levy processes. As a further generalization of infinitely divisible processes, fractional tempered stable motions are defined. These theoretical studies will be complemented by some more practical ones, such as the simulation of sample paths, parameter estimations, financial portfolio hedging, and solving stochastic differential equations. Variance reduction Mixed stable distributions and processes Fractional tempered stable motions
2	Über die Annäherung von Summenverteilungsfunktionen gegen unbegrenzt teilbare Verteilungsfunktionen in der Terminologie der Pseudomomente Paditz, Ludwig 27 May 2013 (has links) (PDF) Die Pseudomomente dienen als Charakteristikum der Annäherung der Komponenten einer Summenverteilungsfunktion gegen die Komponenten der Grenzverteilungsfunktion. In der Terminologie der Pseudomomente werden Abschätzungen der Annäherung der Summenverteilungsfunktion gegen eine unbegrenz teilbare Verteilungsfunktion angegeben. Dabei werden die Aussagen ohne die Voraussetzung der sogenannten Infinitesimalitätsbedingung hergeleitet. Es werden Abschätzungen angegeben sowohl unter der Voraussetzung endlicher Streuungen als auch ohne diese Voraussetzung. Abschließend werden einige Literaturhinweise angegeben. / The pseudo-moments serve as a characteristic of the approach of the components of a cumulative distribution function to the components of the limit distribution function. In the terminology of pseudo-moments estimates of the approximation of the cumulative distribution function by an indefinite divisible distribution function can be specified. The results are derived without the assumption of the so-called condition of infinitesimality. There are given some estimations with or without the assumption of finite variances. Finally some references are given. unbegrenzt teilbare Verteilungen Pseudomomente Grenzwertsätze infinitely divisible distributions pseudo-moments limit theorems series of random variables ddc:510 rvk:SK 800
3	Über die Annäherung von Summenverteilungsfunktionen gegen unbegrenzt teilbare Verteilungsfunktionen in der Terminologie der Pseudomomente Paditz, Ludwig January 1977 (has links) Die Pseudomomente dienen als Charakteristikum der Annäherung der Komponenten einer Summenverteilungsfunktion gegen die Komponenten der Grenzverteilungsfunktion. In der Terminologie der Pseudomomente werden Abschätzungen der Annäherung der Summenverteilungsfunktion gegen eine unbegrenz teilbare Verteilungsfunktion angegeben. Dabei werden die Aussagen ohne die Voraussetzung der sogenannten Infinitesimalitätsbedingung hergeleitet. Es werden Abschätzungen angegeben sowohl unter der Voraussetzung endlicher Streuungen als auch ohne diese Voraussetzung. Abschließend werden einige Literaturhinweise angegeben.:1. Einleitung S. 2 2. Abschätzungen unter Voraussetzung endlicher Streuungen S. 3 3. Abschätzungen ohne die Voraussetzung über die Existenz der Streuungen S. 6 4. Beweise S. 9 5. Beispiel S. 11 Literatur S. 12 / The pseudo-moments serve as a characteristic of the approach of the components of a cumulative distribution function to the components of the limit distribution function. In the terminology of pseudo-moments estimates of the approximation of the cumulative distribution function by an indefinite divisible distribution function can be specified. The results are derived without the assumption of the so-called condition of infinitesimality. There are given some estimations with or without the assumption of finite variances. Finally some references are given.:1. Einleitung S. 2 2. Abschätzungen unter Voraussetzung endlicher Streuungen S. 3 3. Abschätzungen ohne die Voraussetzung über die Existenz der Streuungen S. 6 4. Beweise S. 9 5. Beispiel S. 11 Literatur S. 12 info:eu-repo/classification/ddc/510 ddc:510
4	Numerical analysis and multi-precision computational methods applied to the extant problems of Asian option pricing and simulating stable distributions and unit root densities Cao, Liang January 2014 (has links) This thesis considers new methods that exploit recent developments in computer technology to address three extant problems in the area of Finance and Econometrics. The problem of Asian option pricing has endured for the last two decades in spite of many attempts to find a robust solution across all parameter values. All recently proposed methods are shown to fail when computations are conducted using standard machine precision because as more and more accuracy is forced upon the problem, round-off error begins to propagate. Using recent methods from numerical analysis based on multi-precision arithmetic, we show using the Mathematica platform that all extant methods have efficacy when computations use sufficient arithmetic precision. This creates the proper framework to compare and contrast the methods based on criteria such as computational speed for a given accuracy. Numerical methods based on a deformation of the Bromwich contour in the Geman-Yor Laplace transform are found to perform best provided the normalized strike price is above a given threshold; otherwise methods based on Euler approximation are preferred. The same methods are applied in two other contexts: the simulation of stable distributions and the computation of unit root densities in Econometrics. The stable densities are all nested in a general function called a Fox H function. The same computational difficulties as above apply when using only double-precision arithmetic but are again solved using higher arithmetic precision. We also consider simulating the densities of infinitely divisible distributions associated with hyperbolic functions. Finally, our methods are applied to unit root densities. Focusing on the two fundamental densities, we show our methods perform favorably against the extant methods of Monte Carlo simulation, the Imhof algorithm and some analytical expressions derived principally by Abadir. Using Mathematica, the main two-dimensional Laplace transform in this context is reduced to a one-dimensional problem. 332.64
5	Über die Annäherung der Verteilungsfunktionen von Summen unabhängiger Zufallsgrößen gegen unbegrenzt teilbare Verteilungsfunktionen unter besonderer Beachtung der Verteilungsfunktion der standardisierten Normalverteilung Paditz, Ludwig 28 May 2013 (has links) (PDF) Mit der vorgelegten Arbeit werden neue Beiträge zur Grundlagenforschung auf dem Gebiet der Grenzwertsätze der Wahrscheinlichkeitstheorie vorgelegt. Grenzwertsätze für Summen unabhängiger Zufallsgrößen nehmen unter den verschiedenartigsten Forschungsrichtungen der Wahrscheinlichkeitstheorie einen bedeutenden Platz ein und sind in der heutigen Zeit nicht mehr allein von theoretischem Interesse. In der Arbeit werden Ergebnisse zu neuere Problemstellungen aus der Summationstheorie unabhängiger Zufallsgrößen vorgestellt, die erstmalig in den fünfziger bzw. sechzger Jahren des 20. Jahrhunderts in der Literatur auftauchten und in den zurückliegenden Jahren mit großem Interesse untersucht wurden. International haben sich in der Theorie der Grenzwertsätze zwei Hauptrichtungen herauskristallisiert: Zum Einen die Fragen zur Konvergenzgeschwindigkeit, mit der eine Summenverteilungsfunktion gegen eine vorgegebene Grenzverteilungsfunktion konvergiert, und zum Anderen die Fragen nach einer Fehlerabschätzung zur Grenzverteilungsfunktion bei einem endlichen Summationsprozeß. Zuerst werden unbegrenz teilbare Grenzverteilungsfunktionen betrachtet und dann wird speziell die Normalverteilung als Grenzverteilung diskutiert. Als charakteristische Kenngrößen werden sowohl Momente oder einseitige Momente bzw. Pseudomomente benutzt. Die Fehlerabschätzungen werden sowohl als gleichmäßige wie auch ungleichmäßige Restgliedabschätzungen angegeben, einschließlich einer Beschreibung der dabei auftretenden absoluten Konstanten. Als Beweismethoden werden sowohl die Methode der charakteristischen Funktionen als auch direkte Methoden (Faltungsmethode) weiter ausgebaut. Für eine 1965 von Bikelis angegebene Fehlerabschätzung gelang es nun erstmalig, die auftretende absolute Konstante C mit C=114,667 numerisch abzuschätzen. Weiterhin werden in der Arbeit sogenannte Grenzwertsätze für mittlere Abweichungen studiert. Hier werden erstmalig auch Restgliedabschätzungen abgeleitet. Der in den letzten Jahren zum Beweis von Grenzwertsätzen eingeschlagene Weg über die Faltung von Verteilungsfunktionen erwies sich als bahnbrechend und bestimmte die Entwicklung sowohl der Theorie der Grenzwertsätze für mittlere und große Abweichungen als auch der Untersuchung zu den ungleichmäßigen Abschätzungen im zentralen Grenzwertsatz bedeutend. Die Faltungsmethode stellt in der vorliegenden Dissertationsschrift das hauptsächliche Beweisinstrument dar. Damit gelang es, eine Reihe neuer Ergebnisse zu erhalten und insbesondere mittels der elektronischen Datenverarbeitung neue numerische Resultate zu erhalten. / With the presented work new contributions to basic research in the field of limit theorems of probability theory are given. Limit theorems for sums of independent random variables taking on the most diverse lines of research in probability theory an important place in modern times and are no longer only of theoretical interest. In the work results are presented to newer problems on the summation theory of independent random variables, at first time in the fifties and sixties of the 20th Century appeared in the literature and have been studied in the past few years with great interest. International two main directions have emerged in the theory of limit theorems: Firstly, the questions on the convergence speed of a cumulative distribution function converges to a predetermined limit distribution function, and on the other hand the questions on an error estimate for the limit distribution function at a finite summation process. First indefinite divisible limit distribution functions are considered, then the normal distribution is specifically discussed as a limit distribution. As characteristic parameters both moments or one-sided moments or pseudo-moments are used. The error estimates are stated both in uniform as well as non-uniform residual bounds including a description of the occurring absolute constants. Both the method of characteristic functions as well as direct methods (convolution method) can be further expanded as proof methods. Now for the error estimate, 1965 given by Bikelis, was the first time to estimate the appearing absolute constant C with C = 114.667 numerically. Furthermore, in the work of so-called limit theorems for moderate deviations are studied. Here also remainder estimates are derived for the first time. In recent years to the proof of limit theorems the chosen way of the convolution of distribution functions proved to be groundbreaking and determined the development of both the theory of limit theorems for moderate and large deviations as well as the investigation into the nonuniform estimates in the central limit theorem significantly. The convolution method is in the present thesis, the main instrument of proof. Thus, it was possible to obtain a series of results and obtain new numerical results in particular by means of electronic data processing. Zentraler Grenzwertsatz Summen unabhängiger Zufallsgrößen Konvergenzgeschwindigkeit ungleichmäßige Fehlerabschätzung Ordnung der Konvergenzgeschwindigkeit Fehlerabschätzung unabhängige Zufallsgrößen große Abweichungen mittlere Abweichungen Grenzwertsätze Doppelfolge von Zufallssgrößen Ordnung der Konvergenzgeschwindigkeit unbegrenzt teilbare Verteilungen Pseudomomente central limit theorem sums of independent random variables speed of convergence nonuniform error estimation onesided moments nonuniform central limit theorem rate of convergence error estimate independent random variables computation of the absolute constant large deviations moderate deviations limit theorems series of random variables order of the rate of convergence infinitely divisible distributions pseudo-moments ddc:510 rvk:SK 800
6	Über die Annäherung der Verteilungsfunktionen von Summen unabhängiger Zufallsgrößen gegen unbegrenzt teilbare Verteilungsfunktionen unter besonderer Beachtung der Verteilungsfunktion der standardisierten Normalverteilung Paditz, Ludwig 25 August 1977 (has links) Mit der vorgelegten Arbeit werden neue Beiträge zur Grundlagenforschung auf dem Gebiet der Grenzwertsätze der Wahrscheinlichkeitstheorie vorgelegt. Grenzwertsätze für Summen unabhängiger Zufallsgrößen nehmen unter den verschiedenartigsten Forschungsrichtungen der Wahrscheinlichkeitstheorie einen bedeutenden Platz ein und sind in der heutigen Zeit nicht mehr allein von theoretischem Interesse. In der Arbeit werden Ergebnisse zu neuere Problemstellungen aus der Summationstheorie unabhängiger Zufallsgrößen vorgestellt, die erstmalig in den fünfziger bzw. sechzger Jahren des 20. Jahrhunderts in der Literatur auftauchten und in den zurückliegenden Jahren mit großem Interesse untersucht wurden. International haben sich in der Theorie der Grenzwertsätze zwei Hauptrichtungen herauskristallisiert: Zum Einen die Fragen zur Konvergenzgeschwindigkeit, mit der eine Summenverteilungsfunktion gegen eine vorgegebene Grenzverteilungsfunktion konvergiert, und zum Anderen die Fragen nach einer Fehlerabschätzung zur Grenzverteilungsfunktion bei einem endlichen Summationsprozeß. Zuerst werden unbegrenz teilbare Grenzverteilungsfunktionen betrachtet und dann wird speziell die Normalverteilung als Grenzverteilung diskutiert. Als charakteristische Kenngrößen werden sowohl Momente oder einseitige Momente bzw. Pseudomomente benutzt. Die Fehlerabschätzungen werden sowohl als gleichmäßige wie auch ungleichmäßige Restgliedabschätzungen angegeben, einschließlich einer Beschreibung der dabei auftretenden absoluten Konstanten. Als Beweismethoden werden sowohl die Methode der charakteristischen Funktionen als auch direkte Methoden (Faltungsmethode) weiter ausgebaut. Für eine 1965 von Bikelis angegebene Fehlerabschätzung gelang es nun erstmalig, die auftretende absolute Konstante C mit C=114,667 numerisch abzuschätzen. Weiterhin werden in der Arbeit sogenannte Grenzwertsätze für mittlere Abweichungen studiert. Hier werden erstmalig auch Restgliedabschätzungen abgeleitet. Der in den letzten Jahren zum Beweis von Grenzwertsätzen eingeschlagene Weg über die Faltung von Verteilungsfunktionen erwies sich als bahnbrechend und bestimmte die Entwicklung sowohl der Theorie der Grenzwertsätze für mittlere und große Abweichungen als auch der Untersuchung zu den ungleichmäßigen Abschätzungen im zentralen Grenzwertsatz bedeutend. Die Faltungsmethode stellt in der vorliegenden Dissertationsschrift das hauptsächliche Beweisinstrument dar. Damit gelang es, eine Reihe neuer Ergebnisse zu erhalten und insbesondere mittels der elektronischen Datenverarbeitung neue numerische Resultate zu erhalten. / With the presented work new contributions to basic research in the field of limit theorems of probability theory are given. Limit theorems for sums of independent random variables taking on the most diverse lines of research in probability theory an important place in modern times and are no longer only of theoretical interest. In the work results are presented to newer problems on the summation theory of independent random variables, at first time in the fifties and sixties of the 20th Century appeared in the literature and have been studied in the past few years with great interest. International two main directions have emerged in the theory of limit theorems: Firstly, the questions on the convergence speed of a cumulative distribution function converges to a predetermined limit distribution function, and on the other hand the questions on an error estimate for the limit distribution function at a finite summation process. First indefinite divisible limit distribution functions are considered, then the normal distribution is specifically discussed as a limit distribution. As characteristic parameters both moments or one-sided moments or pseudo-moments are used. The error estimates are stated both in uniform as well as non-uniform residual bounds including a description of the occurring absolute constants. Both the method of characteristic functions as well as direct methods (convolution method) can be further expanded as proof methods. Now for the error estimate, 1965 given by Bikelis, was the first time to estimate the appearing absolute constant C with C = 114.667 numerically. Furthermore, in the work of so-called limit theorems for moderate deviations are studied. Here also remainder estimates are derived for the first time. In recent years to the proof of limit theorems the chosen way of the convolution of distribution functions proved to be groundbreaking and determined the development of both the theory of limit theorems for moderate and large deviations as well as the investigation into the nonuniform estimates in the central limit theorem significantly. The convolution method is in the present thesis, the main instrument of proof. Thus, it was possible to obtain a series of results and obtain new numerical results in particular by means of electronic data processing. info:eu-repo/classification/ddc/510 ddc:510
7	Highway Development Decision-Making Under Uncertainty: Analysis, Critique and Advancement El-Khatib, Mayar January 2010 (has links) While decision-making under uncertainty is a major universal problem, its implications in the field of transportation systems are especially enormous; where the benefits of right decisions are tremendous, the consequences of wrong ones are potentially disastrous. In the realm of highway systems, decisions related to the highway configuration (number of lanes, right of way, etc.) need to incorporate both the traffic demand and land price uncertainties. In the literature, these uncertainties have generally been modeled using the Geometric Brownian Motion (GBM) process, which has been used extensively in modeling many other real life phenomena. But few scholars, including those who used the GBM in highway configuration decisions, have offered any rigorous justification for the use of this model. This thesis attempts to offer a detailed analysis of various aspects of transportation systems in relation to decision-making. It reveals some general insights as well as a new concept that extends the notion of opportunity cost to situations where wrong decisions could be made. Claiming deficiency of the GBM model, it also introduces a new formulation that utilizes a large and flexible parametric family of jump models (i.e., Lévy processes). To validate this claim, data related to traffic demand and land prices were collected and analyzed to reveal that their distributions, heavy-tailed and asymmetric, do not match well with the GBM model. As a remedy, this research used the Merton, Kou, and negative inverse Gaussian Lévy processes as possible alternatives. Though the results show indifference in relation to final decisions among the models, mathematically, they improve the precision of uncertainty models and the decision-making process. This furthers the quest for optimality in highway projects and beyond. highway development decision making under uncertainty real options jump processes infinitely divisible distributions Lévy processes measure theory characteristic function characteristic exponent Lévy jump measure probability measure cádlág stochastic process Wiener process Poisson process compound Poisson process finite activity models jump diffusion models Merton model Gaussian jump process Kou model double exponential jump process leptokurtic volatility smile infinite activity models pure jumps process generalized hyperbolic model modified Bessel function negative inverse Gaussian model geometric Brownian motion model log-normal distribution model normality assumption heavy-tailed distribution asymmetric distribution quantile-quantile plot Rydberg algorithm parameter calibration moments cummulants sum of squares Monte Carlo simulation least-squares regression backward dynamic programming discrete-time Markov chain land price traffic demand highway service quality index data collection traffic volume Annual Average Daily Traffic Ontario Ministry of Transportation Land Registry Office Freedom of Information Act seasonality value of transportation types of transportation systems importance of highway systems cost of wrong decisions monetary cost private sector cost human cost land expropriation environmental cost irreversibility cost factor time cost factor political cost factor opportunity cost opportunity cost of wrong decisions economic cost of wrong decisions economic cost of mis-estimation economic profit of wrong decisions cost of inaction price of making right decisions scope of decisions rehabilitation decision land acquisition decision expansion decision uncertainty modeling land acquisition cost expropriation cost construction cost material cost Montréal-Mirabel International Airport Pickering Airport 407 Express Toll Route Highway 407 Statistics
8	Highway Development Decision-Making Under Uncertainty: Analysis, Critique and Advancement El-Khatib, Mayar January 2010 (has links) While decision-making under uncertainty is a major universal problem, its implications in the field of transportation systems are especially enormous; where the benefits of right decisions are tremendous, the consequences of wrong ones are potentially disastrous. In the realm of highway systems, decisions related to the highway configuration (number of lanes, right of way, etc.) need to incorporate both the traffic demand and land price uncertainties. In the literature, these uncertainties have generally been modeled using the Geometric Brownian Motion (GBM) process, which has been used extensively in modeling many other real life phenomena. But few scholars, including those who used the GBM in highway configuration decisions, have offered any rigorous justification for the use of this model. This thesis attempts to offer a detailed analysis of various aspects of transportation systems in relation to decision-making. It reveals some general insights as well as a new concept that extends the notion of opportunity cost to situations where wrong decisions could be made. Claiming deficiency of the GBM model, it also introduces a new formulation that utilizes a large and flexible parametric family of jump models (i.e., Lévy processes). To validate this claim, data related to traffic demand and land prices were collected and analyzed to reveal that their distributions, heavy-tailed and asymmetric, do not match well with the GBM model. As a remedy, this research used the Merton, Kou, and negative inverse Gaussian Lévy processes as possible alternatives. Though the results show indifference in relation to final decisions among the models, mathematically, they improve the precision of uncertainty models and the decision-making process. This furthers the quest for optimality in highway projects and beyond. highway development decision making under uncertainty real options jump processes infinitely divisible distributions Lévy processes measure theory characteristic function characteristic exponent Lévy jump measure probability measure cádlág stochastic process Wiener process Poisson process compound Poisson process finite activity models jump diffusion models Merton model Gaussian jump process Kou model double exponential jump process leptokurtic volatility smile infinite activity models pure jumps process generalized hyperbolic model modified Bessel function negative inverse Gaussian model geometric Brownian motion model log-normal distribution model normality assumption heavy-tailed distribution asymmetric distribution quantile-quantile plot Rydberg algorithm parameter calibration moments cummulants sum of squares Monte Carlo simulation least-squares regression backward dynamic programming discrete-time Markov chain land price traffic demand highway service quality index data collection traffic volume Annual Average Daily Traffic Ontario Ministry of Transportation Land Registry Office Freedom of Information Act seasonality value of transportation types of transportation systems importance of highway systems cost of wrong decisions monetary cost private sector cost human cost land expropriation environmental cost irreversibility cost factor time cost factor political cost factor opportunity cost opportunity cost of wrong decisions economic cost of wrong decisions economic cost of mis-estimation economic profit of wrong decisions cost of inaction price of making right decisions scope of decisions rehabilitation decision land acquisition decision expansion decision uncertainty modeling land acquisition cost expropriation cost construction cost material cost Montréal-Mirabel International Airport Pickering Airport 407 Express Toll Route Highway 407 Statistics

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