Autoregressziós folyamatok

Hasonló dokumentumok
3. fejezet. Lineáris folyamatok Zaj folyamatok. 1. Az ε(t) folyamat független érték zaj, ha a várható értéke 0 és

18. Valószín ségszámítás. (Valószín ségeloszlások, függetlenség. Valószín ségi változók várható

Ido sorok. Egyetemi elo adás. Márkus László. February 27, 2019

2. Hatványsorok. A végtelen soroknál tanultuk, hogy az. végtelen sort adja: 1 + x + x x n +...

(A TÁMOP /2/A/KMR számú projekt keretében írt egyetemi jegyzetrészlet):

ELTE TTK Budapest, január

VII. A határozatlan esetek kiküszöbölése

2. gyakorlat - Hatványsorok és Taylor-sorok

min{k R K fels korlátja H-nak} a A : a ξ : ξ fels korlát A legkisebb fels korlát is:

megoldásvázlatok Kalkulus gyakorlat Fizika BSc I/1, 1. feladatsor 1. Rajzoljuk le a számegyenesen az alábbi halmazokat!

Áringadozások elıadás Kvantitatív pénzügyek szakirány 2012/13 2. félév

Statisztika 1. zárthelyi dolgozat március 21.

Sorozatok, határérték fogalma. Függvények határértéke, folytonossága

Számsorozatok. 1. Alapfeladatok december 22. sorozat határértékét, ha. 1. Feladat: Határozzuk meg az a n = 3n2 + 7n 5n létezik.

Valószín ségszámítás (jegyzet)

BIOMATEMATIKA ELŐADÁS

1. Sajátérték és sajátvektor

Nevezetes sorozat-határértékek

Eötvös Loránd Tudományegyetem Informatikai Kar. Analízis 1. Írásbeli tételek. Készítette: Szántó Ádám Tavaszi félév

Gyakorló feladatok II.

I. Függelék. A valószínűségszámítás alapjai. I.1. Alapfogalamak: A valószínűség fogalma: I.2. Valószínűségi változó.

Komplex számok (el adásvázlat, február 12.) Maróti Miklós

1 k < n(1 + log n) C 1n log n, d n. (1 1 r k + 1 ) = 1. = 0 és lim. lim n. f(n) < C 3

8.1. A rezgések szétcsatolása harmonikus közelítésben. Normálrezgések. = =q n és legyen itt a potenciál nulla. q i j. szimmetrikus. q k.

Sorozatok október 15. Határozza meg a következ sorozatok határértékeit!

NUMERIKUS SOROK II. Ebben a részben kizárólag a konvergencia vizsgálatával foglalkozunk.

Diszkrét matematika II., 3. előadás. Komplex számok

1. Adatok közelítése. Bevezetés. 1-1 A közelítő függvény

Innen. 2. Az. s n = 1 + q + q q n 1 = 1 qn. és q n 0 akkor és csak akkor, ha q < 1. a a n végtelen sor konvergenciáján nem változtat az, ha

Eötvös Loránd Tudományegyetem Informatikai Kar. Analízis 1. Írásbeli beugró kérdések. Készítette: Szántó Ádám Tavaszi félév

2. fejezet. Számsorozatok, számsorok

f (M (ξ)) M (f (ξ)) Bizonyítás: Megjegyezzük, hogy konvex függvényekre mindig létezik a ± ben

Algebra gyakorlat, 3. feladatsor, megoldásvázlatok

Wiener-folyamatok definiciója. A funkcionális centrális határeloszlástétel. Norbert Wienerre, a második pedig egy Brown nevű XIX. században élt angol

I. rész. Valós számok

Feladatok megoldása. Diszkrét matematika I. Beadandó feladatok. Bujtás Ferenc (CZU7KZ) December 14, feladat: (A B A A \ C = B)

ALGEBRA. egyenlet megoldásait, ha tudjuk, hogy egész számok, továbbá p + q = 198.

1. A KOMPLEX SZÁMTEST A természetes, az egész, a racionális és a valós számok ismeretét feltételezzük:

Analízis feladatgy jtemény II.

A függvénysorozatok olyanok, mint a valós számsorozatok, csak éppen a tagjai nem valós számok,

V. Deriválható függvények

Statisztika 1. zárthelyi dolgozat március 18.

Integrálszámítás (Gyakorló feladatok)

A tárgy címe: ANALÍZIS 1 A-B-C (2+2). 1. gyakorlat

4. fejezet. Nemlineáris folyamatok Egy nemlineáris fehér zaj

Kalkulus II., második házi feladat

Andai Attila: november 13.

Taylor-sorok alkalmazása numerikus sorok vizsgálatára

10.M ALGEBRA < <

Matematika I. 9. előadás

SOROK Feladatok és megoldások 1. Numerikus sorok

1 h. 3. Hogyan szól a számtani és a mértani közép közötti összefüggést kifejező tétel?

A figurális számokról (IV.)

hogy alkalmas konstrukcióval megadható-e olyan sztochasztikus folyamat, melynek ezek

A primitív függvény létezése. Kitűzött feladatok. határérték, és F az f egy olyan primitívje, amelyre F(0) = 0. Bizonyítsd be,

= λ valós megoldása van.

Matematika B4 I. gyakorlat

Kalkulus gyakorlat - Megoldásvázlatok

ANALÍZIS 1. I. VIZSGA január 11. Mérnök informatikus szak α-variáns Munkaidő: 90 perc., vagyis z 2 1p = i 1p = ( cos 3π 2 2

A peremeloszlások. Valószínőségszámítás elıadás III. alk. matematikus szak. Példa. Valószínőségi vektorváltozók eloszlásfüggvénye.

Virág Katalin. Szegedi Tudományegyetem, Bolyai Intézet

Metrikus terek. továbbra is.

1. Gyökvonás komplex számból

biometria III. foglalkozás előadó: Prof. Dr. Rajkó Róbert Hipotézisvizsgálat

Kalkulus szigorlati tételsor Számítástechnika-technika szak, II. évfolyam, 2. félév

Általános taggal megadott sorozatok összegzési képletei

3. SOROZATOK. ( n N) a n+1 < a n. Egy sorozatot (szigorúan) monotonnak mondunk, ha (szigorúan) monoton növekvő vagy csökkenő.

A G miatt (3tagra) Az egyenlőtlenségek két végét továbbvizsgálva, ha mindkét oldalt hatványozzuk:

véletlen : statisztikai törvényeknek engedelmeskedik (Mi az ami közös a népszavazásban, a betegségek gyógyulásában és a fiz. kém. laborban?

1. A radioaktivitás statisztikus jellege

Zavar (confounding): akkor lép fel egy kísérletben, ha a kísérletet végző nem tudja megkülönböztetni az egyes faktorokat.

(d) x 6 3x 2 2 = 0, (e) x + x 2 = 1 x, (f) 2x x 1 = 8, 2(x 1) a 1

1. Gyökvonás komplex számból

DIFFERENCIAEGYENLETEK

3.4. gyakorlat. Matematika B1X február 1819.

kismintás esetekben vagy olyanokban, melyeknél a tanulóalgoritmust tesztadatokon szeretnénk

Stabilitás Irányítástechnika PE MI_BSc 1

1 n. 8abc (a + b) (b + c) (a + c) 8 27 (a + b + c)3. (1 a) 5 (1 + a)(1 + 2a) n + 1

ANALÍZIS I. TÉTELBIZONYÍTÁSOK ÍRÁSBELI VIZSGÁRA

4. Test feletti egyhatározatlanú polinomok. Klasszikus algebra előadás NE KEVERJÜK A POLINOMOT A POLINOMFÜGGVÉNNYEL!!!

Abszolút folytonos valószín ségi változó (4. el adás)

Valószín ségszámítás 2 gyakorlat Alkalmazott matematikus szakirány

Barczy Mátyás és Pap Gyula

Sorok és hatványsorok vizsgálata Abel nyomán

Függvényhatárérték-számítás

A. függelék Laplace-transzformáció és alkalmazásai

Bevezetés az algebrába komplex számok

Egy lehetséges tételsor megoldásokkal

ANALÍZIS I. DEFINÍCIÓK, TÉTELEK

Debreceni Egyetem. Kalkulus példatár. Gselmann Eszter

1.1 Példa. Polinomok és egyenletek. Jaroslav Zhouf. Első rész. Lineáris egyenletek. 1 A lineáris egyenlet definíciója

Komplex számok. d) Re(z 4 ) = 0, Im(z 4 ) = 1 e) Re(z 5 ) = 0, Im(z 5 ) = 2 f) Re(z 6 ) = 1, Im(z 6 ) = 0

1. gyakorlat - Végtelen sorok

Kalkulus I. Első zárthelyi dolgozat szeptember 16. MINTA. és q = k 2. k 2. = k 1l 2 k 2 l 1. l 1 l n 6n + 8

ezek alapján kívánunk dönteni. Ez formálisan azt jelenti, hogy ellenőrizni akarjuk,

FELADATOK A KALKULUS C. TÁRGYHOZ

Határértékszámítás. (szerkesztés alatt) Dr. Toledo Rodolfo április A határátmenet és a műveletek 12

Komputer statisztika

Folytonos idejű rendszerek stabilitása

Lineáris kódok. u esetén u oszlopvektor, u T ( n, k ) május 31. Hibajavító kódok 2. 1

Átírás:

Autoregressziós folyamatok.. Példa.. Az ε(t) folyamat függetle érték zaj, ha a várható értéke és ε(t)-k függetle, azoos eloszlású valószí ségi változók.. Az ε(t) folyamat fehér zaj, ha Eε(t) =, és ε(t)-k azoos eloszlásúak mide t-re és korrelálatlaok (de em feltétle függetleek). A fehér zaj autokovariacia-függvéye R() = σ, R(τ) = (τ ). 3. Els red autoregresszió: X(t) = αx(t ) + σ ε ε(t). Az ε(t)-k függetle, azoos eloszlású valószí ségi változók, általába N(, )-ek, de eloszlásuk lehet persze más is. Általába (de em midig) EX(t) = és ameyibe oksági a megoldás, azaz X(t ) és ε(t) függetleek, akkor D X(t) = α D X(t ) + σ εd ε(t) (a függetleség miatt a szóráségyzetek összeadódak). Ha létezik stacioárius megoldás, akkor D X(t) = D X(t )-b l következik, hogy σx = α σx + σ ε, azaz σx = σ ε >. Így α α eseté ics stacioárius megoldás (em lee véges vagy em lee pozitív a szóráségyzet). A függetle érték zaj er se, a fehér zaj gyegé vagy másodredbe stacioárius. Továbbá ϕ(λ) = π τ= e iλτ R(τ) = σ R() = π π, tehát a Fourier-traszformált kostas, így a spektrálmértéke mide frekveciára azoos súlyt helyez. Ie ered az elevezés, hisze fehér féy ugyaígy áll el az összes lehetséges külöböz szí kompoesb l... Állítás. Ha α <, akkor létezik stacioárius megoldás. (Ezt egyel re higgyük el, ellekez esetbe láttuk, hogy em létezik.) R(k) = cov(x(t), X(t+k)) = cov(x(t), α X(t+k )+σ ε(t+k)) = α cov(x(t), X(t+k )) = α R(k ), ami kielégíti a zaj élküli rekurziót (az pedig expoeciális sebességgel lecseg). Mivel R() = D X(t) = σx, így R(k) = σx α k = αk α σ ε, és r(k) = R(k) R() = αk. Ha ε(t) stadard ormális eloszlású, akkor X() N(, σx ), és az autokorreláció-függvéy { által az α k = összes véges dimeziós eloszlás adott. A parciális autokorreláció-függvéy (PACF) ϱ(k) =. k Ezt k = -re köye láthatjuk, ugyais ε(t) függetle zaj mellett a parciális autokovariaciára -t kapuk: (ϱ() =) cov(x(t + ), X(t) X(t + )) = cov(αx(t + ), X(t) X(t + )) + cov(ε(t + ), X(t) X(t + )) = = α E [ X(t + ) E(X(t + ) X(t + )) ][ X(t) E(X(t) X(t + )) ] +

mert ε(t + ) és X(t) függetleek (feltételese is), a feltételes várható értékeket tekitve pedig köye láthatóa -t kapuk, így ez tovább = α + =. Továbbá k > -re ugyaígy a rekurziós egyelet miatt a feltételre mérhet lesz X(t + k ). [!! Szept. -i megjegyzések hiáyozak: lieáris folyamatok] Most tegyük fel, hogy α <, és iteráljuk az AR() els red autoregressziós egyeletet. X(t) = αx(t ) + ε(t) X(t) = α(αx(t ) + ε(t )) + ε(t)... X(t) = α s+ X(t s ) + [α s ε(t s) +... + αε(t ) + ε(t)], ahol az utolsó egyel ség jobb oldalába az els maradéktag expoeciális sebességgel lecseg, a szögletes zárójele belüli pedig egy lieáris folyamathoz hasolít. Így X(t) s α u ε(t u) = α s+ X(t s ), erre a égyzet várható értéke ( E X(t) s α u ε(t u)) = α s+ E ( X(t s ) ), ha EX (t) < K mide t-re, ami persze teljesül, ha X(t) stacioárius folyamat. Ezzel s α u ε(t u) s X(t) L -be, tehát legye ez az L -beli határérték a megoldás X(t) = α u ε(t u). (Ez stacioárius is.).3. Állítás. Ha α <, ε(t) i.i.d. zaj, továbbá E(ε(t) ) <, akkor az AR() egyeletek létezik stacioárius megoldása. Bizoyítás. ) Az ε(t)-r l feltehet, hogy egatív értékre is értelmezett, hisze ha em így lee, akkor a Kolmogorov-alaptétel szerit kiegészíthetjük függetleül ugyaazo eloszlásból. ) A α u ε(t u) függetle tagú összeg koverges L -be és valószí séggel is. Ugyais L -be yilvá Cauchy, ezért koverges, az valószí ség kovergeciához pedig a függetle tagok miatt elég a második mometumok kovergeciáját láti. Így X(t) = α u ε(t u) jóldeiált. 3) X(t) kielégíti az AR() egyeletet: [ ] X(t + ) = α u ε(t + u) = α α v ε(t + v ) + ε(t + ) = = α v= α v ε(t v) + ε(t + ) = αx(t) + ε(t + ) v= 4) Az így deiált X(t) eloszlása eltolásivariás (stacioárius eloszlású): X(t) = α u ε(t u) X(t + h) = α u ε(t + h u), mivel ε(t) és ε(t + h) eloszlásba megegyezek, ezért mit sorozatok is. Ezzel mide t,..., t k -ra teljesül, hogy X(t ),..., X(t k ) X(t + h),..., X(t k + h). Ezzel igazoltuk, hogy X(t) stacioárius. A Kolmogorov-Hicsi-tétel szerit ha EX <, akkor X valószí séggel koverges. A feltétel a mi esetükbe Eα u ε (t u) végességét jeleti, ami az α < -b l és Eε(t) végességéb l rögtö következik. Ugyais α u ε (t u) = α Eε (t u) <.

.4. Megjegyzés. Az ε(t) fehér zajról: várható értéke, mide t-re ε(t) azoos eloszlású, és corr(ε(t), ε(t + h)) =. Továbbá R() = σε és R(t) =, ha t >. A Fourier-traszformált ϕ(λ) = e iλt R(t) = π π σ ε mide λ ( π, π)-re (csak a t = tag marad meg). Azaz t= a spektrál-s r ségfüggvéye λ-tól függetle kostas (tehát az el állításába mide frekvecia azoos amplitúdóval vesz részt, mit a fehér féyél). AR()-re ϕ(λ) = t= e iλt R(t) = [ = π R() e iλt α t + t= = t= ] e iλt α t t= e iλt R(t) + [ = σ X e iλt R(t) R() = t= α e iλ + α e iλ σ ε π( α ) αeiλ + αe iλ αe iλ αe iλ = = σε α αeiλ αe iλ + αe iλ + αe iλ α = αe iλ = σ ε αe iλ, tehát a fehér zajhoz képest léyeges a külöbség az AR()-él..5. Példa. Nézzük egy példát em Gauss-féle fehér zajból geerált AR()-re. Legye P (ε(t) = ) = P (ε(t) = ) = mide t-re. Az X(t) = X(t ) + ε(t) egyelet stacioárius megoldása ( ) u ε(t u) = ( ) u+ ε(t u). A ε(t u) egy véletle - sorozat. Az hatváyaival szorozva tetsz leges [, ]-beli számot el állít, és mivel mide - sorozat "egyel e valószí ", ezért a [, ]-belieke egyeletes lesz az el állított számok eloszlása. Tehát a stacioárius eloszlás U(, ) lesz. Ebb l látszik, hogy a zaj eloszlása em sokat mod a stacioárius eloszlásról, hisze ebb l a diszkrét ε(t)-b l abszolút folytoos eloszlású X(t)-t kaptuk. El rejelzés: E(X(t) X(t )) = X(t ) +, mert a zaj em várható érték (ez lieáris). A 4 hátrafelé predikció pedig E(X(t ) X(t)), ha például a mai értéket ismerjük, de a tegapit elfelejtették regisztráli. Az egyelet kétszereséb l X(t) ε(t) = X(t ), így X(t ) = X(t) mod() a stacioárius esetbe. E(X(t ) X(t)) = X(t) mod(), ami em lieáris, tehát a legjobb és a legjobb lieáris becslés (predikció) em esik egybe. Általába E(X(t) X(t )) = E(X(t) F t ), tehát az AR() folyamat Markov-folyamat. Ez tovább = E(αX(t )+ε(t) X(t )) = αx(t ), ha a megoldás a zaj jöv jét l függetle. (ε(t) az X(t )-t l függetle, és a feltételhez vett további múltbéli tagok em változtatak: ε függetle és αx(t ) mérhet marad a feltételre ézve). Ekkor a legjobb lieáris el rejelzés a legjobb el rejelzés. ] = A másodred autoregressziós folyamat (AR()): X(t) = α X(t ) + α X(t ) + σ ε ε(t), azaz X(t) α X(t ) α X(t ) = σ ε ε(t). Ezzel a karakterisztikus poliom x α x α, melyek a gyökei az egységkörö belül kell, hogy legyeek. (Közöséges rekurzió is akkor stabilis, ha 3

a gyökök az egységkörö belül vaak.) [Ábra] A gyökök összege α, ebb l rögtö következik, hogy < α <. Eze kívül a karakterisztikus poliomak (ha gyökei valósak) az illetve - helye felvett értékeiek pozitívak kell leiük (pozitív f együttható miatt felfelé éz parabola), amib l adódik, hogy α +α <, α α <. Így az (α, α ) síko ez utóbbi három egyel tleség által meghatározott háromszögö belül leszek a gyökök. Az autokovariacia-függvéy R(k) = α R(k ) + α R(k ), illetve az autokorreláció-függvéy r(k) = α r(k )+α r(k ). A parciális autokorreláció-függvéyre pedig ϱ() = α α, ϱ() = α és ϱ(k) =, ha k 3. (Általába is igaz, hogy az els p em ulla.) Legjobb el rejelzés: E(X(t) F t ) E(X(t) X(t )), azaz X(t) em Markov-tulajdoságú. Ehelyett E(X(t) F t ) = E(α X(t ) + α X(t ) + σε(t) F t ) = α X(t ) + α X(t ). Lieáris, ha X(t) függetle a zaj jöv jét l. A p-edred autoregressziós folyamat (AR(p)): Legye ε(t) Gauss-féle fehér zaj, és X(t) = α X(t ) + α X(t ) +... + α p X(t p) + σ ε ε(t). X(t) p α k X(t k) = k= Eek a karakterisztikus poliomja P (x) = p p X(t k) α k = σ ε(t) α k x p k, és α =, α k = α k..6. Tétel. Az AR(p) egyeletek potosa akkor létezik eloszlását tekitve egyértelm, stacioárius idítása (megoldása), X() = X,..., X(p ) = X p, ha az így deiált karakterisztikus poliom komplex gyökei az egységkörö belül vaak. Ez a Gauss esetbe er se stacioárius is. Nem stacioáriusa idított AR(p) pedig expoeciális sebességgel stacioarizálódik, más szóval a folyamat geometrikusa ergodikus..7. Megjegyzés. Szokás még a P (x) = p α k x k poliomot is tekitei. Erre P (x) = x p P ( ), és a x tétel feltétele úgy módosul, hogy eek gyökei az egységkörö kívül vaak..8. Deíció. B az eltolás vagy visszaléptetés operátor (backward shift), ha BX(t) = X(t ), B X(t) = X(t ) stb. ( p ).9. Megjegyzés. Ezzel is felírható az autoregressziós egyelet: α k B k X(t) = ε(t). Ie ( p ) X(t) = α k B k ε(t) formálisa és valóba is, ha az iverzoperátor létezik. Operátorok függvéyét pedig Taylor-sorokkal deiálhatjuk, és akkor létezik az iverz, ha a függvéy kovergeciasugara agyobb, mit az operátor spektrálsugara. Tekitsük az = δ p k x k α k x k Taylor sorfejtést. Ez alapjá X(t) = ( p ) α k B k ε(t) = δ k B k ε(t) = δ k ε(t k). Aak a megállapítására, hogy ez mikor lesz koverges, alkalmazzuk a spektrálsugár feltételt, azaz a poliom gyökeiek az egységkörö belül kell leiük. Err l szól a következ állítás. idáig még em lee szükséges a Gauss-tulajdoság 4

.. Állítás. δ k ε(t k) potosa akkor koverges, ha a karakterisztikus poliom gyökei az egységkörö belül vaak. Ekkor X(t) függetle lesz a zaj jöv jét l, továbbá mivel X(t + h) megkapható ε h (t) = ε(t + h)-val is X(t + h) = δ k ε h (t k) így stacioárius megoldását adja az egyeletek. 3 A spektrál-s r ségfüggvéy a feti karakterisztikus poliommal kifejezve a σε π P(e iλ ) ölti... Állítás. Stacioárius esetbe a következ k igazak az autokovariacia-függvéyre:. R() = α R() +... + α p R(p) + σ ε.. R(τ) = α R(τ ) +... + α p R(τ p), ahol τ. alakot Bizoyítás. Tudjuk, hogy R(τ) = R( τ). Tegyük fel, hogy EX(t) =, ekkor R() = E(X() ) = E (X() (α X( ) +... + α p X( p) + σε ε())). Ie. rögtö adódik E(X()X( τ)) = R( τ) = R(τ), valamit E(X() ε()) = σε miatt. Hasolóa R(τ) = E (X()X(τ)) = E (X() (α X(τ ) +... + α p X(τ p) + σε ε(τ))), de itt most E (X()ε(τ)) =, mert a zaj jöv jét l függetle a folyamat. Ezzel. is megva... Deíció. Az állításba szerepl egyeletek az ú. Yule-Walker-egyeletek. Ha az els p autokovariacia adott, akkor a többi számolható, és ugyaígy igaz ez az autokorrelációra is: r(τ) = α r(τ ) +... + α p r(τ p) τ > p-re. Eze rekurzió alapjá az R # k mátrix utolsó sora k > p mellett az el z p sor lieáris kombiációja éppe az α,..., α p együtthatókkal. Ezért a parciális autokorreláció-függvéyre ϱ(τ) =, ha τ > p. Az AR(p) folyamat el rejelzése a következ módo végezhet : X t = α X t +... + α p X t p + σ ε t, ezek szerit E(X t X t, X t,...) = α X t +... + α p X t p + E(σε t X t, X t,...), ahol ez az utolsó tag, mert a zaj jöv je függetle a folyamat múltjától (és Eε(t) = ). A hiba szóráségyzete D (X t E(X t X t, X t,...)) = D (σ ε ε t ) = σε, és ez a legkisebb hibájú (hibaszórású) el rejelzés. Most pedig lássuk az AR(p)-t folytoos id be. Az el z deíció aalógiájára tekitsük a következ általáosított diereciálegyeletet, ami formálisa a következ képpe éz ki: X (p) (t) + a X (p ) (t) +... + a p X (t) + a p X(t) = η(t), ahol η(t) fehér zaj. Általáosa tehát (ϕ, X (p) + a X (p ) +... + a p X) = (ϕ, η), ahol η = Wieer-folyamat deriváltja disztribúciós értelembe 4. Diereciálalakba dx (p ) (t) = ( a X (p ) (t) a X (p )... a p X(t) ) dt + dw (t). dw (t) dt a Ameyibe a P (x) = x p + a x p +... + a p karakterisztikus poliom gyökei az egységkörö kívül vaak, létezik stacioárius megoldás. Speciálisa az AR() egy Orstei-Uhlebeck-folyamat, hisze ekkor dx(t) = αx(t)dt + σdw (t) (α > ). Ez diúziós folyamat is, így Markov, és létezik folytoos trajektóriájú modikációja. t X(t) = e αt e αs σdw (s) = t e α(t s) σdw (s) 3 Az AR(p) folyamat em Markov, de beágyazható úgy, mit egy p-dimeziós Markov-folyamat els kompoese, amivel szité igazolható a stacioárius megoldás létezése ("egységkörös" tétel). 4 Folytoos függvéyek létezik deriváltja disztribúciós értelembe, és a Wieer-folyamat trajektóriái valószí séggel folytoosak. 5

Bizoyítás. Itô-formulával dx(t) = a(t)dt + b(t)dw (t) ( df(t, X(t)) = f t(t, X(t)) + f x(t, X(t)) a(t) + ) f xx(t, X(t)) b (t) dt + f x(t, X(t))b(t)dW (t) Most a(t) = a és b(t) = σ kostasok. ( Legye ) f(t, x) = e at x és X(t) = f(t, Y (t)). Ekkor e at X(t) = Y (t) ebb l pedig dy (t) = d e at X(t) = a e at X(t) + e at dx(t) = a e at X(t) + e at ax(t)dt + e at σdw (t) = e at σdw (t). Tehát erre alkalmazzuk az Itô-formulát. Tekitve a deriváltakat, az f xx =, így ez a tag kiesik. Továbbá az Y -ra voatkozó formulába ics dt-s tag, ezért az f x(t, Y (t)) a(t) szité, mert a(t) pot ez a dt-s tag lee. Ami így marad: f t(t, Y (t))dt + f x(t, Y (t))b(t)dw (t), ez pedig a kokrét függvéyre felírva a e at Y (t) dt+e }{{}} at {{ e at } σdw (t). Ie dx(t) = ax(t)dt+σdw (t) X(t) (a < ), ami a kívát diereciálegyelet, illetve ha α-val volt felírva, akkor a megoldásba is a = αt helyettesítük, azaz t X(t) = e αt e αs σdw (s) α >..3. Megjegyzés. A fetit diszkretizálva X ( ) k = e a k k ahol ε(k) N(, ). Tehát e as σdw (s) = e a e a k X k ( ) = e a k X + σ ε(k), e as σdw (s) + e a k ( ) ( ) k = e a k X + σ ε(k). k k e as }{{} σdw (s) = Vektor Autoregresszió Egy folyamat fejl dése em csak edogé hatások eredméye, haem exogé téyez k is szolgáltatak hajtóer t az evolúciójához. Ezek az exogé téyez k maguk is id függ ek, és kölcsöhatásba is állhatak a gerjesztett folyamattal, az visszahat fejl désükre. Tehát több egyidej leg zajló folyamatot kell feltételezük és vizsgáluk. X (t) X(t) vektor érték id sor vagy folyamat:.. X k (t) Stacioaritása (er s) ugyaúgy deiálható, mit az egy dimeziósé. EX(t) = µ(t) vektor Σ(t) = E(X(t) µ(t))(x(t) µ(t)) T Gyegé stacioárius:µ(t) = µ, Σ(t) = Σ 6

Ugyaúgy létezik spektrálreprezetáció: X(t) = π π eiλt dφ(λ). φ( ) vektor érték ortogoális sztochasztikus mérték. Autokovariacia függvéy kompoesekét: R i,i (τ) Keresztkovariacia függvéy: R i,j (τ) = cov(x i (t), X j (t + τ)) A keresztkovariacia függvéy em páros és em pozitív szemideit, keresztkorreláció a -ba em feltétle. VAR(p) folyamat: X(t) = A X(t ) +... + A p X(t p) + ε(t) ahol A i k k-s valós mátrix, ε(t) kompoesekét fehér zaj id ivariás Σ ε szórásmátrixszal. A B backshift=visszaléptetés operátorral: ahol Π(B) = I k A B... A p B p (B)X(t) = ε(t).4. Állítás. A VAR(p) modell stabil, és így létezik stacioárius megoldás, ha a det(i k A z... A p z p ) = egyelet gyökei az egységkörö kívül fekszeek, azaz, ha az A A... A p I.............. I (p) (p)-s mátrix sajátértékei az egységkörö belül helyezkedek el. 7