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随机微分方程 (Stochastic Differential Equation) 2026-06-17 2026-06-17 concept
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probability
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随机微分方程 (Stochastic Differential Equation)

SDE 是描述受随机噪声驱动的连续时间动态系统的数学框架,是 ticks-to-flows 论文的核心数学工具。

标准形式

dX_t = b(X_t) dt + σ(X_t) dW_t
  • b(X_t) dt漂移项drift确定性的变化方向
  • σ(X_t) dW_t扩散项diffusion随机波动
  • W_twiener-processBrownian motion

Itô 积分

SDE 的解通过 ito-calculus 定义:

X_t = X_0 + ∫_0^t b(X_l) dl + ∫_0^t σ(X_l) dW_l

在适当的条件Lipschitz 连续 + 线性增长)下,解在概率意义下存在且唯一。

在强化学习中的应用

continuous-time-rlSDE 用于建模:

  1. 环境转移ds_t = (g(s_t) + h(s_t)a_t)dt + σ(s_t)dW_t
  2. 探索动力学:同时包含策略随机性和环境随机性
  3. 梯度时间动态:描述参数更新如何改变状态分布

关键性质

  • 鞅性质:扩散项形成一个martingale-clt,可用于 CLT 分析
  • Markov 性:未来仅依赖当前状态
  • 无穷小生成元infinitesimal generatorL^π 刻画函数沿轨道的瞬时变化

参考