王 如, 馬 麗,2*
(1.海南師范大學(xué) 數(shù)學(xué)與統(tǒng)計學(xué)院,海南 海口 571158;2.海南師范大學(xué) 海南省數(shù)學(xué)研究中心,海南 ???571158)
隨機(jī)模型在很多科學(xué)和工程的分支中起著重要的作用,例如隨機(jī)控制、自動化、生物數(shù)學(xué)、濾波等。隨機(jī)微分方程本質(zhì)上是帶有隨機(jī)項(xiàng)和隨機(jī)系數(shù)的偏微分方程,若隨機(jī)微分方程的系數(shù)依賴于分布,則稱之為McKean-Vlasov 隨機(jī)微分方程,又稱為分布依賴的隨機(jī)微分方程或Mean-field隨機(jī)微分方程,該方程最早出現(xiàn)在文獻(xiàn)[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(jī)微分方程經(jīng)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(xiàn)研究了由布朗運(yùn)動驅(qū)動的McKean-Vlasov隨機(jī)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(xiàn)[3]用了局部化的方法得到了D?Rd上的McKean-Vlasov隨機(jī)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(dāng)擴(kuò)散系數(shù)是非退化的,漂移系數(shù)和擴(kuò)散系數(shù)關(guān)于空間變量滿足某些可積性條件,關(guān)于測度變量滿足Lipschitz 條件時,文獻(xiàn)[4]得到了強(qiáng)解的存在唯一性。當(dāng)系數(shù)關(guān)于測度變量在弱收斂的拓?fù)湎逻B續(xù),關(guān)于空間變量滿足線性增長條件、擴(kuò)散系數(shù)非退化條件下,通過對分布迭代,文獻(xiàn)[5]得到了弱解的存在唯一性。在方程系數(shù)關(guān)于空間變量滿足線性增長,擴(kuò)散矩陣一致非退化條件下,文獻(xiàn)[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(xiàn)[7]在系數(shù)為有界且聯(lián)合連續(xù),擴(kuò)散項(xiàng)為非退化的條件下,得到了帶有公共噪音的McKean-Vlasov隨機(jī)微分方程弱解的存在唯一性。
關(guān)于帶跳測度的McKean-Vlasov隨機(jī)微分方程解的正則性方面的文獻(xiàn)不多。在擴(kuò)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(xiàn)[8]得到了解的存在唯一性。文獻(xiàn)[9]研究了由α-stable過程驅(qū)動的McKean-Vlasov 隨機(jī)微分方程。在α-stable項(xiàng)的系數(shù)為1,漂移系數(shù)有界、關(guān)于測度滿足Lipschitz連續(xù)、關(guān)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(qiáng)解的存在唯一性。文獻(xiàn)[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(qū)動的McKean-Vlasov隨機(jī)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(jī)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(jié)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(diǎn)如下:首先,把文獻(xiàn)[10]的全局Lipschitz條件推廣到局部Lipschitz條件,構(gòu)造了截斷函數(shù),此截斷函數(shù)滿足文獻(xiàn)[10]的條件,因此對部分過程可以用It?公式,進(jìn)而用局部化的方法得到了弱解的存在唯一性;其次,把文獻(xiàn)[9]中的模型推廣到帶跳測度項(xiàng),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(kuò)散項(xiàng)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(jī)微分方程解的存在唯一性方面的結(jié)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。