80-646 Calcul stochastique I

Le cours est basé sur l'étude des principaux outils de la théorie de la probabilité qui sont utilisés en finance et en ingénierie financière. Bien que les applications soient liées à ces domaines et que de nombreux exemples seront étudiés en classe et lors des travaux, c'est un cours de mathématiques, ce qui implique la démonstration des résultats. Le principal objectif de ce cours est de rendre l'étudiant à l'aise avec les concepts mathématiques qu'il doit couramment employer en ingénierie financière: processus de diffusion, mesure neutre au risque, la structure de l'information, les martingales, etc. Le cours est divisé en deux principaux blocs: le premier concernant les modèles discrets et le second traitent des modèles à temps continu. Chacune de ces parties est à nouveau subdivisée: une section plus théorique où l'on introduit les concepts mathématiques et une deuxième section dans laquelle ses outils mathématiques sont utilisés.

Thème 1: base mathématiques (environ 3 séances)

Chapitre 1. Ensemble fondamental, tribu, fonction mesurable, mesure de probabilité
                       
Espace probabilisé
                        Exercices 1 

Chapitre 2. Les processus stochastique, filtration
                        Les processus stochastiques
                        Exercices 2

Chapitre 3. Introduction à l'espérance conditionnelle
                        Espérance et espérance conditionnelle
                        Exercices 3 

Chapitre 4. Les martingales en temps discret
                        Les Martingales
                        Exercices 4

 

Thème 2: modèles de marché discrets (environ 3 séances)

Chapitre 5. Introduction de la mesure neutre au risque
                       
Introduction aux modèles de marché discrets: le modèle binomial
                        Exercices 5

Chapitre 6. Réplication et mesure neutre au risque 
    
Modèles de marché discrets
                         Exercices 6

Chapitre 7. Enveloppe de Snell
                       
Droit contingent américain
                        Exercices 7 
                       

Thème 3: calcul stochastique (environ 3 séances)

                  Chapitre 8. Convergence de suite de variables aléatoires (complément au cours)
   
                    Convergence de suites de variables aléatoires

                  Chapitre 9. Mouvement brownien
                        Mouvement brownien
                        Exercices 9
                        brownien1.xls      brownien2.m     brownien3.m  

Chapitre 10. Intégrale d'Itô
                       
Intégrale stochastique
                        Exercices 10

                        Int_stoch.xls     

Chapitre 11. Équation différentielle stochastique et lemme d'Itô
                       
Équation différentielle stochastique (EDS) et le Lemme d'Itô
                        Exercices 11  

Thème 4: application à l'ingénierie financière (environ 3 séances)

Chapitre 12. Théorème de Girsanov
                        Girsanov et le changement de mesure
                        Exercices 12
Chapitre 13. Théorème de représentation des martingales
                       
Stratégie de réplication
                        Exercices 13

Chapitre 14. Autre application
                      
Les obligations