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文档简介
摘要 摘要 本文主要考虑两类风险模型的破产概率。第一个模型为带有相依结 构的二维附和泊松模型,其破产概率定义为至少其中一维破产。由于该 模型破产概率求解非常困难,故本文主要考虑该模型的扩散逼近问题。 对于二维相依扩散模型,本文首先得到关于其生存概率的偏微分方程, 然后求得其解析解和数值解,最后得到其下界。第二个模型为带有相依 结构的古典模型,其索赔额分布由索赔间隔控制。在指数索赔下,本文 得到了生存概率的具体表达式而对于一般分布,本文给除了破产概率 的上界和渐进估计。 关键词:破产概率;二维附和泊松过程;。相依;扩散逼近;上界;下界; 偏微分方程;拉普拉斯变换。 学科分类号:9 1 8 3 0 a b s t r a c t a b s t r a c t t l l i sp 印e rc o n s i d e r st h er u i np r o b a b n i t yo ft w ok i l l d so fr i s km o d e l tt h e 缶s t m o d e ii sab i v a r i a t ec o m d o u n dp o i s s o nr i s km o d e lw i t hac o m m o ns h o c kc o m p o n e n t b e c a l l s ei ti st o od l 缶c 1 1 1 tt og e tt h ee 印h c i te x p r e s s i o nf o rt h er 山 p r o b a b m t :l ,t h a ta t1 e a s to n ec l a s s0 fb 1 】s i e s s 而ng e tr u j n e de v e i nt h ec a s eo f e ) 叩o e t i a lc l a i ms i z e s ,w em a i n l yf o c u so nt h ed i 肋s i o na p p r o ) ( i m a t i o no ft 1 1 e m o d e i f 0 rt h et w o - 出m e n s i o n a ld e p e n d e n td i f e i l s i o nm o d e l ,w eg e tap a r t i a ld 谗 f e r e n t i a le q u a t i o nf o rt h es 1 1 r v i v 以p r o b a b i l i 够a n dt h e ns 0 1 v ei t b o t ha n a l y t i c a u y a dn u m e r i c 越l ma tl a s t ,w eg i v ea1 0 w e rb o u n df o ri t t h es e c o n dr i s km o d e lh a s ad e p e n d e ts e t t i n gw h e r et h et i m eb e t w e e n 押od a j mo c c u r r e n c e sd e t e r m i n e s t h ed i s t r i b u t i o no ft h en e ) 吐c l a i ms i z e w bd e r i v et h ee x a c ta n 出v t i c a l 唧r e s s i o n f o rt h es u r v i v a lp r o b a b m t yf o rt h ee x p o n e n t i a u yd i s 七r i b u t e dd a i ms i z e s f o rt h e g e n e r a u yd i s t r i b u t e dc 执ms i z e s ,t h eu p 画e rb o u n da n da p p r o 妇m a t i o nf o rt h er u i n d r o b a b i h t 、ra r eo b t a i n e d j k e yw b r d s :m 血p r o b a b i l i 饥b i v 缸i a 七ec o m p o 皿dp o i s s o np r o c e s s ,c o 衄o s h o d 【,d i 助s i o na p p r 曲a t i o ,u p p e r b o l l n d ,l o w e rb 0 1 1 n d :p a r t i a ld 证e r e t i a l e q u a t i o n ,d e p e n d e n c e ,l a p l a c et r a s f o r m a m s2 0 0 0s u b j e c tc l a l s s m c a t i o n s :p r i m a 珂9 1 8 3 0 1 1 y 9 6 8 二,3 0 南开大学学位论文版权使用授权书 本人完全了解南开大学关于收集、保存、使用学位论文的规定, 同意如下各项内容:按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版 本;学校有权保存学位论文的印刷本和电子版,并采用影印、缩印、 扫描、数字化或其它手段保存论文;学校有权提供目录检索以及提供 本学位论文全文或者部分的阅览服务;学校有权按有关规定向国家有 关部门或者机构送交论文的复印件和电子版;在不以赢利为目的的前 提下,学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位 仑文作者签名:涉争删 伽年,月秒日 经指导教师同意,本学位论文属于保密,在年解密后适用 本授权书。 指导教师签名:学位论文作者签名: 解密时间:年月日 南开大学学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体,均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 学位论文作者签名:多扪战 伽占年x 月右日 o nb i v a r i a t ec o m p o u n dp o i s s o n r i s km o d e la n di t sd i 仟u s i o n a p p r o x l m a t l o n 旦皇! 里! ! ! ! ! ! 竺主! 竺璺竺! ! ! ! 里! 1 2 c h a p t e r1 i n t r o d u c t i o n ( i ) i nr e c e n t ”a r s ,i n c r e a s i n g l ym o r ew o r kh a v eb e e nd o n ed e a l i n g 谢t hab o o ko f d e p e d e tc l a s s e so fi n s u r a n c eb u s i n e s s ,i nw h i c ht h er i s km o d e lw i t hc o m m o n s h o c l 【i so fs p e c i a li n t e r e s t i nr e 出i 锄t h ec o m m o nc o m p o n e n tc a nb eu d e r s t o o d a sc l a i m sc a l l s e db yo n ek i n do fc a t a s t r o p h et od i 能r e n tk i n d so fi n s l l r a n c e f 0 l r e x a m p l e ,a ne a r t h q u 出( ew i l ln o to n l yd 锄a g ep e o p l e sh o u s e sa n da u t o m o b i l e s , b u ta b od e p r i 、r ep e o p l eo ft h e i rl i v e s t h i sk i n do fr i s km o d e lc a nb ee x p r e s s e db yav e c t o ro fc l a j ms u r p l u sp r o c e s s r ( t ) 谢t h 忍( ) b e i n gi t si t he l e m e n t : r( t ) + 1 ( ) lr 1 ( t ) = u 1 + c l t 一 x l ,( 1 1 ) l( t ) + 。( t ) lr ( t ) = + c n t 一 t = 1 i nw h i c h 咄,i = 1 ,2 ,一,n ) a r et h ei i l i t i 出c a p i t a lo f t h ei t hr i s kp r o c e s s , q ,t = 1 ,2 ,n ) a r e t h e p r e m i l l m o f t h e i t hr i s kp r o c e s sa n d 札0 ) ,i = 1 :2 ,几 a sw e ua s ( ) a r ei n d e p e n d e n 七p o i s s o np o i n tp r o c e s s e s 丽t hp a r 锄e t e r 九,i = 1 ,2 ,na n dar e s p e c t i v e l y i nt h em o d e la b o v e ,( ) d e n o t e st h ec o m m o s h o c l 【 c o m p o n e n t ,m ( t ) c o u n t st h ec l a i m so ft h ei t hr i s kp r o c e s sc a l l s e db ys o m e t h i n g e l s ew h i 出c a nn o ta 如c to t h e rb u s i n e s s e sa n d x j ,i = 1 ,2 ,礼,j = 1 ,2 , a r ei n d e p e n d e n tr a n d o mv a r i a b l e sd e n o t i n gt h ej t hc l a i ms i z e so ft h ei t hb u s i - n e s s ,i nw l l i c h j ,j = 1 ,2 ,) a r ei d e n t i c 出l yd i s t r i b u t e dw i t ht h es 锄ei ( i = 1 ,2 ,一,n ) w ed e n o t e : 噩= i 扎, t o ,r ( ) o ) ,t = 1 ,2 ,札 t h er u i nt i m eo ft 1 1 ei t hb u s i n e s sr e s p e c t i v e l mt h e r e f o r et h e r ea r es e v e r a l t y p e so fr u i np r o b a b i l i t yf o rt h i sm o d e l ,t h em o s ti m p o r t a n tt l l r e ea r e : 母s u n i ( u ) = p ( i 要( r ( t ) ) o l 危( 。) = u ) , ( 1 2 ) l = lt = 1 w h e r e “= u i = 1 讥,( u 1 ,u 。) = p ( u 譬1 ( 正 o ,o r 口2 ft o ) , t h e nt h er u i np r o b a b i l i t yi s 妒( z o ,! 0 ) = 1 一咖( z o ,可o ) 3 1t h ep a r t i a ld i 雎r e n t i a le q u a t i o nf o rt h es u r v i v a l p r o b a b i l i t y a tf i r s t ,a d o p t i n gt h ei n f i n i t e s i m a lm e t h o f dw eh a e : 西( z o ,3 0 ) = e ( y ( d ) ,y ( d t ) ) a p p l y i n gi t 6 sf o r m u l at ot h er i g h th a n ds i d eo ft l l i se q u a t i o n : ( z o ,珈) 一e 陟( z o ,珈) + 弘l 屯( z ,可) 出+ 。疋扛,可) d b l ( t ) + 6 丸扛,可) d 日2 ( t ) + 弘2 :( z ,) 出+ c 咖;( z ,! ,) d b 2 ( ) + d 屯( z ,可) d 岛( t ) + 兰半。( z ,可) 出+ 萼妒。( z ,) 出 + 半“啪皿】 8 c h a p t e r3 :t h es l l r v i v a lp r o b a b i l i t yo ft h et w 0 d i m e n s i o n a ld e p e n d e td i 丘h s i o n m o t i o nr i s km o d e l t h e nw ec a ng e tt h ef o l l o 耐n gp 盯t i a ld i 髓r e n t i a le q u a t i o nf o rt h es u r 、r i v 出p r o b a b i l i t y : 半矧础) + ( z b e c a u s eo ft h eo s c i l l a t i o np r o p e r t yo ft h eb r o w i l i a nm o t i o n ,w eg e tt h ef 0 u o 哳n g i n i t i a l v a l u ec o n d i t i o n : 西( o ,f ) = o 西( z ,0 ) = 0 ( 3 3 ) ( 3 4 ) a t l 嬲t ,w h e nz o = o 。( o r 珈= ) ,x ( t ) ( o r y ( ) ) c a n n e v e rg e tr u i n e d ,h e n c e t h e m o d e lr e d u c e st oao n e _ d i m e n s i o n a jd i f f h s i o nm o d e l w h i d lh a sb e e w e us t u d i e d t h es u r v i v 出p m b a b i l i t yi s : 她川= 1 一e 印 一羔吨 咖( ,可) = 1 一e 叫一是可) ( 3 5 ) ( 3 6 ) 3 2t h ea n a l y t i cs o l u t i o nf o rt h ep a r t i a ld i f r e r e n t i a l e q u a t i o n i nt h el a s ts u b s e c t i o n ,t h ep 盯t i a ld i 如r e n t i a le q u a t i o ni s 百v e nb y ( 3 2 ) 一( 3 6 ) i t h i ss u b s e c t i o n ,w em a j n l yf o c u so nt h ea n 出y t i cs o l u t i o nt ot h i sp d e i se a s yt ok n o wt h a te q u a t i o n ( 3 2 ) i sa d l i p t i c a lp 盯t i 出d j 珏色r e n t i a le q u a - t i o n t h e nw i t h : 扣z + 嘉南 可口n ds = ! ( 3 2 ) i st r a n s f o r m e dt o :。 掣似抽半一者备小 机她s ) + ( 旷2 p 。掣) ,s ) - 0 ( 3 7 ) p u t t i n g : 札婷一z p ,半,驴掣7 乜= 竿一者m 。掣一罢刈心3 丁一百瓦万而,( 2 a2 虿一一i 2o ) 9 计n 曩 | | 似剐m 扛+ 九训讹 半 们 c h a p t e r3 :t h es 1 1 r v i v a lp r o b a b i l i t yo ft h et w 0 - d i m e i l s i o n a ld e p e n d e n td i 皿s i o n m o t i o nr i s km o d e l t h e n i sc o m e s t o 2 3 “( t ,s ) + 也妒s s ( t ,s ) + 1 也( ,s ) + 2 九( t ,s ) = o p u t t i l l g k 儋s ,y i e l d s : 矧列m 心”和,f ) + 糕幽籼 w i t h : 。= 急删p = 箍, a n d 川) = ,f ) e 印 一詈t 一缸 i nw l l i c l lu ( t ,f ) i st 丽c ed i 艉r e n t i a b l e 丽t hr e s p e c tt ob o t hta n df w bh a e : ( t ,f ) + ( 州) 一生# u ( 州) :o a c c o r d i n gt op o l y a n i na n dz a i t s e v ( 2 0 0 4 ) ,w el 【n 0 wt h a tt h el a s tp a r t i a ld i f e e r e n t i a l e q u a t i o nh a st h es o l u t i o no ft h ef o r m : “,f ) = ,( r ) , w h e r e r 二还粤,s 。w e l yg e t : ,7 ( r ) + ;,( r ) 一,( r ) = o t h i si sa no r d i n a r yd i f f 色r e n t i a le q u a t i o nn a m e db e s s e l s 0 1 u t i o nh a st h ef o r m 磊( 打) ,w h e r e ( 3 8 ) e q u a t i o nw h o s eg e n e r a l z 0 ( z ) = c 1 山( z ) + g k ( z ) w h e r e : 坤,= 妻错警, a n d : 坼,= 如嵯一要塞帮掣 t h e n ,w ek n o wt h eg e n e r a ls o l u t i o nt o ( 3 2 ) i so ft h ef o r m : 州一詈( z + 孝高炉箬 ( 3 9 ) ( 3 1 0 ) ( 3 1 1 ) 挪正巫霉塑卜 埘 1 0 c h a p t e r3 :t h es u n r i v a lp r o b a b i l i t yo ft h et w 0 - d i m e 璐i o a ld e p e n d e n td i 肺s i o n m o t i o nr i s km o d e l i ti so b v i 0 1 1 st h a tt h es o l u t i o nf o ro u rp r o b l e mi sar e a lf i l n c t i o ni e e 印卜詈( z + 可南) 一譬 笔可) 仇狲业型:善鱼生塑) ( 。)r e 面( i 上辜二- 二l 二二= _ 一) ( 3 1 3 ) w i t ht h ec o n d i t i o n s ( 3 3 ) 一( 3 6 ) ,t h ec o n s t a n t s 白a n dqc a nb es o i v e dt h e o r e t i - c a l mb u tt h ee ) 【p l i c i te x p r e s s i o no ft h e m 壮ev e r yd i 伍c u l tt og e tb e c a u s eo ft h e i n 丘n i t es e r i e si n ( 3 1 3 ) i nt h el i g h to ft h i s ,w et l l r nt ot h en u n l e r i c a ls o l u t i o no f t h ep a r t i a ld i f e e r e n t i a le q u a t i o n ,a n dt h e nw ew i l lc h e c ki 七b ym e a i l so fs i m u l a t i o n m e t b o d 3 3t h en u m e r i c a ls 0 1 u t i o nf o rt h ep a r t i a ld i 行e r e n t i a l e q u a t i o na n dt h es i m l a t i o nr e s u l t f b rt h ep r o b l e m n 删a y s ,祈t ht h ed e v e l o p m e n tq ft h ec o m p u t e rs c i e n c e ,al o to ft h i n g s s e e i i l i n 9 1 yi m p o s s i b l ei nt h ee 缸1 yd a y sh a eb e e nm a d ep o s s i b l e t h ef o l l o w i n gt a b l ep r 蕊n t st h ev a l u eo ft h es u r 、,i v a ip r o b a b i u t y 妒( z o ,珈) f o r s o m es p e c i a lv a l u e so fz oa n d ! 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