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文档简介

摘要 这篇文章考虑的是一个随机利率风险模型,其基础过程是一个复 合泊阿松过程,而利率过程是另一个带正漂移的复合泊阿松过程本 文主要推导出了三个重要的精算量:破产时间,破产前瞬时余额以及 破产瞬时赤字三者的联合分布作为本文模型的一种特殊情况,我们 最后考虑了常利率模型,并作为我们主要结果的推论得到了常利率模 型下破产时间,破产前瞬时余额以及破产瞬时赤字三者的联合分布 w u ,w 抽ga n dz h a n g ( 2 0 0 5 ) 第一次给出了常利率模型下三者联合分布 的拉普拉斯变换的具体表达式,通过对本文中第三节定义的 ( t z ) 作拉普拉斯变换,我们验证了我们的结果与w u ,w 抽ga n dz h a n g ( 2 0 0 5 ) 的结果是一致的 关键词:古典风险过程,破产时,破产前余额,破产瞬时赤字,联合 分布,随机利率 a b s t r a c t i n t h i sp 印e r ,w ec o 瑚i d e rar i s kp r o c e s sw i t hs t o c h 嬲t i ci n t e r e 8 ti nw h i 出 t h eb 蠲i cr i 8 kp r o c 鹤si st h ec l 嘲i c a lr i s kp r o c e s sa n dt h ei n t e r 鹤t p r o c 嚣si sa m p o u n dp o i s s o np r o c 鹤sw i t hp o s i t i v ed r i f t w bd e r i v e 如e ) 【p u c i te x p r e 豁i o n o ft h ej o i td i s t r i b u t i o no ft h r e ei m p o r t a ta c t u a r i a ld i a g n o s t i c 8 :t h et i m eo f r u i n ,t h es u r p l l l si m m e d i a t e l yb e f o r er u i n ,a n dt h ed e 丘c i ta tr l l i n a 8as d e c i a l c 舾e ,w eg e ta ne x p l i d te x p r e 8 s i o no ft h ej o i n td i s t r i b u t i o no ft h et h r e ed i a 昏 o s t i c sf o rt h ec o i l s t a _ n ti n t e r 船tm o d e l ,f o rw h i c l la ne x p u c i te x p r e 鹃i o no ft h e p a r t i a ll 印l a c et r 蛆s f o r m e dj o i n t 拙七r i b u t i o ni 8p r o p o s e di w u ,w 抽ga d z h a n g ( 2 0 0 5 ) b y 璐i n gt h el 印l a c et r a s f 0 瑚t ot h ef i m c t i 0 ( t ,t ,z ) d e h e d i nt h et h i r dc h 印t e r ,w ep r o v et h a to u rr 朗u l tc o i n c i d 船w i t ht h a to fw u ,w 锄卫 a n dz h a n g ( 2 0 0 5 ) k e yw b r d s :c l a 船i c a lr i s kp r o c 鹊s ;t h et i m eo fr u i n ;t h es l l r p l l l si m m e d i a t e l y b e f o r er l 血;t h ed 面c i ta tr l l i n ;j o i n td i 8 t r i b u t i o n ;s t o c h 晒t i ci n t e r e s t i i 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。 学位论文作者签名:巷巍 加6 年r 月 o 日加6 6 年s 月;o 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 各密级的最长保密年限及书写格式规定如下: 一。一一 “ 一一一h 内部5 年( 最长5 年,可少于5 年) 。秘密l o 年( 最长1 0 年,可少于1 0 年) 机密2 0 年( 最长2 0 年,可少于2 0 年) 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:摩荡台 谚( 年( 月j ,日 c h a p t e r1 i n t r o d u c t i o n i np r a c t i c e ,a ni n s u r a n c ec o m p a n yw o u l di n v e s ti t sa s s e t gi na ni n v 档t m e n t p o r t f o l i oi no r d e rt oe v a d et h er i s k ,o b t a i nm o r ei n t e r e s t so rp r o m o t ei t sc o m p e t i t i v e n e 8 si nt h em a r k e t h o w e v e r ,p o o rp e r f o r m a n c eo fi n 啷t m e n tt 8 c t i c 8 t o g e t h e r 耐t ha l l n 麟p e c t e dl a r g ea m o l i n to fc l a i m sc o u l dp u tt h ec o m p a yi n t o at e r r i b l e6 n a n c i a ls i t u a t i o n w l l i l eau s u a lr i s ke v e r ye o m i ce n t i t yi t h e e c o n o m i ce n v i r o n m e n tw o u i df b c ei st h eu 璐t a b i l i t vo ft h er a t e 8o fi n t e r e s t ,a l a r 鹰e 锄o m l to f 札t e n t i o nh a 8b e e np 8 i dt or i 8 km o d e l 8w i t hg t o c h a 8 t i ci n t e 玎蛤t i nr e c e n t ”a r 8 ,8 e ee _ g c a i ( 2 0 0 4 ) ,d e l b 舶na n dh a e z e n d o c l 【( 1 9 8 7 ) ,q e 鹃i n g a n dp “i l l s e n ( 1 9 9 7 ) ,p a i l l s e n ( 1 9 9 3 ) ,p g i l l s e na dg j e 韶i n g ( 1 9 9 7 ) ,w a n ga n d w u ( 2 0 0 2 ) a n dy u e na n dw a n g ( 2 0 0 5 ) y h e na n dw a n g ( 2 0 0 5 ) c o 璐i d e r e dar i s kp r o c e s sw i t hs t o c h a 8 t i ci n t e r e s ti w h i c l lt h eb 够i cr i s kp r o c e s si st h ec l 鹪s i c a lr i s kp r o c e s 8a n dt h ei n t e r e s tp r o c 船s i sac o m p o u n df b i 8 8 0 np r o c e s sw i t hp o s i t i v ed r 洫a i li n t e g r o d i h b r e n t i a le q u 跏 t i o nf o rt h eg e r b e r - s 王l i ue x p e c t e dd i s c o u n t e dp e n a l t yf u n c t i o na i l di t se x a c t s o l u t i o ni 8o b t a i n e dt h e r e t h ec l o s e d f o r me x p r 黜i o 璐f o rt h e 唧e c t e dd i 8 _ c o u n t e dp e a l 七yf u n c t i o ni ns o m es p e c i a lc 8 s 船a n dal o w e rb o 皿df o rt h er u i n p r o b a b l l i t yi 8a l s o 舀v e n w i t h i nt h e8 锄eh a m e w o r k ,w ed e t i v et h e 唧l i c i t e x p r e s 8 i o no ft h ej o i n td i s t r i b u t i o no ft h r e ei m p o r t a n t8 c t u a r i a ld i 雄皿0 s t i c s :t h e t i m eo fr l l i n ,t h es u r p l u si m m e d i a t e l yb e f o r er l l i n 粕dt h ed e 在c i ta tm i n i i lt l l e d i s c l l s s i o no ft h e o r e m sw ep a r t l yu 8 es o m er e s u l t sa n dt e c l l n i q u e sf r o my u e a n d w a n g ( 2 0 0 5 ) a i l dw u ,肌ga n dz h a n g ( 2 0 0 5 ) ,b u t 船e s 8 e n t i a lc o n c l l l 8 i o n s , t h em a i nr e s l l l t so ft l l i sp a p e rc o l l l dn o tb ed e r i v e do rr e p l a c e db yt h e m a t t h ee n do ft h i sp a p e r ,w eg i v ea n 唧h c i te x p r e s s i o no ft h ej o i n td i s t r i b u t i o nf b r t h ec o 璐t a i l ti n t e r e s tm o d e la sas p e c i a lc a s e ,f o rw h i c l l8 n 唧u c i te x p r e s s i o n o ft h ep 8 r t i a ll a p l 8 c et r a n s c o r m e dj o i n td i s t r i b u t i o no ft h et h r e ed i a g r l o s t i c si s p r o p 0 8 e di w u ,w 抽ga n dz h a n g ( 2 0 0 5 ) a n db y1 1 8 i n gt h el 印1 8 c et r 吼s f o r m t ot h ef u n c t i o n 九u ,z ) d e 丘n e di nt h et h i r ds e c t i o n ,w ep r o v et h a to u rr e s l l l t c o i n c i d e s 诵t ht h a t0 fw u ,w a n ga i l dz h a n g ( 2 0 0 5 ) c h a p t e r2 p r e l i m i n a r i e s 2 1t h er i s km o d e lw i t hs t o c h 嬲t i ci n t e r e s t l e t 蜥t & = u + 矗一f 蛞,k ,t o , ( 2 1 ) k = 1 b eac o m p o u n dp 0 i s s o n8 l l r p l u sp r o c e s s ,w h e r et 正20i st h ei n i t i 出s l l r p l 岫,c 0 i 8t h er a t eo fp r e m i u m ,ti 8ap o i s s o np r o c e s 8w i t hr 址ea s 0 ,r e p r e s e n t i n g t h en u l b e ro fc l a i l n su pt ot i m et8 n d y s ,i , 七= 1 ,2 ,) i sas e q u e c eo f i n d e p e n d e n ta n di d e n t i c a l l yd i s t r i b u t e d ( i i d ) n o n n e g a t i v er a i l d o mv a r i a b l e s w i t hc o m m o nd i s t r i b u t i o f _ a n dd e i l s i t yf u n c t i o n ,奢,d e n o t i n gc l a i m8 i z e s s u p p o s et h a ta ni i l s u r e rw o u l di i l v e s t i t ss l l r p l l i si n 姐a s s e to ri n v e s t l e n t p o r t f o l i o t h es t o c h a s t i ci n t e r e s tp r o c e 8 si 8 a s s u m e dt ob ea n o t h e rc o m p o u n d p o i s s o np r o c e s 8i n d e p e n d e to ft h ep r o c e 8 8 s t , t o ) ,t 厶= n + 巧m o , ( 2 2 ) = 1 w h e r er oi st h ef i x e di n t e r e s tr a t e ,m ti sap o i s s o np r o c e 韶w i t hr a t ea j 吼d ,k = 1 ,2 , i 8as e q u e n c eo “i d r a n d o m i a b l 鹧w nc o m m o n d i 8 t r i b u t i o n 毋a i l dd e m i t y 劬c t i o n a s s u m et h a t 乃( o ) oa n d 毋( 一1 ) = 0 l e t 忍d e n o t et h es u r p l l l sa tt i m e o ft h ei n s u r e rw i t hs u c ha i li n v 鹳t m e n t , t h u 8 ,见i st h es o l u t i o no ft h ef o l l o 们n gl i n e a r8 t o c h a s t i cd i f f e r e n t i a le q u a t i o n : 尼= & + 兄一犯,( 2 3 ) t h es o l u t i o f o r ( 2 3 ) i s 肛+ :。去蚓, ( 2 a ) w h e r e 仉= e n 兀丝:( 1 + h ,k ) a n dr i sah o m o g e n e o u 8s t r o i l gm a r k o vp r o c e s 8 b yc o n t i o n 兀:l ( 1 + k k ) = 1 2 2p r d i m i n i 3 d e n o t et h et i m e0 fr u i no ft h es u r p l l l sp r o c e s s ( 2 4 ) b yt ,i e t = t n , t o ,r o ,f o r 七兰0 ,d e l i n e 风= p + n l x l + 。2 墨恐+ + o 。凰如) k = 1 f o rz 口o ,f r o my u e na i l d w a n g ( 2 0 0 5 ) w eh a v e 恤a t 日k = 。( c ,口1 ,口。,z ) 如, w b e r e k ( 0 0 ,0 1 ,- 一,口。,z ) ,( z q ) i 1,( ( 一) :i 一0 1 ) 口i 1 2 上 ( 2 i 一1 ) 出- 上 ( 匏一1 ) 锄 ,( ( 。一) ( z , j o ( ( 二坠一一 z l 。z n 一1砘 。= _ 三一d - 1 z 1 一l n “ 0 1 4 1 一l a n 一3 :0 2 一d n 一2 ) 口= 1 ( 一1 1 ) 一等_ 训( 去) - 1 )4 l ln “ 2p r e l i 嘶r i l e m m a2 1 : f o ru ,o 0 ,n l 矗( “,z ) 妇 4 刍p “( 仉+ 。旁d s ) 出i 坼,t _ n ) j 0u 5 一卜肛l 一叫岬一,耖 n ( c 6 n + 1 ,c 6 n ,c 6 2 ,c ( 6 1 + u ) ,z e ) 出。, ( 2 6 ) w h e r e k = 正l 。e 一 d s ,1s 七s n + 1 t h ep r o o fo ft h i s1 e m m ac 8 nb e 丘n di na p p e n d i xo fy h e na n dw 抽g ( 2 0 0 5 ) ,8 0 c h a p t e r3 a j o i n td i s t r i b u t i o n 3 1 t h e j o i n td i s t r i b u t i o no f t ,研一a n di 蜥 i nt h i 8s e c t i o n ,w ew i l ld e r i v et h e 唧l i c i t 唧r e 鹃i o f o rt h ej o i n td j s t r i b u t i o o ft h r e ea c t u 村i a ld i 8 9 n o s t i c 8 :t ,t h et i m eo fr u i n ,r r 一,t h es u r p i u 8 i m m e d i a t e l yb e f o r er u i n ,a n dl 肠l ,t h ed 胡c i ta tr u i n f 0 rt o ,t 正o ,z o ,w ed e 丘e 日( t ,仳,z ) = p ”( t t ,r z ) t h ep m b a b i l - i t yo f t h ee v e n t t h a tr l l i d o 髑n o to c c l l rb e f o r e t i m e ta d t h es l l r p l l l s i sb e l 0 w za tt i m et ,a n d ( t ,t ,z ) = ! ! ! ! 生f b rt = o ,w eh a ;e 日( o ,u ,z ) = o 。l ( 乜) , w h e r e 耳( t 正) = :篮r ,v r b ( r ) d e n o t e st h ei n d i c a t o rf i m c t i o n l e tu 0 ,w ew r i t et h ej o i n td i s t r i b u t i o no ft h et h r e ei m p o r t a n ta c t u a r i a l d i a g n o s t i c 8a s , ,= p ”( t ( t ,t + d 亡】,坼一 ,z + d 叫,i r 州 ,+ d 引) t h ef o l l o w i n gt h e o r e m 百v e sag e n e r a l 唧r e 鹃i o no ft h ej o i n td i s t r i b u t i o n t h e o r e m3 1 : l e t ,z 0 ,可,r 0 j := a s b ( z + 可) o ,u ,z ) d d z d 掣( 3 1 ) p r o o f :s i l i l a rt ot h ea r g 眦e n tt o ( 3 9 ) 0 fg e r b e ra n ds h i u ( 1 9 9 7 ) ,玳c a n i n t e r p r e tj8 8 七h ep r o b a b i n t yo ft h ee v e n tt h a tr u i nd o e sn o to c c u rb e f o r e 恤n e t ,t h es u r p l u se n t r a n c e s ( 茁,z + 如】a tt i m et ,t h e r ei sac l a j mb e t w e e nta d t + d 亡,b u tt h es u r p l l l si ss t i l li n0 ,o + d 叫f r o mt i m e t ot h et i m eo f 七h a tc l a i m o c c u r r i n g ,a n d t h es i z eo f t h a tc l a i m i sb e t w e e nz + 可a n dz + 可+ 由t h u s f o r o 0 : j = ( 危o ,u ,。) 如) - ( a s d z ) ( ,j ( + ) d 可) , w h i c hc o m p l e t e st h ep r o o 口 r e m a r k3 1 :f r o mt h e o r e m3 1w es e et h a ti t i ss u m c i e n tf o f 昏v i n ga n 5 3a 埘n cd j s 州b u 哟n 6 e x p h c i te x p r e s s i o no ft h ej o i i l td i s t r i b u t i o ni fa n 唧u c i te x p r e 8 s i o no ff h n c t i o n ( t ,u ,z ) i 8d e r i v e d ,w h i c hi sd o ei nt h ef o l i o w i n gc o t e n t s l e t9 ( t ,u ,z ) 如= p ”姒m + c 击d s ) 出) ,t h e n9 ( t ,札,z ) 如= p u ( ( u :t ) 出) = 玩( ( 乱,t ) ) w h e n 坼,产o s ow ec a ng e tf r o ml e m m a2 1t h a t 9 ( t ,u ,$ ) 出= n = 0p “( 仉( u + c z 去d s ) 出,m ,。= n ) = 薹尸“吼( u + c z 击出出i m 。= 蝴p ( m ,:n )。薹p 吼( u + 。z 壶出出i m t 2 蝴p ( m 一2 n ) 一啪+ 喜学e 山弧扯皿 ( 3 z ) w i 七ht h 鹊el 【n a w l e d g ew en o w g ot ot h em a i np a r to ft h i ss e c t i o n : t h e o r e m3 2 : f 0 ra i l y f 酬让,0 ,w eh a 、,e h ( ,u ,z ) 如 一鲋,u ,班+ 如塾e 也。j ( ”如- z “c ,如。 = e 以5 t g ( 厶u ,。) 如+ 如a ;e 。s 。如- 西l 如。 o z 奶肛z 1 1 9 m 卵。泓。卜 g ( t 。一t n - l ,一1 ,。) 9 0 一t 。,蜘 p r o o f :a t 丘r s t ,i t sn o td i m c u l tt os e et h a t ( 3 3 ) t t = u t t ,慨,t _ ) k = 0 = u t 疋+ l i ,产) k = 0 = u r n o , o ,觋 o ,帆,t ( 3 4 ) n由挑 一 k南 。m n 出 功 3aj o m d j s 啊b u 蜘n u s i n ge q u a t i o n ( 3 4 ) ,w ec a nr e w r i t e 危o ,“,z ) d za s ( t ,u ,z ) 出 = p “如, o , o ,甄 o ,s t _ n ) = p “( 且如,地 o ,r 码 o ,- 一,r r o i 船,t = n ) p ( ,= n ) 一州嘶+ c z 。扣咄,+ 薹学e 咖 p “出, o , o ,地 o 眠t = n ) :e 山讹u ,抽+ 主坠学e ,t p “( r 如,岛、 o ,嘞j o ,盹 o i h t = n ) ( 3 5 ) 7 n o m ( 3 5 ) w e s e et h a tt h e j o br e m a i nf o rl l si st oc a l c u l a t ep “( 忍出,r n o , o ,地 o i s t = n ) 川o t l n gt h a t : 1 f 0 rs t 叩p i n g t i m e ss o ,一,r 0 i 乱= n ) = z 。厂( 。z “州昆电擘一如,r n 蛳,砘一 如。,砘曲。i s t = n ) = z 。产e ,p “+ 厂去删咄昧 妇1 ,y s 1 z 1 一曲”一,r “一出。,y s 。z 。一曲。) ,( 37 ) 3a 扣j n cd 括t r j b u “o 8 w h e r eh ,k ,- - 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