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Pintoux Caroline

Calculs stochastique et de Malliavin appliqués aux modèles de taux d'intérêt engendrant des formules fermées

fr

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Index

École doctorale :

  • S2IM - Sciences et ingénierie pour l'information, mathématiques

UFR ou institut :

  • UFR des sciences fondamentales et appliquées (SFA)

Secteur de recherche :

  • Mathématiques et leurs interactions

Section CNU :

  • Mathématiques appliquées et applications

Résumé

  • Français
  • English
 

Français

Calculs stochastique et de Malliavin appliqués aux modèles de taux d'intérêt engendrant des formules fermées

Cette thèse traite des fonctionnelles exponentielles du mouvement brownien et porte en particulier sur des calculs explicites de prix de bonds zérocoupon associés au modèle de taux d'intérêt de Dothan. En utilisant des méthodes de noyaux de la chaleur et de résolution d'équations de Fokker-Planck, nous donnons des formules explicites de densités de probabilités ou de leurs transformées de Laplace. Les différentes formules intégrales obtenues complètent celles de l'article original "On the Term Structure of Interest Rates" (L. U.Dothan). La méthode utilisée est directe et implique notamment une nouvelle représentation intégrale pour le module au carré de la fonction Gamma. Nous étudions ensuite les applications à la physique et aux mathématiques financières des résultats obtenus pour les fonctionnelles périodiques et hyperboliques du mouvement brownien. Nous traitons aussi de calculs de sensibilités d'options par le calcul de Malliavin. Nous donnons des expressions explicites de l'indicateur delta pour des prix d'options asiatiques et des obligations reposant sur des taux courts traités dans la première partie de la thèse.

Mots-clés libres : Processus stochastiques, Calcul de Malliavin, Fonctions spéciales, Modèles de taux d’intérêts.

    Rameau (langage normalisé) :
  • Processus stochastiques
  • Malliavin, Calcul de
  • Fonctions spéciales
  • Taux d'intérêt -- Modèles mathématiques

English

Stochastic and Malliavin calculus with applications to interest rates models leading to closed formulae

In this thesis we first work on exponential functionals of Brownian motion, with explicit computations of zero-coupon bond prices assiciated to the Dothan short-term interest rate model. Using methods of integral representations for heat kernels and Fokker-Planck framework, we give explicit formulae for probability densities or their Laplace transforms, which complete those of the original paper "On the Term Structure of Interest Rates" (L. U. Dothan). We propose direct solutions based on a new integral representation for the square modulus of the Gamma function. Then we present applications in physics and financial mathematics for the formulae associated to periodic and hyperbolic functionals of Brownian motion. We also focus on sensibility formulae with Malliavin calculus in Asian options and bond pricing frameworks, with explicit computations for the delta in case of an underlying asset that has been studied in the first part of the thesis.

Keywords : Stochastic processes, Malliavin calculus, Special functions, Interest rate models.

Notice

Diplôme :
Doctorat d'Université
Établissement de soutenance :
Université de Poitiers
UFR, institut ou école :
UFR des sciences fondamentales et appliquées (SFA)
Laboratoire :
Maths & applications - Mathématiques et applications
Domaine de recherche :
Mathématiques et leurs interactions
Directeur(s) de thèse :
Marc Arnaudon, Nicolas Privault
Date de soutenance :
10 décembre 2010
Président du jury :
Anton Thalmaier
Rapporteurs :
Larbi Alili, Thomas Simon
Membres du jury :
Marc Arnaudon, Nicolas Privault, Clément Dombry, Julien Michel

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