Minoration de densité pour les diffusions à sauts : calcul de Malliavin pour processus de sauts purs, applications à la finance

par Marie-Pierre Bavouzet

Thèse de doctorat en Mathématiques appliquées

Sous la direction de Agnès Sulem.

Soutenue en 2006

à Paris 9 .

mots clés

• Mathématiques financières
• Malliavin, Calcul de

Résumé

Cette thèse donne deux applications du calcul de Malliavin pour les processus de sauts. Dans la première partie, nous traitons la minoration de la densité des diffusions à sauts dont la partie continue est dirigée par un mouvement Brownien. Pour cela, nous utilisons une formule d'intégration par parties conditionnelle basée sur le mouvement Brownien uniquement. Nous traitons ensuite le calcul d'options financières dont le prix du sous-jacent est un processus à sauts pur. Dans la deuxième partie, nous développons un calcul abstrait du type Malliavin basé sur des variables aléatoires non indépendantes, de densité conditionnelle discontinue. Nous établissons une formule d'intégration par parties que nous appliquons aux amplitudes et temps de sauts des processus à sauts considérés. Dans la troisième partie, nous utilisons cette intégration par parties pour calculer le Delta d'options européennes et asiatiques et le prix et le Delta d'options américaines.

Titre traduit

Lower bounds for densities of jump diffusions. Malliavin calculus for pure jump processes, application to Finance.

Résumé

This thesis gives applications of Malliavin calculus for jump processes. In the first part, we compute lower bounds for densities of jump diffusions with a continuous part driven by a Brownian motion. For that, we use a Malliavin conditional integration by parts formula based on Brownian increments only. We then deal with the computation of financial options, when the asset price follows a pure jump process. In the second part, we develop an abstract calculus of the Malliavin type based on random variables which are not independent and have discontinuous conditional densities. We settle an integration by parts formula that we apply then to the jump times and amplitudes of pure jump processes. In the third part, we use this integration by parts formula for the computation of the Delta of European and Asian options, and we derive representation formulas for conditional expectations and their gradients in order to compute the price and the Delta of American options.