Pembahasan Soal Ujian Profesi Aktuaris
SOAL
Diketahui jika \(X_{t}\) adalah harga saham waktu ke-\(t\) yang mengikuti model arithmetic Brownian motion sebagai berikut:
$$dX_{t} = \alpha\,dt + \sigma\,dB_{t}$$
untuk \(\alpha > 0, \sigma > 0\), dan \(B_{t}\) adalah standard Brownian motion. Apabila diberikan \(y = \frac{1}{x}\) dan \(z = \sqrt{X}\), dapatkan bentuk dari \(dy\) dan \(dz\) dengan menggunakan lemma Itô.
a. \(dy = \left(-\alpha y^{2} + \sigma^{2}y^{3}\right)dt + \sigma y^{2}\,dB_{t}\) dan \(dz = \left(\frac{\alpha}{z} – \frac{\sigma^{2}}{4z^{3}}\right)dt + \frac{\sigma}{2z}\,dB_{t}\)
b. \(dy = \left(-\alpha y^{3} + \sigma^{2}y^{2}\right)dt – \sigma y^{2}\,dB_{t}\) dan \(dz = \left(\frac{2\alpha}{z} + \frac{8\sigma^{2}}{z^{3}}\right)dt + \frac{4\sigma}{z}\,dB_{t}\)
c. \(dy = \left(\alpha y^{2} + \sigma^{2}y^{3}\right)dt – \sigma y^{2}\,dB_{t}\) dan \(dz = \left(\frac{\alpha}{2z} + \frac{\sigma^{2}}{8z^{3}}\right)dt – \frac{\sigma}{2z}\,dB_{t}\)
d. \(dy = \left(-\alpha y^{2} + \sigma^{2}y^{3}\right)dt – \sigma y^{2}\,dB_{t}\) dan \(dz = \left(\frac{\alpha}{2z} – \frac{\sigma^{2}}{8z^{3}}\right)dt + \frac{\sigma}{2z}\,dB_{t}\)
e. \(dy = \left(\alpha y^{2} + \frac{\sigma^{2}}{2}y^{3}\right)dt + \sigma y^{2}\,dB_{t}\) dan \(dz = \left(\frac{2\alpha}{z} – \frac{8\sigma^{2}}{z^{3}}\right)dt – \frac{2\sigma}{z}\,dB_{t}\)
| Diketahui |
|
| Rumus yang digunakan |
|
| Proses pengerjaan | Pertama, definisikan setiap komponen dalam persamaan Lemma Itô untuk \(Y_{t}\) (yakni \(y\) dan \(z\) pada soal ini) dengan menerapkan aturan Itô:
Selanjutnya, substitusi setiap komponen ke dalam persamaan Itô tersebut: $$\begin{aligned} Terakhir, nyatakan ruas kanan yang masih dalam variabel \(X_{t}\) menjadi \(Y_{t}\): Diketahui \(y = \frac{1}{x}\) $$dy = \left(-\alpha y^{2} + \sigma^{2}y^{3}\right)dt – \sigma y^{2}\,dB_{t}$$ Lakukan hal yang sama untuk fungsi ke-2, yakni \(Z_{t}\): Substitusi setiap komponen ke dalam persamaan Itô tersebut: $$\begin{aligned} Terakhir, nyatakan ruas kanan yang masih dalam variabel \(X_{t}\) menjadi \(Z_{t}\): Diketahui \(z = \sqrt{x}\) $$dz = \left(\frac{\alpha}{2z} – \frac{\sigma^{2}}{8z^{3}}\right)dt + \frac{\sigma}{2z}\,dB_{t}$$ Jadi bentuk dari \(dy\) dan \(dz\) dengan menggunakan lemma Itô adalah: \(dy = \left(-\alpha y^{2} + \sigma^{2}y^{3}\right)dt – \sigma y^{2}\,dB_{t}\) dan \(dz = \left(\frac{\alpha}{2z} – \frac{\sigma^{2}}{8z^{3}}\right)dt + \frac{\sigma}{2z}\,dB_{t}\) |
| Jawaban | d. \(dy = \left(-\alpha y^{2} + \sigma^{2}y^{3}\right)dt – \sigma y^{2}\,dB_{t}\) dan \(dz = \left(\frac{\alpha}{2z} – \frac{\sigma^{2}}{8z^{3}}\right)dt + \frac{\sigma}{2z}\,dB_{t}\) |


