جميع الكتب

مهني

1 Markets I: The Ecosystem and Exchange-Traded Marketsالأسواق عبر الإنترنتالإنجليزية 2 Markets II: Rates, FX and Creditالأسواق عبر الإنترنتالإنجليزية 3 Markets III: Commodities, Energy and Cryptoالأسواق عبر الإنترنتالإنجليزية 4 Quantitative Methodsالأساليب عبر الإنترنتالإنجليزية 5 Derivatives and Volatilityالمشتقات عبر الإنترنتالإنجليزية 6 Rates, Credit, XVA and Riskالفائدة والائتمان والمخاطر عبر الإنترنتالإنجليزية 7 Research Craft: Predictors, Backtests, Measurement, Portfoliosالبحث عبر الإنترنتالإنجليزية 8 Strategies I: Equities and Futuresالاستراتيجيات عبر الإنترنتالإنجليزية 9 Strategies II: Volatility, Relative Value, Macro and the Bank Desksالاستراتيجيات عبر الإنترنتالإنجليزية 10 Microstructure and Executionالتنفيذ عبر الإنترنتالإنجليزية 11 Market Making and High-Frequency Tradingصناعة السوق عبر الإنترنتالإنجليزية 12 Machine Learning for Marketsتعلم الآلة عبر الإنترنتالإنجليزية 13 Low-Latency Softwareالتكنولوجيا عبر الإنترنتالإنجليزية 14 Networks, Hardware and Trading Infrastructureالتكنولوجيا عبر الإنترنتالإنجليزية 15 Research, Data and Risk Platformsالتكنولوجيا عبر الإنترنتالإنجليزية 16 The Desk and the Firmالشركة عبر الإنترنتالإنجليزية 17 The Industry: Firms, Roles and Careersالمسارات المهنية عبر الإنترنتالإنجليزية 18 Interviews I: Maths, Probability and Speedالمسارات المهنية عبر الإنترنتالإنجليزية 19 Interviews II: Markets, Trading Games and the Final Roundالمسارات المهنية عبر الإنترنتالإنجليزية 20 Interviews III: Codeالمسارات المهنية عبر الإنترنتالإنجليزية
التطبيقات حول المدرب تسجيل الدخول ابدأ القراءة

الرياضيات · المسرد

ما معنى فضاء متري تام؟

تعريف 4.7 الرياضيات الجامعية — السنة 2 · الفصل 4 — طوبولوجيا الفضاءات المترية

تكون المتتالية (xn)(x_n) متتالية كوشي إذا كان sup⁡p,q≥Nd(xp,xq)→0\sup_{p, q \geq N} d(x_p, x_q) \to 0 حين N→∞N \to \infty. ويكون الفضاء المتري تامًا إذا تقاربت فيه كل متتالية كوشي. والمتقاربة ⇒\Rightarrow كوشي دائمًا؛ والأجزاء المغلقة من الفضاءات التامة تامة، والأجزاء التامة من أي فضاء مغلقة (بالبراهين نفسها المستعملة على R\R: مجلد السنة الأولى).

أمثلة

مثال 4.8 (متتالية كوشي بلا نهاية)

في X=QX = \Q مع المسافة المعتادة، تحقق الاقتطاعات العشرية للعدد 2\sqrt2،

x0=1,x1=1.4,x2=1.41,x3=1.414,…x_0 = 1,\quad x_1 = 1.4,\quad x_2 = 1.41,\quad x_3 = 1.414, \quad\dots

العلاقةَ ∣xp−xq∣≤10−min⁡(p,q)\abs{x_p - x_q} \leq 10^{-\min(p,q)}: فهي متتالية كوشي في Q\Q. وأي نهاية في Q\Q تكون نهاية في R\R أيضًا، أي 2∉Q\sqrt2 \notin \Q: فلا نهاية لها في XX. وعدم التمام هو وجود مثل هذه “النهايات الشبحية”؛ وقد صُمّم تمام R\R في مجلد السنة الأولى بالضبط ليعطي كل متتالية كوشي بيتًا.

مثال 4.13 (معادلة تكاملية)

على الفضاء التام X=C([0, 1])X = C(\intcc{0}{1}) (مع المبرهنة 4.9)، لننظر في T(f)(x)=1+12∫0xf(t)  ⁣dtT(f)(x) = 1 + \frac12 \int_0^x f(t)\,\dd t. من أجل f,g∈Xf, g \in X:

∣T(f)(x)−T(g)(x)∣≤12∫0x∣f−g∣≤12 d∞(f,g),\abs{T(f)(x) - T(g)(x)} \leq \frac12 \int_0^x \abs{f - g} \leq \frac12\, d_\infty(f, g),

ومن ثم فإن TT متقلّص بالثابت 12\frac12: فله نقطة ثابتة متصلة وحيدة — وهي حلّ المعادلة f′=f2f' = \frac f2، f(0)=1f(0) = 1، أي ex/2\eu^{x/2}. وهذه الخطة، بعد تصنيعها، تصير مبرهنةَ كوشي–ليبشيتز في الفصل 16.

مثال 4.14 (نقطة ثابتة عددية: x=cos⁡xx = \cos x)

على الفترة التامة X=[0, 1]X = \intcc{0}{1}، يرسل التطبيق f=cos⁡f = \cos المجموعةَ XX داخل [cos⁡1, 1]⊆X\intcc{\cos 1}{1} \subseteq X وهو متقلّص: فبمتراجحة التزايدات المنتهية،

∣cos⁡x−cos⁡y∣≤(sup⁡[0, 1]∣sin⁡∣)∣x−y∣=(sin⁡1)∣x−y∣,sin⁡1≈0.841<1.\abs{\cos x - \cos y} \leq \bigl(\sup_{\intcc01}\abs{\sin}\bigr) \abs{x - y} = (\sin 1)\abs{x - y}, \qquad \sin 1 \approx 0.841 < 1 .

وبمبرهنة باناخ: حلّ وحيد للمعادلة x=cos⁡xx = \cos x في [0, 1]\intcc01 (ومن ثم في R\R: فأي نقطة ثابتة حقيقية تقع في [−1, 1]\intcc{-1}{1}، ثم في [cos⁡1, 1]\intcc{\cos 1}{1} بعد تطبيق واحد)، ويتقارب التكرار xn+1=cos⁡xnx_{n+1} = \cos x_n إليه انطلاقًا من أي بداية: x∞≈0.739085x_\infty \approx 0.739085، وهو العدد الشهير الذي نحصل عليه بالنقر المتواصل على زرّ جيب التمام في الآلة الحاسبة. ويتنبأ حدّ الخطأ بتناقص من رتبة (sin⁡1)n/(1−sin⁡1)(\sin1)^n/(1 - \sin1) — أي نحو رقم واحد لكل 1313 نقرة؛ ويصدّق الحدّ البعدي في مسألة نهاية الأسبوع في هذا الفصل (السؤال 14) كل خطوة أثناء الحساب.

اقرأ في الفصل ←
تعريف 7.1 الرياضيات الجامعية — السنة 3 · الفصل 7 — الفضاءات التامة: بير، أسكولي، ستون–فايرشتراس

يكون فضاء متري تامًّا إذا تقاربت كل متتالية كوشي (السنة الجامعية 2: الفضاء Rn\R^n تام؛ والفضاء C([0, 1])\mathcal C(\intcc01) مع ∥⋅∥∞\norm\cdot_\infty تام). وكل جزء مغلق من فضاء تام تامٌّ؛ وكل جزء تام من أي فضاء متري مغلقٌ.

أمثلة

مثال 7.5 (اضطراب التطابق)

ليكن g ⁣:Rd→Rdg \colon \R^d \to \R^d ليبشيتزيًا بثابت kk مع k<1k < 1. عندئذٍ يكون φ=id+g\varphi = \mathrm{id} + g تماثلًا طوبولوجيًا من Rd\R^d على Rd\R^d. والتباين، مع معامل كمّي:

∥φ(x)−φ(y)∥≥∥x−y∥−∥g(x)−g(y)∥≥(1−k)∥x−y∥.\norm{\varphi(x) - \varphi(y)} \geq \norm{x - y} - \norm{g(x) - g(y)} \geq (1 - k)\norm{x - y} .

وأما الشمولية فهي مبرهنة النقطة الصامدة: إذ إن حل φ(x)=y\varphi(x) = y يعني x=y−g(x)x = y - g(x)، ويكون x↦y−g(x)x \mapsto y - g(x) تقلّصًا بثابت kk للفضاء التام Rd\R^d — ومنه يوجد حل وحيد x=ψ(y)x = \psi(y) من أجل كل yy. وتجعل المتراجحة المعروضة المقلوبَ ψ\psi ليبشيتزيًا بثابت 11−k\frac1{1-k}: أي تماثلًا طوبولوجيًا، بحدود صريحة على المعاملين كليهما. وهذه العبارة التي تبدو بريئة هي المحرّك داخل مبرهنة التطبيق العكسي (الفصل 20): إذ يكون ff، قرب نقطة يكون فيها DfDf قابلًا للقلب، هو تطبيقًا خطيًا قابلًا للقلب مضافًا إليه اضطراب ليبشيتزي صغير، ويقوم مثال اليوم بالباقي. وهي تُكمّم أيضًا المتانة العددية: فجملة مضطربة بأقل من هامش المقلوب تبقى قابلة للحل، ويتحرّك حلها بمقدار لا يتجاوز 11−k\frac{1}{1-k} مضروبًا في الاضطراب.

اقرأ في الفصل ←