Marche aléatoire - Définition

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Marche aléatoire continue

Très utilisée dans la modélisation de séries temporelles continues, une marche aléatoire peut s'écrire:

  • X_{t}=X_{t-1} + \epsilon_{t} \qquad \mbox{avec le bruit blanc} \ \epsilon_{t} \ \sim \mathcal{N} (0,1)

Il s'agit d'un cas particulier d'un processus autorégressif (c'est-à-dire « régressé sur lui-même ») avec ρ = 1. La valeur du paramètre ρ est très importante car elle change fondamentalement la propriété de la série :

  • Xt = ρXt − 1 + εt
 |\rho| = \begin{cases}  <1 & \textrm{Le \ processus \ est \ stationnaire}\\  =1 &  \textrm{Marche \ aleatoire:   \ le \ processus \ est \ donc \ non \ stationnaire}\\  >1 & \textrm{Le \ processus \ est \ explosif}\end{cases}

De manière récursive, une marche aléatoire est simplement la somme de bruits blancs. On l'écrit:

 X_{t}= X_{0}+ \sum_{i=1}^{t} \epsilon_{i}

Pour simuler une marche aléatoire, un petit exemple avec le logiciel de statistique R est montré:

a<-rnorm(100)# crée un vecteur "a" de 100 réalisation d'une loi normale (0,1).

b<-cumsum(a) # Crée un vecteur "b" dont chaque élément correspond à la somme cumulée des éléments de a.

plot.ts(b) #Crée un graphe (le ".ts" est utilisé pour "time series")

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