Using properties of the Airy functions, we analyze the reflected Brownian bridge area Wb conditioned on its local time b at the origin. We give a closed form expression of the Laplace transform of Wb, a recurrence equation for the moments, leading to an efficient computation algorithm and an asymptotic form for the density f(x,b) of Wb for x ® 0.
E | [ | Wbk | ] | =k! |
|
æ ç ç è |
|
|
wkj |
ö ÷ ÷ ø |
|
q3k-j-2(b), |
ó õ |
|
e-a t | E0 |
é ê ê ê ê ë |
exp |
æ ç ç ç ç è |
- | ó õ |
|
x+(u) du-d t+(t,0) |
ö ÷ ÷ ÷ ÷ ø |
½ ½ ½ ½ ½ ½ |
x(t)=0 |
ù ú ú ú ú û |
|
= |
æ ç ç è |
d - |
|
ö ÷ ÷ ø |
-1, (1) |
Q(z,b)=E | [ | e-zWb | ] | = |
|
ó õ |
|
eb z1/3 21/3 Ai'(u)/Ai(u)(Ai'(u)/Ai(u))'euz2/3/21/3 du. |
E | 0 | ó õ |
|
e-a t | ó õ |
|
e-t3/2Wbb e-b2/2e-d (t)1/2 b |
|
=[d-2*L(a)]-1, |
|
ó õ |
|
e-us E | [ | e-(2)1/2 s3/2Wv/(2*s)1/2 | ] | e-v2/(24/3s) |
|
=-ev 2*Ai'(u)/Ai(u)(Ai'(u)/Ai(u))'. |
E | [ | e-(2)1/2 s3/2Wv/(2*s)1/2 | ] | e-v2/(24/3s)/(4ps)1/2 = |
|
ó õ |
|
ev 2*Ai'(u)/Ai(u)(Ai'(u)/Ai(u))'eus du. (3) |
|
= |
|
ó õ |
|
eb z1/3 2*Ai'(u)/Ai(u)(Ai'(u)/Ai(u))'euz2/3/2* du |
|
ó õ |
|
f(j )(-b) e-ws |
|
ds = |
|
, j³ 1, where b=1/(s)1/2. |
|
(-1)j b-3j |
|
=[hj] |
|
|
|
. |
Sk(h):= |
|
(-1)j b-3j |
|
w3j/2hj = |
|
hj [hj] |
æ ç ç ç ç ç è |
|
ö ÷ ÷ ÷ ÷ ÷ ø |
j |
|
, |
Ai(z) ~ |
|
z-1/4e-z |
|
(-1)k ck z-k, Ai' (z) ~ - |
|
z1/4e-z |
|
(-1)k dk z-k, |
[hk] |
|
(-1)j b-3j |
|
w3j/2hj |
æ ç ç è |
|
(-1)l cl |
æ ç ç è |
|
ö ÷ ÷ ø |
l |
ö ÷ ÷ ø |
k |
|
æ ç ç è |
|
ö ÷ ÷ ø |
j |
|
æ ç ç è |
|
(-1)l (dl-cl) |
æ ç ç è |
|
ö ÷ ÷ ø |
l |
ö ÷ ÷ ø |
j |
æ ç ç è |
|
(-1)l cl |
æ ç ç è |
|
ö ÷ ÷ ø |
l |
ö ÷ ÷ ø |
k-j |
Q ~ ek3 µ1 e-a1 k4/2* |
æ ç ç è |
|
+ |
|
+O |
æ ç ç è |
|
ö ÷ ÷ ø |
ö ÷ ÷ ø |
. |
f(x,b) ~ eµ2/x2 |
|
æ ç ç è |
|
- |
|
+ |
|
+O |
æ ç ç è |
|
ö ÷ ÷ ø |
ö ÷ ÷ ø |
. |
This document was translated from LATEX by HEVEA.