Nous commençons par caractériser les fonctions propres croissantes, au sens strict, de la famille d'opérateurs intégro-différentiels (0.1), pour tout α>0, γ≥0, f une function définie sur et suffissament régulière, et où les coefficients , σ≥0 et la mesure ν, qui satisfait la condition d'intégrabilité ∫0∞(1∧r2)ν(dr)<+∞, sont données, de manière unique, par la distribution d'une variable aléatoire infiniment divisible et spectralement négative dont on écrit ψ son exposant caractéristique. L(γ) est le générateur infinitésimal d'un processus positif Fellerien α-auto-similaire, introduit par Lamperti [Z. Wahrsch. Verw. Gebiete 22 (1972) 205-225]. Les fonctions propres sont définies en terme d'une nouvelle famille de séries entières qui contient, par exemple, les fonctions de Bessel modifiées du premier ordre et des généralisations des fonctions de Mittag-Leffler. Nous continuons par montrer que des combinaisons particulières de ces séries entières correspondent à des transformées de Laplace de variables aléatoires positives auto-décomposables ou infiniment divisibles, par rapport à la valeur propre associée mais aussi par rapport au paramètre ψ(γ), ce qui est plus surprenant. En particulier, ceci généralise un résultat de Hartman [Ann. Sc. Norm. Super. Pisa Cl. Sci. IV-III (1976) 267-287] sur les fonctions de Bessel modifiées. Finalement, nous calculons, dans certains cas, les fonctions propres décroissantes, ce qui nous permet de caractériser la loi, par le biais de sa transformée de Laplace, de la fonctionnelle exponentielle de certains processus de Lévy spectralement négatifs ayant un premier moment négatif.
We first characterize the increasing eigenfunctions associated to the following family of integro-differential operators, for any α, x>0, γ≥0 and f a smooth function on ,
Mots-clés : infinite divisibility, first passage time, self-similar Markov processes, special functions
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Pierre, Patie. Infinite divisibility of solutions to some self-similar integro-differential equations and exponential functionals of Lévy processes. Annales de l'I.H.P. Probabilités et statistiques, Tome 45 (2009) no. 3, pp. 667-684. doi : 10.1214/08-AIHP182. http://archive.numdam.org/articles/10.1214/08-AIHP182/
[1] A propos d'une note de M. Pierre Humbert. C. R. Math. Acad. Sci. Paris 236 (1953) 2031-2032. | MR | Zbl
.[2] A class of Markov processes which admit a local time. Ann. Probab. 15 (1987) 241-262. | MR | Zbl
and .[3] Lévy Processes. Cambridge Univ. Press, Cambridge, 1996. | MR | Zbl
.[4] The entrance laws of self-similar Markov processes and exponential functionals of Lévy processes. Potential Anal. 17 (2002) 389-400. | MR | Zbl
and .[5] On the entire moments of self-similar Markov processes and exponential functionals of Lévy processes. Ann. Fac. Sci. Toulouse Math. 11 (2002) 19-32. | Numdam | MR | Zbl
and .[6] Exponential functionals of Lévy processes. Probab. Surv. 2 (2005) 191-212. | MR
and .[7] Variations sur une formule de Paul Lévy. Ann. Inst. H. Poincaré Probab. Statist. 23 (1987) 359-377. | Numdam | MR | Zbl
and .[8] On construction of Markov processes. Z. Wahrsch. Verw. Gebiete 63 (1983) 433-444. | MR | Zbl
.[9] Sur les fonctionnelles exponentielles de certains processus de Lévy. Stoch. Stoch. Rep. 47 (1994) 71-101. (English version in [38], p. 139-171.) | MR | Zbl
, and .[10] Weak convergence of positive self-similar Markov processes and overshoots of Lévy processes. Ann. Probab. 34 (2006) 1012-1034. | MR | Zbl
and .[11] First passage times and sojourn times for Brownian motion in space and the exact Hausdorff measure of the sample path. Trans. Amer. Math. Soc. 103 (1962) 434-450. | MR | Zbl
and .[12] Markov Processes I, II. Die Grundlehren der Mathematischen Wissenschaften, Bände 121 122. Academic Press, New York, 1965. | MR | Zbl
.[13] Higher Transcendental Functions 3. McGraw-Hill, New York, 1955. | MR | Zbl
, , and .[14] An Introduction to Probability Theory and Its Applications 2, 2nd edition. Wiley, New York, 1971. | Zbl
.[15] The Theory of Stochastic Processes II. Springer, Berlin, 1975. | MR | Zbl
and .[16] Completely monotone families of solutions of n-th order linear differential equations and infinitely divisible distributions. Ann. Sc. Norm. Super. Pisa Cl. Sci. IV-III (1976) 267-287. | EuDML | Numdam | MR | Zbl
.[17] “Normal”“Normal” distribution functions on spheres and the modified Bessel functions. Ann. Probab. 2 (1974) 593-607. | MR | Zbl
and .[18] Quelques résultats relatifs à la fonction de Mittag-Leffler. C. R. Math. Acad. Sci. Paris 236 (1953) 1467-1468. | MR | Zbl
.[19] Self-similar processes with independent increments associated with Lévy and Bessel processes. Stochastic Process. Appl. 100 (2002) 223-232. | MR | Zbl
, and .[20] Some probabilistic properties of Bessel functions. Ann. Probab. 6 (1978) 760-770. | MR | Zbl
.[21] Differential equations of fractional orders: Methods, results and problems. Appl. Anal. 78 (2001) 153-192. | MR | Zbl
and .[22] On solution of integral equations of Abel-Volterra type. Differential Integral Equations 8 (1995) 993-1011. | MR | Zbl
and .[23] Semi-stable Markov processes. Z. Wahrsch. Verw. Gebiete 22 (1972) 205-225. | MR | Zbl
.[24] Special Functions and Their Applications. Dover, New York, 1972. | MR | Zbl
.[25] Wiener's random functions, and other Laplacian random functions. In Proc. Sec. Berkeley Symp. Math. Statist. Probab., 1950 II. 171-187. California Univ. Press, Berkeley, 1951. | MR | Zbl
.[26] Tail asymptotics for exponential functionals of Lévy processes. Stochastic Process. Appl. 116 (2006) 156-177. | MR | Zbl
and .[27] Processus à accroissements indépendants et positifs. Séminaire de probabilités de Strasbourg 3 (1969) 175-189. | EuDML | Numdam | MR | Zbl
.[28] Sur la nouvelle function Eα(x). C. R. Math. Acad. Sci. Paris 137 (1903) 554-558. | JFM
.[29] Exponential functional of one-sided Lévy processes and self-similar continuous state branching processes with immigration. Bull. Sci. Math. In press, 2008. | MR | Zbl
.[30] Bessel processes and infinitely divisible laws. In Stochastic Integrals (In Proc. Sympos. Univ. Durham, Durham, 1980) 285-370. D. Williams (ed.). Lecture Notes in Math. 851. Springer, Berlin, 1981. | MR | Zbl
and .[31] Recurrent extensions of self-similar Markov processes and Cramér's condition. Bernoulli 11 (2005) 471-509. | MR | Zbl
.[32] Lévy Processes and Infinitely Divisible Distributions. Cambridge Univ. Press, Cambridge, 1999. | MR | Zbl
.[33] Infinite divisibility of probability distributions on the real line. Monographs and Textbooks in Pure and Applied Mathematics 259. Marcel Dekker Inc., New York, 2004. | MR | Zbl
and .[34] Itô excursion theory for self-similar Markov processes. Ann. Probab. 22 (1994) 546-565. | MR | Zbl
.[35] On the unimodality of L functions. Ann. Math. Stat. 42 (1971) 912-918. | MR | Zbl
.[36] On a continuous analogue of the stochastic difference equation Xn=ρXn−1+Bn. Stochastic Process. Appl. 12 (1982) 301-312. | MR | Zbl
.[37] Loi de l'indice du lacet brownien et distribution de Hartman-Watson. Z. Wahrsch. Verw. Gebiete 53 (1980) 71-95. | MR | Zbl
.[38] Exponential Functionals of Brownian Motion and Related Processes. Springer, Berlin, 2001. | MR | Zbl
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