(dB)^2 = dt 法則(the rule (dB)^2 = dt)
啟發式恆等式 (dB)^2 = dt 是區分隨機微積分與普通微積分的那條核心法則。在普通微積分中,(df)^2 是 (dt)^2 階,在任何一階展開中都被捨去。對布朗運動而言,增量的平方並不可忽略:(dB)^2 在 dt 的一階就有貢獻,忽略它就會得到錯誤答案。這條法則是關於布朗運動二次變差一個精確、可證明的定理的速記,也正是逼出伊藤公式中二階修正項的成分。
精確地說:布朗運動在 [0, t] 上的二次變差,是當分割網目趨於 0 時,增量平方之和 sum (B_{t_{k+1}} - B_{t_k})^2 的極限,而此極限等於 t(沿加細分割幾乎必然成立,且沿任何網目趨於 0 的分割序列在 L^2 中成立)。我們記為 [B]_t = t。「伊藤乘法表」的相伴條目是 dB * dt = 0 與 (dt)^2 = 0,因為時間的二次變差為零、全變差有限(實則線性)。L^2 計算一目了然:每個增量平方的均值為 (t_{k+1} - t_k)、變異數為 2 (t_{k+1} - t_k)^2,故和的均值為 t、變異數為 2 sum (t_{k+1} - t_k)^2 <= 2 * 網目 * t,當網目縮小便消失;因此隨機和集中於它的確定均值 t。這個確定性極限(不再有隨機性)正是讓此法則能當作代數恆等式使用的原因。
為何它是引擎:當你對 f(B_t) 作泰勒展開,會得到 f'(B) dB + (1/2) f''(B) (dB)^2 + ...;普通微積分丟掉第二項,但 (dB)^2 = dt 把它保留為 (1/2) f''(B) dt,這恰是伊藤修正。同一法則解釋了為何 integral B dB = (B^2 - t)/2 而非 B^2/2。誠實的提醒:其一,(dB)^2 = dt 是關於增量平方的 L^2/幾乎必然極限的陳述,而非微分的逐路徑逐點相等——它是一個極限定理的乾淨助記符,幾乎必然版本要求分割是嵌套(加細)的或足夠細而可和。其二,這是布朗運動(以及透過自身 [M] 的連續鞅)特有的;有界變差過程的二次變差為零,而跳躍過程會在表中拾起跳躍貢獻 (dB)^2 -> (Delta X)^2。法則 (dB)^2 = dt 是「連續局部鞅的二次變差即其 [M]」這個一般恆等式的連續布朗特例。
把乘法表用於 d(B_t^2)。泰勒:d(B^2) = 2B dB + (dB)^2。普通微積分會令 (dB)^2 = 0 而給出 2B dB;法則 (dB)^2 = dt 卻給出 d(B^2) = 2B dB + dt。積分得 B_t^2 = 2 integral_0^t B dB + t,亦即 integral_0^t B dB = (B_t^2 - t)/2——多出的 +t 正是累積的二次變差。
普通微積分本會丟掉的 +dt,恰是以速率 1 累積的二次變差。
(dB)^2 = dt 是增量平方和之極限的助記符,而非逐路徑的微分恆等式;單一樣本在 [t, t+dt] 上的增量平方是隨機的、均值為 dt,唯有細分割上的和才集中於它的確定均值。