区分条件期望:RBC模型具有不确定性


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以下是真的吗? \ begin {equation} \ frac {\ partial} {\ partial X_ {t + 1}} E_t(f(X_ {t + 1}))= E_t(\ frac {\ partial} {\ partial X_ {t + 1 } f(X_ {t + 1}))\ tag {1} \ end {equation}其中$ f $是一些仿射函数(例如,$ f(x)= a + bx $),$ E_t(X_s) = E(X_s | I_t)$表示在时间段$ t $中给定信息$ I_t $的$ X_s $的条件期望,其中$ X_s $表示某些变量$ X $的值,即金融资产持有时间期间$ s $,使得$ X_s $是未知的(即,随机的)在时间段$ 0 \ leq t

编辑3:我 认为 我们应该在时间段$ t $中查看$ X_ {t + 1} $作为信息的函数,即$ X_ {t + 1} = X_ {t + 1}(I_t)$。这阻碍了$(1)$为零(参见下面Alecos的评论)。如果这是查看问题的正确方法(请参阅下面的“编辑2”;我不知道如何查看问题,这就是我要问的原因!)然后$(1)$可以详细写成\ begin {equation} \ frac {\ partial} {\ partial X_ {t + 1}} E(f(X_ {t + 1}(I_t))| I_t)= E(\ frac {\ partial} {\ partial X_ {T + 1}} F(X_ {T + 1}(I_T))|。I_T)\标记{1' } \ {端方程}

我经常注意到$(1)$(或$(1')$) 似乎 在研究具有拉格朗日方法的不确定性的实际商业周期模型时使用(这种框架在例如Gregory C. Chow的概述中使用) 动态经济学:拉格朗日方法的优化 )。

例如,我们可能遇到这样的情况:我必须区分\ begin {equation} - \ lambda_t A_ {t + 1} + E_t(\ lambda_ {t + 1}(1 + r_t)A_ {t + 1})+ \ Phi \ tag {2} \ end {equation} wrt金融资产持有$ A_ {t + 1} $时段$ t + 1 $,其中$ \ lambda_t,\ lambda_ {t + 1} \ geq 0 $,$ r_t \ in \ mathbb {R} $和$ \ Phi $独立于$ A_ {t + 1} $(即,它们不是$ A_ {t + 1} $的函数),并且 似乎 使用$(1)$得出$(2)$ w.r.t的偏导数的结论。 $ A_ {t + 1} $是\ begin {equation} - \ lambda_t + E_t(\ lambda_ {t + 1}(1 + r_t))。\ tag {3} \ end {equation}

我不明白 如果 $(1)$用于证明$(2)$到$(3)$的含义 如果 $(1)$是真的,在上面括号中提到的框架内,但是知道从讨论测量理论和随机过程开始的其他处理(例如, 宏观经济学讲义I:第6章 ),然后导出类似但不完全类似的一阶条件,使用事实$(1)$和拉格朗日方法得到的条件。

编辑1:我被要求发布参考文献。参考文献是我的讲师写的讲义。它说如下。如果我们有代表性家庭的最大化问题$$ \ max _ {\ {C_t,A_ {t + 1} \} _ {t = 0} ^ {\ infty}} E_0 \ sum_ {t = 0} ^ {\ infty} \ beta ^ tu(C_t)$$受制于预算约束$$ C_t + A_ {t + 1} = Y_t +(1 + r)A_t,\ quad \ forall t \ in \ mathbb {Z} _ {\ geq 0 },然后我们要研究拉格朗日\开始{方程} \ mathcal {L} = E_0 \ left [\ sum_ {t = 0} ^ {\ infty} \ beta ^ tu(C_t)的一阶条件+ \ sum_ {t = 0} ^ {\ infty} \ lambda_t [Y_t +(1 + r)A_t-C_t-A_ {t + 1}] \ right]。\ tag {4} \ end {equation}一个第一顺序condition是$ \ mathcal {L} $ wrt的偏导数$ A_ {t + 1} $:$$ - \ lambda_t + E_t [\ lambda_ {t + 1}(1 + r)]。$$(确切地说,他写道上面是拉格朗日的一阶条件$ \ mathcal {L} $。我认为这意味着他部分区分$ \ mathcal {L} $ wrt $ A_ {t + 1} $。)我的问题是:为什么这是真的?

编辑2:我还使用了以下参考: 第5章实际业务周期 。见方程$(5.7)$。作者如何推导出这个等式?他是否区分了条件期望,正如我在$(1)$中所表达的那样?

编辑4:更确切地说,$ I_t $可以捕获例如输出$ Y_t $(与上面的预算约束相比)。


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你能提供一些参考资料吗?因为在以下意义上论证是错误的:函数“条件期望”$ E(X \ mid Y)= g(Y)$因此相对于$ X $的区别给出零。
Alecos Papadopoulos

@AlecosPapadopoulos感谢您的评论!我编辑了我的问题。你是对的:$ E(X | Y)$是$ Y $的函数,所以它的偏导数w.r.t. $ X $为零。这就是为什么我猜我错过了一些重要的东西。
MEB

Answers:


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正如我在评论中指出的那样,要考虑非平凡的衍生物,我们必须首先具有非常数函数。因此,在通用术语中,我们正在考虑条件期望 功能 在给定特定值$ Z = z $的情况下,$ E(X \ mid Z)$而不是$ X $的条件预期值。

然后,$ E(X \ mid Z)= g(Z)$,即它只是$ Z $的函数,而不是$ X $,因此看起来它相对于$ X $的衍生应该为零。

但: 问题的形成方式,我们处理$ X $,(OP的例子中的$ A_ {t + 1} $), 作为决策变量 。即我们可以作为变量 选择 它需要的价值。但这与随机变量的基本特征相冲突,即它不在我们的控制之下,其实际实现是未知的。通过将其视为决策/命令变量,我们有效地中和了与随机变量相关的任何方面,在我们的例子中是条件期望方面。从这个意义上说,我们可以认为导数“忽略”条件期望算子的存在。

请注意,对于OP问题结束时提出的问题, 如果 收入$ Y_t $在决定当前消费时已知,然后$ A_ {t + 1} $也完全确定,没有任何随机/未知/不确定。然后,这允许在拉格朗日公式中将$ A_ {t + 1} $视为决策变量,并考虑与之相关的衍生物。


好的,从数学上讲,你的意思是在时间段$ t $中给定的信息,其中包括$ C_t $和$ Y_t $的信息,我们有$ E_t(A_ {t + 1})= A_ {t + 1} $ as由“编辑1”中的预算约束确定,并且由于该事实我们有例如$ E_t(\ lambda_ {t + 1}(1 + r)A_ {t + 1})= A_ {t + 1} E_t(\ lambda_ {t + 1}(1 + r))$然后可以拿衍生工具$ {A_ T + 1} $?这似乎是正确的答案。
MEB

@ MB1992是的,这是如何处理的。
Alecos Papadopoulos

好的!然后,直观地说,预算约束是不现实的。为什么在时间段$ t $中给出信息确定$ A_ {t + 1} $?但从数学上讲,我们必须确保$ A_ {t + 1} $由时间段$ t $中的信息决定。在某种意义上,这似乎假设类似于理性预期理论,所有家庭都根据所有可用信息和过去的经验进行预测。
MEB

@ MB1992由于我们的假设:这里随机的唯一可能是当前收入$ Y_t $。由于我们假设没有其他随机来源,那么一旦实现$ Y_t $,通过决定消费我们也决定下一个时期的开始财富。我们不承担任何其他我们不知道的随机冲击,并直接影响资产
Alecos Papadopoulos

是的,我明白了(问题是修辞,对不起)!我想如果随机冲击进入模型,问题必须区别对待。
MEB
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