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¿Cómo puedo calcular el valor esperado de un paseo aleatorio con deriva que incluye la (log)normal y una distribución de dos puntos "rara-desastre"?

Estoy trabajando en un viejo examen de calificación, y parte de un problema requiere encontrar $E_t[X_{t+1}^{1 - \alpha}]$ , donde $X_{t+1}$ sigue un camino aleatorio con deriva que incluye un choque iid normalmente distribuido y un choque iid "raro-desastre" que sigue una distribución de dos puntos. El proceso se define como

\begin{equation} \ln(X_{t+1}) = \ln(X_{t}) + \delta + \epsilon_{t+1} + \eta_{t+1} \end{equation}

donde $\epsilon_{t+1} \sim N(0, \sigma^2)$ y

\begin{equation} \eta_{t+1} \sim \begin{cases} 0 & \text{with probability } e^{-\lambda} \\ -m & \text{with probability } 1 - e^{-\lambda} \end{cases} \end{equation}

Los parámetros $\alpha, \delta, \sigma, \lambda$ y $m$ son todas constantes positivas. Mi primer intento fue \begin{align} \ln(X_{t+1}) &= \ln(X_{t}) + \delta + \epsilon_{t+1} + \eta_{t+1} \\ X_{t+1} &= X_{t} e^\delta e^{\epsilon_{t+1}} e^{\eta_{t+1}} \\ X_{t+1}^{1 - \alpha} &= X_{t}^{1-\alpha} \left[ e^\delta e^{\epsilon_{t+1}} e^{\eta_{t+1}}\right]^{1 - \alpha} \\ E_t[X_{t+1}^{1 - \alpha}] &= E_t[X_{t}^{1-\alpha}] E_t[e^{\delta(1 - \alpha)}] E[(e^{\epsilon_{t+1}})^{1-\alpha}] E[(e^{\eta_{t+1}})^{1 - \alpha}] \\ &= X_{t}^{1-\alpha} e^{\delta(1 - \alpha)} E[(e^{\epsilon_{t+1}})^{1-\alpha}] E[(e^{\eta_{t+1}})^{1 - \alpha}] \\ &= X_{t}^{1-\alpha} e^{\delta(1 - \alpha)} e^{(1 - \alpha)^2 \sigma^2 / 2} E[(e^{\eta_{t+1}})^{1 - \alpha}] & e^{\epsilon_{t+1}} \sim \ln N(0, \sigma^2) \end{align}

Aquí es donde me quedé atascado. La esencia del problema es que no sé cómo calcular \begin{equation} E[(e^{\eta_{t+1}})^{1 - \alpha}] \end{equation} En general, yo piense en que \begin{equation} E[\eta^{1-\alpha}] = \Pr(\eta = -m) (-m)^{1 - \alpha} + \Pr(\eta = 0) 0^{1 - \alpha} = (1 - e^{-\lambda}) (-m)^{1 - \alpha} \end{equation} Omito el subíndice de tiempo porque $\eta$ es iid. No estoy seguro de cómo, o si, eso me ayuda a calcular $E[(e^{\eta_{t+1}})^{1 - \alpha}]$ sin embargo.

¿Estoy en el camino correcto? ¿Existe otro método (estándar) para calcular el momento o momentos de dicha distribución?

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AdamSane Puntos 1825

$E[(e^{\eta_{t+1}})^{1 - \alpha}]=E[(e^{\eta_{t+1}{(1 - \alpha})})]$

Ahora $\eta_{t+1}(1 - \alpha) $ es una variable de la misma forma que $\eta_{t+1}$ pero con un valor diferente de $m$ .

Tenga en cuenta que $e^\eta$ sigue siendo una distribución de dos puntos. Su expectativa es simple para calcular.

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Bien, entonces estoy calculando la expectativa de la exp(distribución de dos puntos), que es donde me he atascado. Parece algo así como una función generadora de momentos, pero no estoy seguro.

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Véase la edición de mi respuesta.

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