On the Solution of a Deterministic and Stochastic Household Problem with a Finite Planning Horizon

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The article uses the example of an optimization problem of a household that makes a de cision on the volumes of consumption and investment to show what difficulties arise in deterministic and stochastic formulations on a finite time interval. In order to make the problem solvable on a finite time interval, a special terminal condition on the agent's equity capital is added, gene ralizing the standard versions of such conditions.

The article considers two settings. The first setting is a deterministic case, assuming that the household knows the trajectories of all exogenous variables over the entire time interval under consideration. An analytical solution to this problem is found and it is shown that by choosing the parameter of the terminal constraint in the problem on a finite time interval, it is always possible to obtain a consumption trajectory from the solution of a similar problem set for an infinite planning horizon. If the coefficient of the terminal condition is chosen so that the optimal consumption trajectory continues the previous value, then with a certain combination of initial conditions, the household's problem can either be solvable only up to a certain planning horizon, or be completely unsolvable.

The second statement is a stochastic case, when the household knows only the distribution law of exogenous variables. In this case, it is not possible to provide a complete analytical solution, but a sequential algorithm is proposed that allows one to obtain a step-by-step description of the calculation of such a solution. The study of the properties of the constructed model al lows one to show how different the work with stochastic optimization problems for the analysis of deviations from a certain selected trajectory of states (balanced growth) in response to the implementation of other states (shocks) is from the problem of analyzing specific realized trajectories of the agent's variables.

About the authors

Nikolay Pilnik

National Research University Higher School of Economics

Author for correspondence.
Email: npilnik@hse.ru

к.э.н., доцент

Russian Federation, Moscow

References

  1. Andreev M.Yu., Pospelov I.G., Pospelova I.I., Khokhlov M.Yu. (2007) New Technology for Modeling the Economy and a Model of the Modern Economy of Russia. M.: MEPhI.
  2. Aseev S.M., Besov K.O., Kryazhimskii A.V. (2012) Infinite-Horizon Optimal Control Problems in Economics. Russian Mathematical Surveys, 67, 2, pp. 195.
  3. Benveniste L.M., Scheinkman J.A. (1982) Duality Theory for Dynamic Optimization Models of Economics: The Continuous Time Case. Journal of Economic Theory, 27, 1, pp. 1–19.
  4. Blot J., Hayek N. (2014) Infinite-Horizon Optimal Control in the Discrete-Time Framework. New York: Springer.
  5. Brock W.A. (1982) Asset Prices in a Production Economy. The Economics of Information and Un-certainty. University of Chicago Press, pp. 1–46.
  6. Carlson D.A., Haurie A.B., Leizarowitz A. (2012) Infinite Horizon Optimal Control: Deterministic and Stochastic Systems. Springer Science & Business Media.
  7. Chang R. (1998) Credible Monetary Policy in an Infinite Horizon Model: Recursive Approaches. Journal of Economic Theory, 81, 2, pp. 431–461.
  8. Costa C. (2018) Understanding dsge Models: Theory and Applications. Vernon Press.
  9. Da Lio F. (2000) On the Bellman Equation for Infinite Horizon Problems with Unbounded Cost Functional. Applied Mathematics and Optimization, 41, pp. 171–197.
  10. Ekeland I., Scheinkman J.A. (1986) Transversality Conditions for Some Infinite Horizon Discrete Time Optimization Problems. Mathematics of Operations Research, 11, 2, pp. 216–229.
  11. Fernández-Villaverde J., Rubio-Ramírez J.F., Schorfheide F. (2016) Solution and Estimation Meth-ods for DSGE Models. Handbook of Macroeconomics. Elsevier, 2, pp. 527–724.
  12. Kamihigashi T. (2001) Necessity of Transversality Conditions for Infinite Horizon Problems. Econometrica, 69, 4, pp. 995–1012.
  13. Ljungqvist L., Sargent T.J. (2018) Recursive Macroeconomic Theory. MIT Press.
  14. Lobanov S.G. (1999) On the Theory of Optimal Economic Growth. HSE Economic Journal, 3, 1, pp. 28–41.
  15. McCandless G. (2009) The ABCs of RBCs: An Introduction to Dynamic Macroeconomic Models. Harvard University Press.
  16. Pilnik N.P., Pospelov I.G. (2007) On Natural Terminal Conditions in Models of Intertemporal Equi-librium. HSE Economic Journal, 11, 1, pp. 3–34.
  17. Pospelov I.G. (2013) Intensive Quantities in an Economy and Conjugate Variables. Mathematical Notes, 94, pp. 146–156.
  18. Tkachev I., Abate A. (2012) Regularization of Bellman Equations for Infinite-Horizon Probabilis-tic Properties. Proceedings of the 15th ACM international conference on Hybrid Systems: computation and control, pp. 227–236.
  19. Wiszniewska-Matyszkiel A. (2011) On the Terminal Condition for the Bellman Equation for Dy-namic Optimization with an Infinite Horizon. Applied Mathematics Letters, 24, 6, pp. 943–949.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».