Optimal control theory and the reelection problem: The rise of a political business cycle

Riassunto In questo lavoro gli autori si propongono di evidenziare, tramite tecniche di controllo ottimo, l'insorgere di un ciclo politico economico nell'andamento del sistema economico, cioè l'eventuale manipolazione da parte del governo della situazione economica al fine di essere rieletto per il successivo mandato.Il modello proposto prevede una funzione di costo-popolarità, che determina la rielezione, lineare-quadratica rispetto al reddito nazionale e all'inflazione. La formalizzazione quadratica sia rispetto alla variabile di stato che alla variabile di controllo è motivo di alcune complicazioni analitiche del tutto estranee alla letteratura esistente sul terna. Il modello, da un punto di vista economico, si presenta più ricco e completo rispetto a quelli riportati in letteratura: in esso infatti, oltre alla curva di Phillips, sono presenti anche le equazioni IS-LM. Questa caratteristica rende possibili alcune considerazioni riguardo al ruolo dei fattori monetari e della spesa pubblica all'interno del ciclo politico economico.Dall'analisi svolta nell'articolo risulta confermato l'insorgere, sotto alcune condizioni, di un ciclo politico economico. Per determinati valori dei parametri del modello il comportamento può comunque anche essere caratterizzato da oscillazioni smorzate o da una continua espansione economica.     

La valutazione del Prezzo di Opzioni Su Titoli a Reddito Fisso in un Modello Stocastico di Equilibrio

Viene reimpostato lo schema di valutazione delle opzioni considerando il tasso d'interesse come variabile di base del mercato e studiando il problema di valutazione del prezzo in un modello stocastico di equilibrio per la struttura a termine dei tassi d'interesse. Sono ricavate limitazioni per la funzione valore delle opzioni ed estesi al comparto obbligazionario risultati classici della teoria dell'option pricing, utilizzando proprietà di martingala vengono proposte soluzioni in forma integrale dell'equazione generale di valutazione del prezzo.     

Futures options with futures-style margining in the Gaussian models setting

This paper investigates the effects of the markung-to-market on futures and futures options. Closed form solutions for the pricung of these contracts are derived under the assumption that the forward rate follows a Gaussian model. Moreover, an upper bound of the error made by computing futures option prices under the contmuons marking-to-market instead of the discrete one is provided. Numerical comparisons suggest that the marking-to-market feature is highly affect by the model chosen. In the Ho and Lee framework discrete marking-to-market futures prices turned out to be slightly different from the continuous ones; whereas in the Vasicek model differences in prices become appreciable when the mean reversion is slow and the volatility is high.

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Valutazione di contratti futures e opzioni futures nell’ambito dei modelli Gaussiani

Riassunto In questo articolo si esaminano gli effetti di marking-to-market nella determinazione del prezzo di contratti futures e di opzioni futures. Le espressioni in forma chiusa dei prezzi di questi contratti sono determinate sotto l’ipotesi che l’intensità istantanea di interesse si evolva secondo nn modello Gaussiano. Tra i contratri futures e opzioni futures su tassi di interesse a breve trartati al LIFFE, dedichiamo la nostra analisi in particolare al caso di contratti su Eurolira. Questi contratti rappresentano infatti un fondamentale strumento per iltrading e l’hedging nel mercato Italiano dove i tassi di interesse a breve mostrano alti livelli di volatilità. Confronti unmerjci vengono foruiti nell’ambito del modello di Ho e Lee e di Vasicek. I risultati empirici suggeriscono che le differenze di prezzo nel caso discreto e continuo diventano apprezzabili nel modello di Vasicek quando laincan-veversion è bassa e la volatilità è alta.

     

L'approccio di B. De Finetti per la riassicurazione individuale proporzionale. Modelli semplificati e considerazioni operative

Viene studiato il problema della determinazione della strategia riassicurativa ottima in caso di riassicurazione individuale proporzionale, secondo l'approccio media-varianza. In particolare si analizzano alcuni modelli semplificati nei quali si raggruppano le polizze di un portafoglio sulla base di certe caratteristiche di omogeneità; ciò consente di ridurre in maniera sensibile la complessità dei calcoli previsti nella procedura generale. Completano il lavoro considerazioni di carattere operativo.

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Summary The optimal reinsurance strategy for the proportional reinsurance problem in a meanvariance framework is investigated. In order to simplify the algorithmic complexity, simple models based on the aggregation of portfolio policies are studied. Some operational remarks are added.

     

Learning non-rational expectations equilibria

A hyperinflation model is analyzed under bounded rationality learning. Agents believe in a misspecified model which is correctly specified at theRational Expectations Equilibrium of the model and they adjust their beliefs by means of theLeast Mean Squares algorithm. Convergence of the bounded rationality learning activity to anon-Rational Expectations Equilibrium point is obtained for any set of parameters of the model.

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Sommario In questo lavoro gli autori analizzano il modello di iperinflazioneà la Cagan sotto l'ipotesi di razionalità limitata. Gli agenti non formano le loro aspettative coerentemente con la struttura completa del modello economico, essi si basano su un modello lineare non correttamente specificato che risulta essere corretto soltanto in corrispondenza dell'equilibrio con aspettative razionali. Si ipotizza che i soggetti aggiornino le loro aspettative tramite un algoritmo di apprendimento. Nel caso specifico, l'algoritmo adottato è ilLeast Mean Squares. Il principale risultato del lavoro è che l'apprendimento con razionalità limitata da parte dei soggetti economici può convergere ad un punto che non è un equilibrio con aspettative razionali. Il risultato è particolarmente interessante poiché la maggior parte degli studi noti in questa letteratura, nonostante non assicurino la convergenza ad un equilibrio con aspettative razionali, assicurano la non convergenza ad un equilibrio che non sia di aspecttative razionali. La convergenza ad un equilibrio non di aspettative razionali è dovuta ad una non corretta specificazione del modello secondo cui i soggetti formano le loro aspettative. In particolare, la convergenza ad un equilibrio non di aspettative razionali si verifica allorché i soggetti non tengono conto nel loro apprendimento di una variabile rilevante che essi classificano come rumore bianco.

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Authors would like to thank an anonymous referee and all of those who gave comments and suggestions at theSociety of Economic Dynamics and Control Conference (SEDC) '94 (Los Angeles, CA-USA);International Conference on Artificial Neural Networks (ICANN) '94 (Salerno, Italy);World Conference on Neural Networks (WCNN) '94 (San Diego, CA-USA);AMASES '94 Conference (Modena, Italy). The usual disclaimers apply.     

Sull'accumulo di un capitale in condizioni di incertezza

Si considera il problema dell'accumulo di un capitale, mediante versamenti annui in presenza di inflazione. Si assume che l'intensità di inflazione sia un processo stocastico governato da un modello lineare dinamico e si determina la distribuzione di probabilità del valore nominale tran anni di un capitale avente un prefissato valore reale (a prezzi odierni). Quindi si determinano i versamenti ottimi (nel senso della teoria delle decisioni), sia nel caso di decisione in blocco, sia nel caso di decisione sequenziale. Si considera infine il caso in cui anche i fattori di montante siano aleatori.

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The paper considers the problem of the constitution of a capital through annual deposits, when inflation is present.The intensity of inflation is assumed to be a random process driven by a dynamic linear model and then the probability distribution of the nominal value after n years of a capital, whose real value today is fixed, is determinend.Then the optimal deposits are determined, both in the case of block decision, and in the sequential case. The case of random discount factors is considered, as well.

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Lavoro eseguito nell'ambito del GNAFA-CNR.     

Product liability,quality control and insurance

In order to protect consumers many governments have introduced strict legislation on product liability. Manufacturers can then either establish a strict system of quality control, or try to have their liability covered by insurance. Statistical quality control will give information about the probability that a consumer shall buy a defective product, and be entitled to claim compensation. This probability is relevant to both the manufacturer seeking the optimal control plan and the insurer who will quote a premium for an insurance contract covering the risk. Some simple models are studied, and it is shown that decentralized decision making will not in general lead to a Pareto optimal arrangement.

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Riassunto Le legislazioni che molti governi hanno introdotto a difesa del consumatore, hanno posto i fabbricanti nelle condizioni di scegliere tra la individuazione di un più rigoroso sistema di controllo della qualità dei prodotti e il ricorso a qualche forma di assicurazione di responsabilità civile. Il controllo statistico di qualità è, com’è noto, in grado di fornire informazioni sulla probabilità che il consumatore acquisti un prodotto difettoso ed acquisisca quindi titolo a richiedere qualche forma di risarcimento. La valutazione di tale probabilità interessa tanto il produttore, che è alla ricerca di un piano di controllo statistico efficace, quanto l’assicuratore che deve fissare l’entità dei premi corrispondenti ai contratti di assicurazione che coprono i rischi suddetti. In questo lavoro vengono presi in considerazione alcuni semplici modelli che vengono analizzati nell’ambito della teoria dei giochi.

     

Il mercto interbancario dei depositi: Previsione a breve e gestione della riserva obbligatoria

La capacità di fare previsioni sul mercato monetario è un punto cruciale nella gestione ottima di tesoreria di una banca, anche in virtú della possibilità di mobilizzare parte della riserva obbligatoria presso la Banca d’Italia. In questo studio viene mostrato come l’uso congiuuto di tecniche di previsione per i tassi a breve e la costruzione di un modello decisionale per la gestione della liquidità, basato sulle previsioni, permettano Alla banca di attnare una politica piu attiva con risultati globalmente positivi, in termini di interessi percepiti. A tal tine viene proposta una classe di previsori detti caolici e impostato un problema di decisione dinamica per la gestione ottima della riserva obbligatoria. Infine, si mostra un’applicazione di tale strategia sui tassiOvernight.     

Su un piano ottimale d'ammortamento di un prestito diviso in obbligazioni

Viene considerato il problema della determinazione della «politica ottima» di un'impresa che deve ammortizzare un prestito diviso in obbligazioni, noti i tassi di interesse del prestito, la redditività del capitale disponibile e prefissati vincoli sul numero massimo di obbligazioni da rimborsare nei singoli anni. Il problema viene risolto coi metodi della programmazione lineare.     

Rovina,assicurazione e scambi di attività finanziarie

Viene fornita la soluzione in forma chiusa di un problema di ottimizzazione dinamica stocastica, consistente nella scelta ottimale tra consumo e risparmio e nella composizione ottimale di portafoglio, in presenza di possibilità di rovina assicurabile.Dal punto di vista della teoria assicurativa, il lavoro amplia alcuni modelli recenti sull'assicurazione ottima, poiché segue un approccio del tipo «equilibrio generale» con due tipi di agenti eterogenei anziché parziale.Dal punto di vista della teoria di portafoglio, esso si discosta dai modelli tradizionali perché giustifica l'esistenza di scambi sui mercati finanziari e ne spiega l'entità.In questo senso il lavoro amplia alcuni contributi recenti sui flussi di capitale includendovi la possibilità di rovina e l'esistenza di una assicurazione contro di essa.

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Summary This paper provides an analytical solution for a multiperiod stochastic optimization problem, namely consumption and portfolio choice with partial risk insurance.An opposed to some recent optimal-insurance models a general-equilibrium approach —with two classes of heterogeneous agents—is adopted.Furthermore, the paper departs from traditional portfolio analysis in that it emphasises the dynamics of financial markets and justifies the existence of market trading.In this sense, it widens some recent general-equilibrium results on capital flows by including bankruptcy risk and insurance.

     

≪Global dynamics and controls in an irregular economy model≫

The macroeconomic model of an irregular economy proposed by B. Contini, F. Cugno and M. Galeotti (1984) is extended by increasing the number of state variables and thus the dimension of the phase space for the relative dynamical system.By showing, through standard Liapunov methods, the non existence of closed non trivial orbits, the global attractivity of the equilibrium set is proved, under suitable boundary conditions.Control policies leading the economy to a desired equilibrium state are seen to be feasible, and central instruments which appear to be effective in this respect are briefly discussed.

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Riassunto Il lavoro estende un modello macroeconomico dell'economia irregolare che è stato proposto da B. Contini, F. Cugno e M. Galeotti nel 1984.Come nello schema originario la dimensione di ciascun settore economico (quello regolare e quello irregolare) dipende dall'andamento dei costi ad esso relativi, mentre il tasso di inflazione è legato ai prezzi ed alle quote dei due diversi settori.Noi non trattiamo, tuttavia, il differenziale tra i tassi di crescita della produttività,k, come una grandezza costante, e scriviamo, invece, una nuova equazione differenziale che ne descrive la dinamica.In questo modo si ottiene uno spazio delle fasi di dimensione tre che è stratificato da varietà invarianti di dimensione due. Ciascuna di queste varietà contiene esattamente un punto di equilibrio, che si prova essere un attrattore globale, sotto opportune condizioni al bordo.Dimostriamo, infine, che nell'ambito del nostro modello è formalemente possibile controllare il settore irregolare; questo ci porta al problema economico di quali politiche centrali siano atte a far conseguire un obbiettivo fissato relativamente alla dimensione della attività regolari ed irregolari in cui si articola il sistema.

     

Equilibrio e relazione distributiva in un modello di Sraffa con tassi di profitto eterogenei

Si considera un modello di Sraffa a produzione semplice nel quale l'ipotesi di uniformità del saggio di profitto è sostituita con quella di saggi di profitto eterogenei ma in rapporto costante tra di loro. Per tale modello vengono studiati l'esistenza di soluzioni, la costanza dei prezzi rispetto alle variabili distributive ed il legame funzionale tra queste, con speciale riguardo al caso lineare.

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Summary This note deals with the well-known Sraffa's model of exchange for a simple production economy in the case where the sector profit rates bear constant proportions to each other. Some formal results are presented on the equilibria of the model, both in normal and in vertical integrated form, on the dependence, implicitly defined by the model, of the prices vector and of the wage rate on the profit parameter, and about the concepts of (generalized) standard productions and uniform composition of capital.

     

Sulla vitalità di un mercato finanziario

Questo lavoro discute un modello di mercato finanziario basato sulla teoria della vitalità associata allo studio delle inclusioni differenziali. Il modello permette di esplicitare l'esistenza di una relazione di dipendenza tra le quantità di un titolo detenute dagli agenti ed il suo prezzo di mercato. Basandosi su questa, è possibile ottenere rigorosamente l'esistenza di un sentiero temporale per il prezzo senza bisogno di introdurre ipotesiad hoc.

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Summary This work discusses a model of a financial market based on viability theory and differential inclusions. The model makes it explicit the existence of a relationship between the quantities of a security held by agents and its market price. Based on this, we show how to establish rigorously the existence of a time path for the price which in the literature is usually assumed without much justification.

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Ringraziamo E. Castagnoli per alcuni utili commenti. Le conversazioni con J.-P. Aubin, F. Moriconi e F. Ortu sull'etimologia e l'interpretazione dei concetti di vitalità ci sono state di grande beneficio.     

Due problemi di natura combinatoria inerenti le partizioni di un insieme finito

Nella prima parte si considera il problema della enumerazione delle partizioni di un insieme finito e si dà una nuova relazione di ricorrenza fra i numeri di Stirling di seconda specie. La relazione trovata permette di dedurre per via elementare la forma chiusa dei numeri di Stirling di seconda specie e dei numeri di Bell. Nella seconda parte si vuole vedere sotto quali e quante condizioni risulta additiva o superadditiva una funzione reale con dominioP (N), insieme delle parti dell’insieme finitoN. Dopo aver introdotto alcune definizioni, viene evidenziata l’equivalenza fra tre diverse condizioni atte a verificare l’additività di una funzione d’insieme. Dopo aver mostrato che tale equivalenza non sussiste più quando si tenta di trasferirla a funzioni superadditive, si ricava il numero di controlli necessari e sufficienti a verificare la superadditività di una funzione data empiricamente. In seguito si rivedono i risultati ottenuti inquadrandoli nella Teoria dei giochi di cooperazione adn persone, con particolare riferimento al calcolo del valore secondo Shapley, che viene trattato anche in un esempio numerico.     

Approccio di tipo max-min per la determinazione del prezzo psicologico in caso di incertezza

Si considera un modello, già noto in letteratura, in cui un produttore deve determinare il prezzo unitario di vendita del bene che produce. Scopo di questo lavoro è generalizzare il modello suddetto al caso di incertezza nell'informazione e studiare l'esistenza delle soluzioni del problema che consegue da tale generalizzazione.

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Summary Let us consider a model, known in literature, in which a producer must determine the unitary selling-price of the commodity that he produces. Purpose of this paper is to generalize such a model for case of uncertainty in the information and to study the existence for the problem connected with this generalization.

     

Martingale applicate alla teoria del rischio: Processi di guadagno a submartingala e aggiustabilità

Viene formalizzata e studiata l'attività di una compagnia che opera in un mercato assicurativo non vita. Si ipotizza che il guadagno realizzato sulla generica polizza sia una submartingala. Si danno disuguaglianze significative per la probabilità di rovina all'infinito ed entro l'n-mo periodo nel caso in cui il rendimento di portafoglio della compagnia sia “aggiustabile”. I risultati vengono discussi nel caso in cui il mercato sia stratificato in classi di rischio nell'ipotesi di indipendenza; si accenna al caso particolare di rischi poissoniani e all'ipotesi di correlazione interna alle classi di rischio.     

Alcuni approcci inferenziali per processi di arrivo dei sinistri

Vengono esaminati tre modelli atti a rappresentare aspetti strutturali ed inferenziali del processo dei numeri aleatori annui di sinistri relativi ad un rischio assicurato. In particolare ci si sofferma su un modello costruito misturando processi a catena markoffiana; per questo modello viene proposto un approccio che riteniamo interessante anche dal punto di vista applicativo. Il confronto tra i diversi modelli viene condotto anche sulla base di alcuni risultati numerici.     

A non-parametric statistical model for the control of Italian insurance companies

The problem of evaluating the solvency of insurance companies is tackled through the use of a non-parametric statistical model, constructed using decision-tree techniques. The model is tested on a sample of Italian non-life insurance companies and its performance over the test period compared with those of linear and quadratic parametric models.

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Riassunto Il problema della valutazione della solvibilità delle imprese di assicurazione è affrontato con l'impiego di un modello statistico non parametrico, costruito con le tecniche degli alberi delle decisioni. Viene proposta una sperimentazione del modello su un campione di imprese assicuratrici italiane operanti nei rami nonvita ed effettuata una analisi comparata intertemporale con gli standards di efficienza registrati su modelli parametrici lineare e quadratico.

     

«Una condizione necessaria e sufficiente di minimax per il problema dei dadi truccati»

Nell'articolo si fornisce una condizione necessaria e sufficiente di minimax locale per il problema dei dadi truccati». Tale condizione integra una condizione necessaria di minimax proposta dall'Autore in un precedente lavoro. La verifica della condizione non presenta difficoltà in relazione alla regolarità dei vincoli. Una applicazione significativa à esposta relativamente al caso di dimensione 5.

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Summary A necessary and sufficient condition for the minimax loaded dice problem is proposed. An application of this condition for the casen=5 is given.

     

Equivocations for transposition ciphers

In a transposition cipher the message sequence is subdivided into blocks of equal length and each block is shuffled according to a chosen key. To evaluate the performance of a transposition cipher we take a Shannon-theoretic standpoint and compute relevant equivocations. It is wellknown that transposition ciphers are strongly ideal for memoryless stationary sources (key and cryptogram are independent). We consider also message equivocation and key-appearance equivocation and do not assume that the length of the intercepted cryptogram is a multiple of the block-length. The index of coincidence of the source statistics is shown to be a relevant parameter, at least asymptotically.

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Riassunto Il principio della trasposizione è uno dei più antichi in crittografia, ma non è obsoleto: i cifrari a trasposizione vengono adoperati come blocchi costitutivi di alcuni dei più autorevoli cifrari attualmente in uso, come il DES dell'IBM che è stato adottato dal National Bureau of Standards americano. Il messaggio in chiaro che si vuol cifrare viene spezzato in blocchi di ugual lunghezza e ciascun blocco viene «trasposto» (anagrammato) secondo una permutazione fissa e segreta (la chiave del cifrario). In questo lavoro le prestazioni dei cifrari a trasposizione vengono valutate dal punto di vista della teoria di Shannon, calcolando certe «equivocazioni» pertinenti: tali equivocazioni quantificano l'incertezza di una spia che abbia intercettato il crittogramma; dopo l'intercettazione le equivocazioni a priori si trasformano in equivocazioni a posteriori secondo un meccanismo di tipo bayesiano. Se la sorgente dei messaggi è data da un processo stocastico stazionario senza memoria, è ben noto che per quanto concerne la chiave le equivocazioni a priori e a posteriori coincidono: i cifrari a trasposizione sono in questo caso «fortemente ideali».Noi consideriamo anche l'equivocazione sul messaggio e quella sulla «comparsa della chiave» (quest'ultima è significativa nel caso di «attacchi con testo in chiaro»). L'equivocazione sul messaggio si ottiene da quella sulla chiave, che è una costante indipendente dalla lunghezza del crittogramma intercettato, al modo seguente: si somma un contributo periodico che si annulla solo quando tale lunghezza è un multiplo della lunghezza di blocco, e si sottrae una correzione infinitesima (pari all'equivocazione sulla comparsa della chiave) la cui velocità di convergenza è asintoticamente determinata dall' «indice di coincidenza» della distribuzione di probabilità che regola la sorgente dei messaggi.

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Questo lavoro è parte del programma di ricerca del GNIM-CNR. È incluso nel programma dell'International Symposium of Information Theory, Brighton (Inghilterra), giugno 1985.