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Gopinath et al (2019)

Estoy buscando explicación y demostración sobre el modelo Gopinath:

La función de utilidad por período es separable en consumo y trabajo, y se da por: $$U(C_{j;t};N_{j;t})= \frac{1}{1-\sigma_c}C^{1-\sigma_c}_{j;t} - \frac{\kappa}{1+\varphi}N^{1+\varphi}_{j;t}$$ donde $\sigma_c > 0$ es el coeficiente de aversión al riesgo relativo del hogar, $\varphi > 0$ es el inverso de la elasticidad de Frisch de la oferta de trabajo y $\kappa$ escala la desutilidad del trabajo.

El agregador de consumo $C_{j;t}$ está definido implícitamente por un agregador de demanda homotético de Kimball (1995): $$\sum_{i}\frac{1}{|\Omega_i|}\int_{\omega\in\Omega} \gamma_{ij}\Upsilon(\frac{|\Omega_i|C_{ij,t}(\omega)}{\gamma_{ij}C_{j,t}})d\omega=1$$

En la Ecuación (2), $C_{ij;t}(\omega)$ representa el consumo de los hogares en el país $j$ de la variedad $\omega$ producida por el país $i$ en el tiempo $t$. $\gamma_{ij}$ es un conjunto de pesos de preferencia que captura el sesgo de consumo local en el país $j$, con $\sum_{i} \gamma_{ij} = 1$, mientras que $|\Omega_i|$ es la medida de variedades producidas en el país $i$. La función $\Upsilon(.)$ satisface las restricciones $\Upsilon(1) = 1$, $\Upsilon^{'}(.) > 0$ y $\Upsilon^{''} (.) < 0$. Como es bien sabido, esta estructura de demanda da lugar a complementariedades estratégicas en los precios y en los incrementos variables. Captura el clásico canal de incrementos variables y fijación de precios en el mercado descrito a continuación.

Los hogares en el país $j$ resuelven el siguiente problema de optimización dinámica, $$\max_{C_{j,t}W_{j,t}B_{\\\$j,t+1}B_{j,t+1}(s')} \mathbb{E}_0\sum_{t = 0}^\infty \beta^{t}U(C_{j,t}N_{j,t})$$

donde $\mathbb{E}_t$ denota las expectativas condicionales a la información disponible en el tiempo t, sujeto a la restricción presupuestaria por período expresada en moneda local, $$P_{j,t}C_{j,t}+ \varepsilon_{\\\$j,t}(1+i_{j,t-1}^{\\\$})B_{j,t}^{\\\$}+B_{j,t}= W_{j,t}(h)N_{j,t}(h)+\Pi_{j,t}+\varepsilon_{\\\$j,t}B_{j,t+1}^{\\\$}+\sum_{s^{'}\in S}Q_{j,t}(s^{'})B_{j,t+1}(s^{'})$$

En esta expresión, $P_{j;t}$ es el índice de precios para el agregador de consumo doméstico $C_{j;t}$. $\Pi_{j;t}$ representa los beneficios domésticos transferidos a los hogares domésticos, dueños de empresas domésticas. En el lado financiero, los hogares comercian un bono internacional libre de riesgo denominado en dólares que paga una tasa de interés nominal $i^{$}_{ j;t}$. $B^{\\\$}_{j;t+1}$ denota las tenencias de deuda en dólares de este bono en el tiempo $t$. También tienen acceso a un conjunto completo de valores contingentes al estado doméstico (en moneda de $j$) que se negocian localmente y en oferta neta cero. Denotando S el conjunto de posibles estados del mundo, $Q_{j;t}(s)$ es el precio en el período $t$ de la seguridad que paga una unidad de moneda local en el periodo $t + 1$ y el estado $s \in S$, y $B_{j;t+1}(s)$ son las tenencias correspondientes.

Mi problema radica en las demostraciones de los resultados que vendrán a continuación:

Las condiciones de optimalidad del problema del hogar producen el siguiente sistema de demanda: $$C_{ij,t}(\omega)= \gamma_{ij}\psi(D_{j,t}\frac{P_{ij,t}(\omega)}{P_{j,t}})C_{j,t}$$

donde $\psi(.) := \Upsilon^{'-1}(.) > 0$ para que $\psi^{'}(.) < 0$, $D_{j;t} := \sum_i \int_{\Omega_i}\Upsilon^{'}(\frac{|\Omega_i|C_{ij,t}(\omega)}{\gamma_{j,t}C_{ij;t}})\frac{C_{ij;t}(\omega)}{C_{j;t}}d\omega$ es un índice de demanda y $P_{ij ; t}\omega)$ denota el precio de la variedad $\omega$ producida en el país $i$ y vendida en el país $j$, en la moneda de $j$. Definir la elasticidad de la demanda $\sigma_{ij;t}(\omega) := -\frac{\partial log C_{ij;t}(\omega)}{\partial log Z_{ij;t}(\omega)}$, donde $Z_{ij;t}(\omega) := D_{j;t}\frac{P_{ij;t}(\omega)}{P_{j;t}}$.

El logaritmo del incremento de precio flexible óptimo es $\mu_{ij;t}(\omega):= log(\frac{\sigma_{ij;t}}{\sigma_{ij;t}-1})$. Es variable en el tiempo y permitimos que $\Gamma_{ij;t}(\omega) := \frac{\partial \mu_{ij;t}}{\partial log Z_{ij;t}(\omega)}$ denote la elasticidad de ese incremento. Por definición, el índice de precios $P_{j;t}$ satisface $P_{j;t}C_{j;t} =\sum_i \int_{\Omega_i} P_{ij;t}(\omega)C_{ij;t}(\omega)d\omega$.

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ruvan Puntos 51

Demostración

  1. Lagrangiano estático

$$\max_{C_{j,t}C_{ij,t}}C_{j,t} $$ $$s.t. \sum_{i}\frac{1}{|\Omega_i|}\int_{\omega\in\Omega} \gamma_{ij}\Upsilon\Big(\frac{|\Omega_i|C_{ij,t}(\omega)}{\gamma_{ij}C_{j,t}}\Big)d\omega=1$$ $$\sum_i \int_{\Omega_i} P_{ij,t}(\omega)C_{ij,t}(\omega)d\omega=y$$ con $y = P_{j,t}C_{j,t}$

El Lagrangiano es: $$\mathcal{L} = C_{j,t}+\lambda_1\Bigg(1-\sum_{i}\frac{1}{|\Omega_i|}\int_{\omega\in\Omega} \gamma_{ij}\Upsilon\Big(\frac{|\Omega_i|C_{ij,t}(\omega)}{\gamma_{ij}C_{j,t}}\Big)d\omega\Bigg)+\lambda_2\Bigg(y-\sum_i \int_{\Omega_i} P_{ij,t}(\omega)C_{ij,t}(\omega)d\omega\Bigg)$$

$$\frac{\partial \mathcal{L}}{\partial C_{j,t}}=0 \Rightarrow \lambda_1\sum_{i}\int_{\omega\in\Omega}\Upsilon^{'}\Big(\frac{|\Omega_i|C_{ij,t}(\omega)}{\gamma_{ij}C_{j,t}}\Big)\frac{C_{ij,t}(\omega)}{C_{j,t}^2}=1$$

$$\frac{\partial\mathcal{L}}{\partial C_{ij,t}}=0 \Rightarrow \lambda_1\Upsilon^{'}\Big(\frac{|\Omega_i|C_{ij,t}(\omega)}{\gamma_{ij}C_{j,t}}\Big)\frac{1}{C_{j,t}} = \lambda_2 P_{ij,t}(\omega)$$

de $E_2$ tenemos:

$$\Upsilon^{'}\Big(\frac{|\Omega_i|C_{ij,t}(\omega)}{\gamma_{ij}C_{j,t}}\Big) = \frac{\lambda_2 P_{ij,t}(\omega)}{\frac{\lambda_1}{C_{j,t}}}$$

de $E_1$ podemos escribir $$\lambda_1=\frac{1}{\sum_{i}\int_{\omega\in\Omega}\Upsilon^{'}\Big(\frac{|\Omega_i|C_{ij,t}(\omega)}{\gamma_{ij}C_{j,t}}\Big)\frac{C_{ij,t}(\omega)}{C_{j,t}^2}}$$

Al sustituir el valor de $\lambda_1$ en $E_2$, obtenemos: $$\Upsilon^{'}\Big(\frac{|\Omega_i|C_{ij,t}(\omega)}{\gamma_{ij}C_{j,t}}\Big)=\lambda_2 P_{ij,t}(\omega)\sum_{i}\int_{\omega\in\Omega}\Upsilon^{'}\Big(\frac{|\Omega_i|C_{ij,t}(\omega)}{\gamma_{ij}C_{j,t}}\Big)\frac{C_{ij,t}(\omega)}{C_{j,t}}$$

En el contexto de elasticidad constante de sustitución, podemos escribir $P_{j,t}=\frac{1}{\lambda_2}$. como resultado, $\lambda_2 P_{ij,t}=\frac{P_{ij,t}(\omega)}{P_{j,t}}$ porque $\lambda_2=\frac{1}{P_{j,t}}$.

Todo esto nos permite obtener la siguiente relación: $$\Upsilon^{'}\Big(\frac{|\Omega_i|C_{ij,t}(\omega)}{\gamma_{ij}C_{j,t}}\Big)=\sum_{i}\int_{\omega\in\Omega}\Upsilon^{'}\Big(\frac{|\Omega_i|C_{ij,t}(\omega)}{\gamma_{ij}C_{j,t}}\Big)\frac{C_{ij,t}(\omega)}{C_{j,t}}\frac{P_{ij,t}(\omega)}{P_{j,t}}$$

de donde $$\frac{|\Omega_i|C_{ij,t}(\omega)}{\gamma_{ij}C_{j,t}})=\Upsilon'^{-1}\Bigg(\sum_{i}\int_{\omega\in\Omega}\Upsilon^{'}\Big(\frac{|\Omega_i|C_{ij,t}(\omega)}{\gamma_{ij}C_{j,t}}\Big)\frac{C_{ij,t}(\omega)}{C_{j,t}}\frac{P_{ij,t}(\omega)}{P_{j,t}}\Bigg)$$

$$\Rightarrow C_{ij,t}(\omega)=\gamma_{ij}C_{j,t}\Upsilon'^{-1} \Bigg(\sum_{i}\int_{\omega\in\Omega}\Upsilon^{'}\Big(\frac{|\Omega_i|C_{ij,t}(\omega)}{\gamma_{ij}C_{j,t}}\Big)\frac{C_{ij,t}(\omega)}{C_{j,t}}\frac{P_{ij,t}(\omega)}{P_{j,t}}\Bigg)$$

En conclusión: $$C_{ij,t}(\omega)= \gamma_{ij}\psi\Bigg(D_{j,t}\frac{P_{ij,t}(\omega)}{P_{j,t}}\Bigg)C_{j,t}$$

  1. Lagrangiano dinámico

$$\max_{C_{j,t}N_{j,t}B_{\\\$j,t+1}B_{j,t+1}(s')} \mathbb{E}_t \sum_{t = 0}^\infty \beta^{t}U(C_{j,t}N_{j,t})$$ $s.t.$ $$P_{j,t}C_{j,t}+ \mathcal{E}_{\\\$j,t}(1+i_{j,t-1}^{\\\$})B_{j,t}^{\\\$}+B_{j,t}= W_{j,t}(h)N_{j,t}(h)+\Pi_{j,t}+\mathcal{E}_{\\\$j,t}B_{j,t+1}^{\\\$}+\sum_{s^{'}\in S}Q_{j,t}(s^{'})B_{j,t+1}(s^{'})$$

\begin{eqnarray} \mathcal{L}^{dyn}=\mathbb{E}_t \sum_{t = 0}^\infty \beta^{t}\Bigg[ \frac{1}{1-\sigma_c}C^{1-\sigma_c}_{j;t} - \frac{\kappa}{1+\varphi}N^{1+\varphi}_{j;t} +\lambda_t\Big(W_{j,t}(h)N_{j,t}(h)+\Pi_{j,t}\\ +\mathcal{E}_{\\\$j,t}B_{j,t+1}^{\\\$}+\sum_{s^{'}\in S}Q_{j,t}(s^{'})B_{j,t+1}(s^{'}) -P_{j,t}C_{j,t}+ \mathcal{E}_{\\\$j,t}(1+i_{j,t-1}^{\\\$})B_{j,t}^{\\\$}+B_{j,t}\Big)\Bigg] \nonumber \end{eqnarray}

$$\frac{\partial\mathcal{L}^{dyn}}{\partial C_{j,t}}=0 \Rightarrow C_{j,t}^{-\sigma_c}=\lambda_t P_{j,t} \Rightarrow \lambda_t = \frac{C_{j,t}^{-\sigma_c}}{P_{j,t}} \Rightarrow \lambda_{t+1} = \frac{C_{j,t+1}^{-\sigma_c}}{P_{j,t+1}}$$

$$\frac{\partial\mathcal{L}^{dyn}}{\partial N_{j,t}}=0 \Rightarrow \kappa N^{\varphi}_{j;t} = \lambda_t W_{j,t}(h)$$

$$\frac{\partial\mathcal{L}^{dyn}}{\partial B_{j,t+1}^{\\\$}}=0 \Rightarrow \lambda_t\mathcal{E}_{\\\$j,t}= \lambda_{t+1}\mathbb{E}_t\beta\mathcal{E}_{\\\$j,t+1}(1+i_{j,t}^\\\$)$$

Al sustituir $\lambda_t$ y $\lambda_{t+1}$ en $E_3$, obtenemos: $$\frac{C_{j,t}^{-\sigma_c}}{P_{j,t}}\mathcal{E}_{\\\$j,t}=\frac{C_{j,t+1}^{-\sigma_c}}{P_{j,t+1}}\mathbb{E}_t\beta\mathcal{E}_{\\\$j,t+1}(1+i_{j,t}^\\\$)$$

En conclusión: $$C_{j,t}^{-\sigma_c}=\beta(1+i_{j,t}^\\\$)\mathbb{E}_t \Big(C_{j,t+1}^{-\sigma_c}\frac{P_{j,t}}{P_{j,t+1}}\frac{\mathcal{E}_{\\\$j,t+1}}{\mathcal{E}_{\\\$j,t}} \Big)$$

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