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Desviaciones estándar y elasticidades

Me interesan dos variables $x, y$ . Sus desviaciones estándar (empíricas observadas) son $\sigma_x$ , $\sigma_y$ . Conozco la elasticidad de $x$ por ejemplo $y$ es $\eta_{x,y}$ .

Dejemos que $x$ se determinará completamente a través de $y$ que es la única fuente de aleatoriedad. ¿Es cierto que

$$ \frac{\sigma_x}{mean(X)} = \eta_{x,y} \cdot \frac{\sigma_y}{E[y]}$$

?

No encuentro nada sobre esta relación, pero parece que las desviaciones típicas de dos variables debidamente escaladas deberían estar conectadas a través de su elasticidad.

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Bernard Puntos 10700

Dejemos que $X = h(Y)$ . Una expansión de Taylor de primer orden en torno a $E(Y) = \mu_y$ da

$$X \approx h[\mu_y] + h'[\mu_y]\cdot [Y-\mu_y]$$

Esto lleva fácilmente a

$$\sigma^2_x \approx \big(h'[\mu_y]\big)^2\cdot \sigma^2_y$$

Desde

$$\eta_{x,y} \equiv h'\cdot \frac Yh \implies \eta_{x,y}(\mu_y) = h'(\mu_y)\frac {\mu_y}{h(\mu_y)} \implies h'(\mu_y) = \eta_{x,y}(\mu_y) \cdot \frac {h(\mu_y)}{\mu_y}$$

Sustituyendo,

$$\sigma^2_x \approx \left(\eta_{x,y}(\mu_y) \cdot \frac {h(\mu_y)}{\mu_y}\right)^2\cdot \sigma^2_y$$

Tomando root cuadrada nos lleva a

$$\frac {\sigma_x}{h(\mu_y)} \approx \eta_{x,y}(\mu_y) \cdot \frac {\sigma_y}{\mu_y} $$

La diferencia de lo anterior con la expresión de la pregunta es que

a) La elasticidad debe evaluarse en el centro de la expansión de Taylor utilizada y
b) $h(\mu_y)$ suele ser igual a $E(X)=E[h(Y)]=\mu_x$ sólo en una primera aproximación, debido a la desigualdad de Jensen.

Por supuesto, si la relación entre $X$ et $Y$ es lineal, y/o la elasticidad es constante, las cosas se especializan.

En cualquier caso, es válido como aproximación escribir

$${\rm cv}_x \approx \eta_{x,y}(\mu_y) \cdot {\rm cv}_y $$

donde "cv" significa " coeficiente de variación ".

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