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Distribución de Pareto y curva de Lorenz

Actualmente estoy estudiando las distribuciones de Pareto y su relación con las curvas de Lorenz, pero estoy teniendo dificultades para entender el concepto. Si estoy entendiendo correctamente, la curva de Lorenz describe la distribución de la riqueza y la curva de Lorenz de una distribución de Pareto significa que estamos asumiendo que el ingreso está distribuido de acuerdo a Pareto. ¿Es esto correcto? Pero si la distribución de Pareto en sí misma describe la distribución de la riqueza, ¿por qué necesitamos tomar una curva de Lorenz de la misma?

También, supongamos que la función de distribución acumulada para una variable aleatoria distribuida de manera Pareto $X$ con parámetros $\alpha$ y $x_m$ es

$F_X(X)=\begin{cases} 1-(\frac{x_m}{x})^{\alpha}, \quad x\ge x_m \\ 0, \quad x

y la curva de Lorenz de la misma es

$L(F)=1-(1-F)^{1-\frac{1}{\alpha}}$.

¿Qué significan los parámetros $\alpha$ y $x_m$ en la curva de Lorenz? ¿Es $\alpha$ el nivel de ingresos? ¿Qué significa la variable $x$?

Disculpas si esta es una pregunta un poco estúpida, pero parece que no puedo entenderlo.

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user24992 Puntos 21

Con mi conocimiento muy limitado de la economía del desarrollo:

$\left(\frac{x_m}{x}\right)^\alpha$ representa la proporción de la población que tiene un ingreso mayor o igual a $x$ donde $x\geq x_m>0$ y $x_m$ es la cantidad mínima de ingreso.

Ejemplo 1:

Supongamos que $\alpha\rightarrow 1$ y el ingreso mínimo en la economía es $50,000$. Podemos preguntarnos, ¿qué proporción de la población tiene un ingreso mayor o igual a $50,000$?

$$\lim_{\alpha \rightarrow 1} \left(\frac{x_m}{x}\right)^\alpha = \left(\frac{50,000}{50,000}\right)^1=1$$

Esto sugiere que $100\%$ de la población tiene un ingreso mayor o igual a $50,000$.

Ejemplo 2:

Supongamos que $\alpha \rightarrow 1$ y el ingreso mínimo en la economía es $50,000$. Podemos preguntarnos, ¿qué proporción de la población tiene un ingreso mayor o igual a $500,000$?

$$\lim_{\alpha \rightarrow 1}\left(\frac{x_m}{x}\right)^\alpha = \left(\frac{50,000}{500,000}\right)^1=0.1$$

Esto sugiere que $10\%$ de la población tiene un ingreso mayor o igual a $500,000$.

La historia no termina ahí. ¿Qué pasa con $\alpha$? Debe ser el caso que $\left(\frac{x_m}{x}\right)^\alpha$ esté acotado entre 0 y 1 (es una proporción). Como tal, debe ser el caso que $\alpha>1$. En la literatura, $\alpha$ se refiere como el Índice de Pareto. Consideremos otro ejemplo.

Ejemplo 3:

Supongamos que $\alpha=2$ y el ingreso mínimo en la economía es $50,000$. Podemos preguntarnos, ¿qué proporción de la población tiene un ingreso mayor o igual a $500,000$?

$$\left(\frac{x_m}{x}\right)^\alpha = \left(\frac{50,000}{500,000}\right)^2=0.01$$

Esto sugiere que $1\%$ de la población tiene un ingreso mayor o igual a $500,000$. A partir de esto, un $\alpha$ alto, o un alto Índice de Pareto, sugiere una pequeña proporción de individuos con altos ingresos.

¿Cuál es un valor razonable de $\alpha$? Podemos normalizar $x_m = 1$. Supongamos que queremos conocer la parte del ingreso total que reciben aquellas personas con un ingreso superior, digamos, a $\tilde{x}$. Tomamos las siguientes integrales:

$$\int_{x_m}^{\infty} x^{-\alpha} dx = \int_{1}^{\infty} x^{-\alpha} dx = \frac{1}{\alpha-1}$$

$$\int_{\tilde{x}}^{\infty} x^{-\alpha} dx = \frac{\tilde{x}^{1-\alpha}}{\alpha-1}$$

Por lo tanto, la parte del ingreso total que reciben aquellas personas con un ingreso superior a $\tilde{x}$, llamémosle $q$, es la relación de las dos integrales:

$$q = \tilde{x}^{1-\alpha}$$

También queremos definir la proporción de la población de altos ingresos con un ingreso mayor que $\tilde{x}$ como $p$:

$$p = \tilde{x}^{-\alpha}$$

La siguiente pregunta lógica sería qué valor de $\alpha$ nos permite conciliar la observación empírica de que el $20\%$ de la población tiene el $80\%$ del ingreso total. Esto implica que $p=.2$ y $q=.8$.

$$q = p^{\frac{\alpha-1}{\alpha}}$$

Tomando el logaritmo de ambos lados:

$$\ln(q) = \frac{\alpha-1}{\alpha}\ln(p)$$

Resolviendo para $\alpha$:

$$\alpha = \frac{\ln(p)}{\ln(p)-\ln(q)} = \frac{\ln(.2)}{\ln(.2)-\ln(.8)} = 1.16$$

Por lo tanto, un $\alpha=1.16$ es consistente con lo que se observa empíricamente. Para responder a la pregunta, $x_m$ es la cantidad mínima de ingreso y generalmente se normaliza a $1$. $\alpha$ es el Índice de Pareto que es una medida de la proporción de individuos con altos ingresos. Un $\alpha$ alto sugiere un bajo número de individuos con altos ingresos.

La transformación $L(F)$ simplemente te permite calcular qué % de la riqueza total es controlada por aquellos con un ingreso por debajo de $\tilde{x}$.

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¡Hola! Primero que nada, gracias por la excelente respuesta. Aclaró muchas de mis preguntas. Sin embargo, suponiendo que $X$ está distribuido de forma Pareto, para que $EX$ tome un valor finito debe ser que $\alpha>1$. Basado en esto, ¿por qué se permite que $\alpha=1?

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Gracias por señalar este problema. He actualizado la respuesta para demostrar que estoy hablando de alfa aproximándose a 1 en el límite.

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