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動態過程的穩定結果

  • November 14, 2021

考慮一個變數 $ Y_t $ 根據固定關係隨時間演變 $ Y_{t+1} = f(Y_t) $ . 顯然,固定點 $ f $ 是過程的吸收狀態。為了評估穩定性,我們現在可以允許小錯誤,即 $ Y_{t+1} = f(Y_t) + \epsilon_t $ (我認為具體如何並不重要 $ \epsilon_t $ 是分佈的,但我們應該假設它的均值為零)。在這種情況下,我相信穩定點將取決於斜率 $ f $ . 特別是,我們需要問 $ f $ 大於或小於一(在不同的點)。

問題:任何人都可以向我推薦闡明這些過程的數學的文本嗎?

評論 1:我知道這種事情出現在許多經濟學領域,例如宏觀經濟學(想想索洛模型)、增長理論(想想“窮經濟學”中的 S 形)和進化博弈論。這些參考文獻很好,但理想情況下,我正在尋找一種相對抽象的處理方法。

評論 2:如果我提供一個我所追求的例子可能會有所幫助。讓 $ f(Y) = Y^2 $ 並假設初始值 $ Y_0 $ 在 $ [0, 1] $ . 然後 $ Y_t \in [0, 1] $ 對全部 $ t > 0 $ . 此外,該函式在 $ Y = 0 $ 和 $ Y = 1 $ ; 因此,如果 $ Y_t $ 以某種方式達到這些點,它會卡在那裡。現在考慮“擾動”過程,讓我們假設 $ Y_{t+1} = Y_t^2 + \epsilon_t $ . 計算導數, $ f’(Y) = 2Y $ 所以導數是 $ f’(0) = 0 < 1 $ 和 $ f’(1) = 2 > 1 $ . 這表明,在某種意義上(我希望澄清一下!),固定點 $ Y = 0 $ 是穩定的,並且該過程通常應該結束。

考慮動態系統 $ Y_{t+1} = f(Y_t) $ . 為了研究局部的穩定性 $ Y^\ast = f(Y^\ast) $ 你可以採用泰勒展開式 $ Y_{t+1} $ 大約 $ Y^\ast $ . $$ \begin{align*} &Y_{t+1} \approx f(Y^\ast) + f’(Y^\ast)(Y_{t} - Y^\ast),\ \to &Y_{t+1} \approx Y^\ast + f’(Y^\ast) (Y_{t} - Y^\ast),\ \to &Y_{t+1} - Y^\ast \approx f’(Y^\ast) (Y_t - Y^\ast) \end{align*} $$

這些來自 Oded Galor 的講義似乎很完整。所以: $$ (Y_t - Y^\ast) = (f’(Y^\ast))^t(Y_1 - Y^\ast) $$ 現在如果 $ |f’(Y^\ast)| < 1 $ 然後這收斂到零。所以 $ Y_t $ 收斂回 $ Y^\ast $ 在(小)局部偏差之後。

引用自:https://economics.stackexchange.com/questions/48341