Lie-szimmetriák egy közgazdasági alkalmazása (An economic application of the Lie symmetries)

Ebben a tanulmányban ismertetjük a Nöther-tétel lényegi vonatkozásait, és kitérünk a Lie-szimmetriák értelmezésére abból a célból, hogy közgazdasági folyamatokra is alkalmazzuk a Lagrange-formalizmuson nyugvó elméletet. A Lie-szimmetriák dinamikai rendszerekre történő feltárása és viselkedésük jellemzése a legújabb kutatások eredményei e területen. Például Sen és Tabor (1990), Edward Lorenz (1963), a komplex kaotikus dinamika vizsgálatában jelent®s szerepet betöltő 3D modelljét, Baumann és Freyberger (1992) a két-dimenziós Lotka-Volterra dinamikai rendszert, és végül Almeida és Moreira (1992) a három-hullám interakciós problémáját vizsgálták a megfelelő Lie-szimmetriák segítségével. Mi most empirikus elemzésre egy közgazdasági dinamikai rendszert választottunk, nevezetesen Goodwin (1967) ciklusmodelljét. Ennek vizsgálatát tűztük ki célul a leírandó rendszer Lie-szimmetriáinak meghatározásán keresztül. / === / The dynamic behavior of a physical system can be frequently described very concisely by the least action principle. In the centre of its mathematical presentation is a specic function of coordinates and velocities, i.e., the Lagrangian. If the integral of the Lagrangian is stationary, then the system is moving along an extremal path through the phase space, and vice versa. It can be seen, that each Lie symmetry of a Lagrangian in general corresponds to a conserved quantity, and the conservation principle is explained by a variational symmetry related to a dynamic or geometrical symmetry. Briey, that is the meaning of Noether's theorem. This paper scrutinizes the substantial characteristics of Noether's theorem, interprets the Lie symmetries by PDE system and calculates the generators (symmetry vectors) on R. H. Goodwin's cyclical economic growth model. At first it will be shown that the Goodwin model also has a Lagrangian structure, therefore Noether's theorem can also be applied here. Then it is proved that the cyclical moving in his model derives from its Lie symmetries, i.e., its dynamic symmetry. All these proofs are based on the investigations of the less complicated Lotka Volterra model and those are extended to Goodwin model, since both models are one-to-one maps of each other. The main achievement of this paper is the following: Noether's theorem is also playing a crucial role in the mechanics of Goodwin model. It also means, that its cyclical moving is optimal. Generalizing this result, we can assert, that all dynamic systems' solutions described by first order nonlinear ODE system are optimal by the least action principle, if they have a Lagrangian.

A kvázi- és általánosított hiperbolikus diszkontálás hosszú távon (Quasi- and Generalized Hyperbolic Discounting in Long Term)

Az intertemporális döntések fontos szerepet játszanak a közgazdasági modellezésben, és azt írják le, hogy milyen átváltást alkalmazunk két különböző időpont között. A közgazdasági modellezésben az exponenciális diszkontálás a legelterjedtebb, annak ellenére, hogy az empirikus vizsgálatok alapján gyenge a magyarázó ereje. A gazdaságpszichológiában elterjedt általánosított hiperbolikus diszkontálás viszont nagyon nehezen alkalmazható közgazdasági modellezési célra. Így tudott gyorsan elterjedni a kvázi-hiperbolikus diszkontálási modell, amelyik úgy ragadja meg a főbb pszichológiai jelenségeket, hogy kezelhető marad a modellezés során. A cikkben azt állítjuk, hogy hibás az a megközelítés, hogy hosszú távú döntések esetén, főleg sorozatok esetén helyettesíthető a két hiperbolikus diszkontálás egymással. Így a hosszú távú kérdéseknél érdemes felülvizsgálni a kvázi-hiperbolikus diszkontálással kapott eredményeket, ha azok az általánosított hiperbolikus diszkontálási modellel való helyettesíthetőséget feltételezték. ____ Intertemporal choice is one of the crucial questions in economic modeling and it describes decisions which require trade-offs among outcomes occurring in different points in time. In economic modeling the exponential discounting is the most well known, however it has weak validity in empirical studies. Although according to psychologists generalized hyperbolic discounting has the strongest descriptive validity it is very complex and hard to use in economic models. In response to this challenge quasi-hyperbolic discounting was proposed. It has the most important properties of generalized hyperbolic discounting while tractability remains in analytical modeling. Therefore it is common to substitute generalized hyperbolic discounting with quasi-hyperbolic discounting. This paper argues that the substitution of these two models leads to different conclusions in long term decisions especially in the case of series; hence all the models that use quasi-hyperbolic discounting for long term decisions should be revised if they states that generalized hyperbolic discounting model would have the same conclusion.