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in meiner Hausarbeit analysiere ich ein Handelsmodell (s. unten).
Mein Problem besteht darin, eine Nutzenfunktion (uB) mit Fallunterscheidungen über eine zweidimensionale Zufallsvariable ω=(ωBS) zu integrieren. Würde mich freuen, wenn mir jemand einen Ansatz geben könnte.

Modell: Betrachtet wird die Beziehung zwischen einem Käufer (B) und einem Verkäufer (S), der ein Gut verkauft. Die Parteien schreiben einen Vertrag zum Zeitpunkt 0, der die Handelspreise spezifiziert, zu denen das Gut zum Zeitpunkt 2 gehandelt werden kann. Wird das Gut gehandelt, zahlt der Käufer p0+k an den Verkäufer. Beim Nichthandel zahlt der Käufer nur p0.  Zwischen den Zeitpunkten 0 und 1 tätigen beide Parteien Investitionen b und s. Diese verursachen private Kosten KB(b) und KS(s). Zum Zeitpunkt 1 realisiert sich die stetige zweidimensionale Zufallsvariable ω=(ωBS)∈[0,1]2, welche die Zahlungsbereitschaft des Käufers v=v(ωB,b) (stetige Zufallsvariable) und die Produktionskosten des Verkäufers c=c(ωS,s) (stetige Zufallsvariable) beinflusst. Die stetige gemeinsame Dichtefunktion ist gegeben mit f(ω)=(ωBS). Aus f(ω) ergeben sich die Randdichten fBB)=\( \int\limits_{0}^{1} \)f(ω)dωS und fSS)=\( \int\limits_{0}^{1} \)f(ω)dωB. Zwischen Zeitpunkt 1 und 2 können beide Partein den alten Vertrag nachverhandlen (nicht relevant für meine Frage). Handel ist effizient, wenn v≥c. Im Rahmen des alten Vertrags wird der Verkäufer nur bereit sein zu handeln, wenn k>c. Der Nutzen des Käufers zum Zeitpunkt 2 ist gegeben mit:


uB=-KB(b)-p0+\( \begin{pmatrix} 0 & wenn & k<c & und & v<c \\ v-c & wenn & k<c &und & v≥c\\ c-k & wenn & k>c &und &v<k \\ v-k & wenn& k>c &und &v≥c\end{pmatrix} \)

Aufgabe:

Um den erwarteten Nutzen UB zu bestimmen, muss man uB über die Zufalls variablen ωB und ωS integrieren, weil die v und c bestimmen, und somit beeinflussen welcher Fall eintritt. Folglich suchen wir hier Ev,c[max{0,v-c,c-k,v-k}]-KB(b)+p0. Der letzte Term taucht im Erwartungswert auf, weil diese Zahlungen/Kosten in jedem Fall auftreten. Der erwartete Nutzen UB ist gegeben mit:

UB=\( \int\limits_{0}^{1} \) \( \int\limits_{0}^{1}\) [v(ωB,b)-c(ωS,s)]+f(ω)dωBS-\( \int\limits_{0}^{1} \) [k-c(ωS,s)]+fSS)dωS-KB(b)+p0.

Note: Hier gilt [•]+=max{0,•}

Die ersten beide Terme von uB beschreiben den Erwartungswert von den vier möglichen zusätzlichen Auszahlungen. Betrachtet man z.B. den Fall k<c mit v≥c, dann folgt aus dem Integral genau die t=2 Auszahlung v-c.

Frage: Wie kann man die beiden Integrale mathematisch herleiten?

Würde mich freuen, falls mir jemand einen Ansatz geben könnte.

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Titel: Wie wird hier die formale Integration der Funktion mit Fallunterscheidungen durchgeführt?

Stichworte: integration,erwartungswert,stetige,zufallsvariable,fallunterscheidung

In meiner Hausarbeit muss ich den Erwartungswert einer stetigen Auszahlung mit Fallunterscheidungen bilden bzw. eine Nutzenfunktion integrieren. Allerdings habe ich hier Schwierigkeiten die Intergration durchzuführen.

Aufgabe: Bestimme den Erwartungswert von uB

gegeben sind:

-Presie: p0 und k (Parameter)

-Integrationsvariable: ω=(ωBS)∈[0,1]2 (stetige zweidimensionale Zufallsvariable)

-Gemeinsame Dichtefunktion: f(ω)=f(ωB S)

-Randdichten: fBB)=\( \int\limits_{0}^{1} \)f(ω)dωS fS(ωS)=\( \int\limits_{0}^{1} \)f(ω)dωB.

-Zahlungsbereitschafts des Käufers: v=v(ωB,b)>0 (stetige Zufallsvariable)

-Produktionskosten des Verkäufers: c=(ωS,s)>0 (stetige Zufallsvariable)

-Investition: b (Konstante)

-Investitionskosten: KB(b) (Konstante)

-Auszahlung (Nutzen) des Käufers:
uB=-KB(b)-p0+\( \begin{pmatrix} 0 & wenn & k<c & und & v<c \\ v-c & wenn & k<c &und & v≥c\\ c-k & wenn & k>c &und &v<k \\ v-k & wenn& k>c &und &v≥c\end{pmatrix} \)

Lösung: Der Erwartungswert von uB ist gegeben mit:

UB=\( \int\limits_{0}^{1} \) \( \int\limits_{0}^{1}\) [v(ωB,b)-c(ωS,s)]+f(ω)dωBS-\( \int\limits_{0}^{1} \) [k-c(ωS,s)]+fSS)dωS-KB(b)+p0.

wobei [•]+=max{0,•}

Frage: Wie wird hier die formale Integration der Fallunterscheidungen durchgeführt bzw. wie wird der Erwartungswert von Ev,c[max{0,v-c,c-k,v-k} + E[-KB(b)-p0] gebildet?

Würde mich freuen, wenn mir jemand einen Ansatz geben könnte.

stawin

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