Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original
1 Departamento de Economia ECO 1800 - Técnicas de Pesquisa em Economia – 2010.1 Lista Teórica 2 - GABARITO SEÇÃO 1 1. De acordo com a “hipótese de eficiência dos mercados” (HEM), nenhuma informação disponível antes do período t deveria ajudar a prever o retorno de um ativo no período t. Definindo o retorno do índice do Ibovespa como y, a HEM implica que: ( ) ( )tttt yEyyyE =−− ,...,| 21 Supondo que a HEM seja válida, qual deve ser o valor do coeficiente associado a yt-1 na regressão de yt em uma constante e em yt-1? Você espera que o estimador de MQO seja consistente nessa regressão? Não-viesado? [Dica: veja os Exemplos 11.3 e 11.4 do Wooldridge] RESPOSTA: O valor do coeficiente de y(t-1) deveria ser 0 na regressão de yt em y(t-1) e uma constante. MQO será viesado nessa regressão, pois a hipótese de exogeneidade estrita é violada, mas é provável que seja consistente, pois espera-se que os choques que afetam o retorno em t não estejam sistematicamente relacionados aos choques que determinam o retorno em t-1. Veja a resposta da próxima questão para maiores detalhes sobre as condições para consistência/ausência de viés. 2. Para cada um dos casos abaixo, quais você espera que sejam as propriedades do estimador de MQO (em termos de ausência de viés e consistência)? Variável dependente Regressores (além da constante) Taxa de crescimento das exportações brasileiras (em t) Taxa de câmbio real (em t) Taxa de crescimento das exportações brasileiras (em t) Taxa de câmbio real (em t-1) Taxa de crescimento das exportações brasileiras (em t) Taxa de câmbio real (em t-1) Taxa de crescimento das exportações brasileiras (em t-1) Taxa de crescimento das exportações brasileiras (em t) Taxa de câmbio real (em t-1) Taxa de crescimento das exportações brasileiras (em t-1 e t-2) Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 2 RESPOSTA: A condição básica para ausência de viés do estimador de MQO é a exogeneidade estrita dos regressores: E(ut|X)=0 (isto é, independência entre ut e os x observados em qualquer ponto do tempo). Para o estimador ser consistente, é necessária a exogeneidade contemporânea dos regressores: E(ut|xt)=0 (na verdade é suficiente que cov(ut,xt)=0), além de dados fracamente dependentes/estacionários. Assim, a resposta à questão depende do tipo de relação que acreditemos existir entre a taxa de câmbio real e os outros determinantes das exportações que se encontram “escondidos” no erro da regressão (u). Na minha opinião, o estimador de MQO será viesado em todos os casos citados. No caso 1, isso decorre da idéia de que o câmbio depende das exportações – ou seja, existe na economia uma equação na qual a variável dependente é o câmbio e, entre as variáveis explicativas, encontram-se as exportações – de modo que há “viés de simultaneidade” (que vocês aprenderam em Econometria): correlação entre ut e o câmbio em t. No caso 2, haverá viés caso algum choque que afete as exportações em t acabe afetando também o câmbio em t+1 ou t+2 etc., o que também parece bastante provável – por exemplo, o aumento contemporâneo das exportações pode aumentar a “solvência” do país, permitindo que nos períodos seguintes o país absorva mais capital externo, o que deve afetar o câmbio observado. Nos casos 3 e 4 temos entre os regressores a variável dependente defasada, de modo que a condição de exogeneidade estrita é necessariamente violada (ut afeta yt, que é o valor do regressor yt-1 no período seguinte; logo, há correlação entre ut e o regressor no período seguinte) – e, portanto, MQO é viesado. Notem a diferença no que acabo de dizer: nos casos 1 e 2 MQO provavelmente é viesado, enquanto nos demais casos MQO é necessariamente viesado. No que se refere à consistência do estimador, sabemos que, no caso 1, o estimador será consistente se cov(ut,câmbio em t)=0. Isso é razoável? Provavelmente não, pela mesma razão apontada acima (correlação entre ut e o câmbio em t associada à endogeneidade contemporânea do câmbio em relação às exportações). No caso 2, tudo que precisamos para consistência de MQO é que os choques ut não dependam do que ocorreu com o câmbio no período anterior (t-1), o que parece mais provável do que a condição do caso 1 – afinal, mesmo que o câmbio em t dependa das exportações em t, isso não afetaria a consistência do estimador. Os casos 3 e 4 são semelhantes ao caso 2, pois incluem o câmbio defasado e não contemporâneo. Entretanto, há uma complicação adicional: caso a equação não capte adequadamente a dinâmica das exportações, é possível que tenhamos erros autocorrelacionados, o que implica, como visto em sala de aula, correlação entre ut e o valor defasado da variável dependente, e portanto inconsistência do estimador de MQO. Nesse sentido, tendo em vista que o caso 4 inclui uma defasagem a mais da variável dependente, permitindo captar uma dinâmica mais rica, nesse caso é mais provável que o erro não seja autocorrelacionado, e portanto que MQO não seja inconsistente. Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 3 3. Um economista deseja analisar a relação entre as taxas de crescimento do salário real e do nível de emprego na indústria brasileira, representadas por sal e emp, respectivamente. Os gráficos dessas séries no período 2000.1-2005.8 são apresentados abaixo: -.03 -.02 -.01 .00 .01 .02 .03 2000 2001 2002 2003 2004 2005 SAL -.008 -.004 .000 .004 .008 .012 2000 2001 2002 2003 2004 2005 EMP Inicialmente, o economista estima por MQO, para o período acima, os seguintes processos auto-regressivos para sal e emp (estatísticas-t entre parênteses): ttt usalsal 11 )07,2()76,1( ˆ247,0003,0 ++= − (1) obs = 67; R2 = 0,07; Durbin-Watson = 2,06 ttt uempemp 21 )42,6()72,1( ˆ63,0001,0 ++= − (2) obs = 67; R2 = 0,39; Durbin-Watson = 2,21 a) A partir dos gráficos e das estimações acima, você diria que as séries em questão parecem realizações de processos estocásticos estacionários? Justifique. b) “Os valores da estatística de Durbin-Watson nas regressões acima permitem concluir que os erros não são auto-correlacionados”. Comente. c) Os estimadores de MQO das equações acima são não-viesados? Em seguida, o economista estima por MQO as seguintes equações, tendo como variáveis dependentes os resíduos das equações (1) e (2): tttt usalu 31121101 ˆˆ εδδδ +++= −− (3) tttt uempu 41221102 ˆˆ εγγγ +++= −− (4) Com base nos resultados da estimação de (3) e (4), o economista conclui que: (I) sal parece bem representado por um modelo AR(1), mas para emp possivelmente um modelo AR(2) seria mais adequado; (II) o estimador de MQO do coeficiente auto-regressivo na equação (2) é inconsistente. Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 4 d) Qual pode ter sido o objetivo da estimação das equações (3) e (4)? Que tipo de resultado teria levado o economista às conclusões (I) e (II) acima? Finalmente, o economista estima (sempre por MQO) duas regressões relacionando as taxas de crescimento do salário real e do nível de emprego (estatísticas-t entre parênteses): ttt uempsal 5 )52,2()01,1( ˆ919,0001,0 ++= (5) obs = 67; R2 = 0,089; Durbin-Watson = 1,64 ttt uempsal 61 )42,2()96,0( ˆ899,0001,0 ++= − (6) obs = 67; R2 = 0,083; Durbin-Watson = 1,66 e) Você espera que os estimadores de MQO das equações (5) e (6) sejam não-viesados? Consistentes? RESPOSTA: (a) Sim. De acordo com os gráficos, as séries aparentam flutuar em torno de uma média aproximadamente constante, com variância também aproximadamente constante. Além disso, as estimações (1) e (2) apresentam coeficientes autoregressivos com valor absoluto significativamente menor do que 1, o que também aponta na direção da estacionariedade. (b) A afirmativa é falsa. O teste de DW só é válido na presença de regressores estritamente exógenos – condição claramente violada nas equações acima, que incluem a variável dependente defasada. (c) Não. O estimador de MQO só pode ser não-viesado na presença de regressores estritamente exógenos – condição violada nas equações acima, como dito no item anterior. (d) O economista desejava testar a hipótese nula de ausência de correlação serial nos erros das equações (1) e (2). No caso da equação (1), essa hipótese equivale a δ2=0; provavelmente essa hipótese não foi rejeitada, levando à conclusão de que o modelo AR(1) da equação (1) captou adequadamente a autocorrelação presente na série de salário [primeira parte da conclusão I]. No caso da equação (2), a hipótese de ausência de correlação serial nos erros equivale a γ2=0; provavelmente essa hipótese não rejeitada, levando à conclusão de que o modelo AR(1) da equação (1) não captou adequadamente a autocorrelação presente na série de emprego, sendo necessária a inclusão de pelo menos mais um termo autoregressivo na equação [segunda parte da conclusão I]. Dado que, na presença de erros autocorrelacionados, MQO será inconsistente em modelos que incluem a variável dependente defasada como regressor, conclui-se que MQO é inconsistente na equação (2) acima [conclusão II]. (e) A condição básica para ausência de viés do estimador de MQO é a exogeneidade estrita dos regressores: E(ut|X)=0. Para o estimador ser consistente, é necessária a exogeneidade contemporânea dos regressores: E(ut|xt)=0, além de dados fracamente dependentes/estacionários. Possivelmente ambas as condições são violadas na equação (5), caso salário e emprego sejam determinados simultaneamente – havendo, assim, correlação entre u5t e o regressor empt. Na equação (6), a exogeneidade estrita continuaria sendo violada, pois u6t seria correlacionado com empt (que o valor do regressor empt-1 no período t+1); mas é razoável que não haja correlação entre u6t e empt-1, de modo que o estimador poderia ser consistente. Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 5 4. Considere o seguinte modelo macroeconômico: pipiλpi tEttt uy ++= (1) y t E ttt uiy +−= − )( 1 piγ (2) 1−= t E t pipi (3) )( pipiρ −+= tt ii (4) onde: 0 ,01 ,10 0 média com i.i.d. choques"" , )(constante inflação de meta )(constante "equilíbrio de" nominal juros de taxa tperíodo no nominal juros de taxa 1)-(tanterior período o até informação em base com t,em inflação da aexpectativ tperíodo no produto do hiato tperíodo no inflação ≥<<−<< = = = = = = = ργλ pi pi pi pi y tt t E t t t uu i i y A equação (1) é uma “curva de Phillips” que relaciona a inflação corrente ao hiato do produto e à expectativa passada da inflação, além de um “choque de oferta”. A equação (2) é uma relação do tipo IS, na qual o hiato do produto depende da taxa de juros real no período anterior e de um “choque de demanda”. A equação (3) é a regra de formação de expectativas, segundo a qual a inflação esperada para o período t é simplesmente a inflação observada no período t-1. Finalmente, a equação (4) é a regra de política monetária do Banco Central, que determina a taxa de juros nominal em função do desvio entre a inflação corrente e a meta de inflação. (a) Mostre que a trajetória da inflação pode ser descrita por um processo ARMA(p,q). Você deve definir adequadamente o erro do modelo ARMA e especificar a relação entre os coeficientes desse modelo e os parâmetros do modelo estrutural acima. (b) Considere três possíveis valores para o coeficiente ρ na regra de política monetária do Banco Central: 0, 1 e 2. Em cada caso, diga se a inflação segue um processo estacionário ou não- estacionário (de segunda ordem), justificando sua resposta adequadamente. O que você pode inferir, a partir desses resultados, acerca da condução adequada da política monetária nessa economia? (c) Um economista (que não conhece o “verdadeiro” modelo da economia apresentado acima) deseja estimar a relação entre inflação e hiato do produto, por MQO, a partir da seguinte regressão: ttt ey ++= 10 ββpi Na sua opinião, MQO será viesado nessa regressão? Consistente? Justifique suas respostas. (d) Um segundo economista (que também não conhece o “verdadeiro” modelo da economia) decide estimar por MQO a seguinte equação: tttt ey +++= −1210 piβββpi Na sua opinião, MQO será viesado nessa regressão? Consistente? Justifique suas respostas. Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 6 RESPOSTA: (a) Você deve usar as equações (2), (3) e (4) para reescrever a equação (1) em função de defasagens da inflação, dos choques u e de termos constantes (como a meta de inflação etc.), chegando a um AR(1): ( ) ( ) piλ ρλγφ piρλγφ piφφpi t y tt ttt uue i onde e += −+= −= ++= − 11 : 1 0 110 (b) A condição de estacionariedade da inflação é: 11 <φ . Pelas hipóteses do enunciado, sabemos que 01 <<− λγ . Logo, o único valor de ρ que garante a estacionariedade da inflação é 2. Se ρ =1, a inflação segue um passeio aleatório (com deslocamento) e, se ρ =0, o processo é explosivo. A conclusão é que a política monetária deve reagir fortemente aos desvios da inflação em relação à meta, a fim de garantir uma inflação “bem comportada”. (c) Viesado e inconsistente: a expectativa de inflação, que afeta diretamente o hiato, foi omitida da equação. Logo, há correlação entre o erro da regressão e o regressor (hiato). (d) Viesado, pois a regressão inclui a variável dependente defasada e, portanto, viola a hipótese de exogeneidade estrita. Mas consistente, pois a especificação da regressão corresponde exatamente à equação (1), na qual o erro não tem correlação com as variáveis explicativas. 5. Um economista decide estimar o multiplicador de longo prazo do crescimento do nível de emprego na economia brasileira em relação ao crescimento do salário médio na indústria, através da seguinte equação, estimada em base mensal por MQO: tttt usalsalemp ˆ124.0172.0142.0 1)50.3()84.4()02.4( +++−= −− R2 = 0.30 DW=0.60 n=125 onde emp é a taxa de crescimento do emprego e sal é a taxa de crescimento salarial (ambas definidas em porcentagens – por exemplo, o valor 1 denota um aumento de 1%, e assim por diante). Os valores entre parênteses são as estatísticas-t, n é o número de observações e DW é a estatística de Durbin-Watson. (a) A partir da equação acima, qual deve ser, no longo prazo, o efeito sobre o crescimento do emprego de um aumento permanente de 1 ponto percentual na taxa de crescimento salarial? (b) É possível, a partir da equação acima, testar a hipótese nula de que o multiplicador de longo prazo é igual a 1? Caso positivo, realize o teste. Caso negativo, descreva em detalhe como você realizaria o teste. Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 7 Um segundo economista também deseja estimar o efeito de longo prazo do crescimento do salário sobre o crescimento do emprego, mas opta por fazê-lo a partir da estimação (por MQO) da equação a seguir: tttt uempsalemp ˆ78.0048.003.0 1)0.14()97.1()46.1( +++−= −− R2 = 0.71 DW=2.28 n=125 (c) Qual é a diferença fundamental entre a dinâmica da resposta de emp a um aumento permanente em sal segundo cada um dos modelos acima? (d) Calcule o multiplicador de longo prazo do crescimento do emprego em relação ao crescimento do salário estimado a partir dessa nova equação. (e) “O uso da estatística de Durbin-Watson é certamente inválido em uma das equações acima, e provavelmente inválido na outra”. Comente cuidadosamente. (f) Quais seriam as consequências da presença de autocorrelação nos distúrbios das equações acima para as propriedades do estimador de MQO? Descreva em detalhe o procedimento que você adotaria para verificar a existência (ou não) de autocorrelação nos distúrbios dessas equações. RESPOSTA: (a) 0,172+0,124 = 0,296 (b) Já temos uma estimativa pontual do multiplicador de LP (ver item (a)), mas falta o erro- padrão dessa estimativa para podermos realizar o teste de hipótese de interesse. Podemos reescrever o modelo de modo que o multiplicador de LP seja estimado diretamente pela regressão, e então realizar um teste-t convencional (pois a regressão já nos fornecerá o erro- padrão do multiplicador de LP). O modelo poderia ser reescrito da seguinte forma (ver também item iv da questão 10 acima): ( ) ( ) ttttt tttt tttt usalsalsalemp doreescreven usalsalemp dosubstituin LRP defina usalsalemp +−++= ++−+= −=⇒ +== +++= − − − 11 111 10 10 110 : : : βθα ββθα βθβ ββθ ββα Ou seja, se estimarmos uma equação de emp(t) em função de sal(t) e da primeira diferença de sal [sal(t)-sal(t-1)], a hipótese de interesse pode ser testada através de um teste-t no coeficiente associado a sal(t). (c) No primeiro modelo, emp atinge seu novo nível de equilíbrio após dois períodos; no segundo modelo, emp vai se aproximando gradualmente de seu novo nível de equilíbrio. Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 8 (d) 0,048/(1-0,78) = 0,048/0,22=0,218 (e) Afirmação correta. No segundo modelo, que inclui a variável dependente defasada, a hipótese de exogeneidade estrita é violada, de modo que a estatística DW não é válida. No primeiro modelo, tal hipótese também é provavelmente violada, pois deve haver algum tipo de feedback de emp para sal (afinal, o crescimento do nível de emprego pode impactar no crescimento dos salários, contemporaneamente ou após algum tempo), de modo que o uso da est-DW também não seria válido. (f) Na primeira equação, a presença de autocorrelação geraria ineficiência de MQO e impediria o uso das estatísticas-t e F padrão, enquanto que, na segunda equação, a autocorrelação implicaria a inconsistência (e viés) de MQO, dada a presença da variável dependente defasada entre os regressores. Para testar autocorrelação, deveríamos usar o teste de Breusch-Godfrey: primeiro, estima-se uma regressão dos resíduos da regressão original em função dos resíduos defasados até a ordem p e dos regressores da regressão original; segundo, testa-se a hipótese nula de que os coeficientes dos resíduos defasados são conjuntamente nulos (usando a estatística-F ou a estatística-LM). Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 9 SEÇÃO 2 Questão 1 - Esta questão trata do teste Dickey-Fuller. (a) “A rejeição da hipótese nula do teste Dickey-Fuller implica que a variável em questão é estacionária”. Comente essa afirmação. (b) O que diferencia o teste Dickey-Fuller Aumentado (ADF) do teste Dickey-Fuller (DF)? Explique como você decidiria qual dos dois testes utilizar em determinada situação, apontando as vantagens e desvantagens de cada procedimento. (c) Uma das dificuldades na aplicação do teste Dickey-Fuller refere-se à decisão de incluir ou não termos determinísticos (constante/tendência) na regressão de teste. Discuta, para cada uma das séries apresentadas no gráfico abaixo, os possíveis problemas derivados da omissão dos termos determinísticos na regressão do teste. [Faça referência às hipóteses nula e alternativa do teste] 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 00 SERIE_1 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 00 SERIE_2 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 00 SERIE_3 5.2 5.6 6.0 6.4 6.8 7.2 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 00 SERIE_4 (d) A realização de testes ADF para a Série 2 acima (S2) e suas diferenças gera os seguintes resultados: Variável Estatística-ADF Valor crítico a 5% S2t -2,254 -3,467 ∆S2t -4,615 -3,467 ∆2S2t -6,195 -3,468 Qual é a ordem de integração da variável? RESPOSTA: a) Isso não é verdade. A rejeição da hipótese nula do teste DF indica que a série não possui raiz unitária, e portanto tendência estocástica. Mas a série pode conter uma tendência determinística e, assim, ser não estacionária. b) O teste ADF inclui defasagens de tY∆ na regressão de teste, de modo a eliminar a possível existência de autocorrelação nos resíduos dessa regressão – que prejudica o teste. Assim, por um lado o teste ADF é “melhor” que o teste DF por corrigir (pelo menos parcialmente) o problema da autocorrelação residual; por outro lado, sabemos que os testes de raiz unitária possuem baixa potência, e que esse problema se agrava com a inclusão de termos desnecessários na regressão de teste; logo, o teste ADF só será realmente melhor do que o teste DF se as defasagens incluídas forem Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 10 realmente necessárias. Mas como saber o número de defasagens de tY∆ a serem incluídas na regressão é realmente necessário? Geralmente, essa escolha pode ser feita com base em diversos critérios; por exemplo: (i) parte-se de um número elevado de defasagens, para o qual os resíduos não apresentem autocorrelação (segundo algum teste, por exemplo o teste LM de Breusch-Godfrey) e eliminam-se sucessivamente as defasagens de maior ordem, até que a eliminação de certa defasagem seja rejeitada por implicar a ocorrência de autocorrelação residual; (ii) parte-se de um número elevado de defasagens e eliminam-se sucessivamente as defasagens de maior ordem, até que a eliminação de certa defasagem seja rejeitada pelo teste-t; (iii) a regressão é estimada várias vezes, cada vez com um número diferente de defasagens, e escolhe-se o número de defasagens para o qual algum “critério de informação” (por exemplo, o critério de Schwarz ou o critério de Akaike) apresente o menor valor. Se o número de defasagens de tY∆ selecionado for 0, temos o teste DF. c) O que um teste de raiz unitária faz é, basicamente, analisar uma série temporal e verificar qual dentre dois processos estocásticos teóricos – um com raiz unitária e outro sem raiz unitária – teria maior probabilidade de ter gerado a série em questão. O quadro abaixo resume as possíveis conclusões do teste DF/ADF sob H0 e H1, segundo a especificação da regressão de teste: Especificação da regressão de teste (I) Não inclui constante ou tendência (II) Inclui uma constante (III) Inclui uma constante e uma tendência linear H0 Processo com raiz unitária (passeio aleatório) Processo com raiz unitária e, possivelmente, tendência determinística linear de crescimento (passeio aleatório com deslocamento) Processo com raiz unitária e, possivelmente, tendência determinística exponencial de crescimento H1 Processo estacionário (AR(1) estacionário com média 0) Processo estacionário (AR(1) estacionário com média possivelmente diferente de 0) Processo estacionário ou estacionário em torno de uma tendência determinística A questão básica a ser considerada na escolha da especificação a ser usada é que ambas H0 e H1 devem ser compatíveis com as propriedades da série analisada; caso contrário, o teste estará viesado no sentido de favorecer uma das hipóteses. Por exemplo, se uma série apresenta clara tendência de crescimento ao longo do tempo (como as séries 1 e 2 acima), não faz sentido usar as especificações (I) ou (II), pois sob H1 o processo é estacionário, o que é claramente incompatível com a evolução da série; logo, se usássemos uma dessas especificações, seríamos claramente levados a não rejeitar H0, pois o processo sob H1 não faria o menor sentido para a série em questão. No caso da série 4, seria importante não omitir a constante, dado que a série tem média claramente diferente de zero. Já no caso 3, a especificação (I) seria adequada, pois a série não apresenta tendência e parece girar em torno de 0. d) A estatística ADF para a série em nível não rejeita H0, indicando a presença de uma raiz unitária; mas a estatística para a série em primeira diferença rejeita H0, indicando a ausência de raiz unitária. Logo, dado que é necessário tirar uma vez a diferença da série para torná-la estacionária, a série deve ser I(1). Questão 2 - Suponha que se deseje aplicar o teste Dickey-Fuller a séries geradas pelos seguintes processos ARIMA [onde tu ~ ),0( 2σN ]: a) ttt uYY += −15,0 b) ttt uYY += −1 c) 14,0 −−= ttt uuY Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 11 d) tttt uYYY +−= −− 21 14,09,0 e) 121 5,014,09,0 −−− −+−= ttttt uuYYY Para quais dos casos acima você esperaria que a hipótese nula do teste ADF fosse rejeitada? Justifique sua resposta. RESPOSTA: Esperaríamos que a hipótese nula fosse rejeitada para os processos estacionários, ou seja: (a), (c), (d) e (e). [É fácil verificar que para todos os processos, exceto (b), que é um passeio aleatório, as raízes da equação característica são maiores que 1 em módulo] Questão 3 - A tabela abaixo contém as estatísticas de teste Dickey-Fuller para três séries econômicas, suas diferenças, e os resíduos de algumas regressões entre elas. Série Estatística ADF Valor crítico a 5% Yt -2,07 -2,52 Xt -1,21 -2,52 Zt -1,58 -2,52 ∆Yt -3,41 -2,81 ∆Xt -2,16 -2,81 ∆Zt -2,29 -2,81 ∆2Yt -6,12 -3,06 ∆2Xt -3,48 -3,06 ∆2Zt -3,81 -3,06 Resíduos da regressão de Yt contra Xt -2,08 -2,82 Resíduos da regressão de Yt contra Zt -2,12 -2,82 Resíduos da regressão de Yt contra Xt e Zt -2,85 -2,82 Com base nos resultados da tabela, responda: Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 12 (a) Qual é o grau de integração de Yt, Xt e Zt? (b) Defina cointegração. Como você testaria se duas ou mais variáveis são cointegradas? (c) Um economista afirma que não é possível que as três séries sejam cointegradas, pois apesar de integradas elas têm graus de integração diferentes. Confirme ou desminta essa afirmativa, explicando detalhadamente. (d) A partir dos resultados anteriores, como você construiria um modelo para captar a dinâmica de curto prazo da variável Y? RESPOSTA: a) Lembre: a ordem de integração de uma variável corresponde ao número de vezes que se deve tirar a diferença da variável de modo a “eliminar” suas raízes unitárias. Note ainda que a hipótese nula do teste ADF, que é a presença de raiz unitária, será rejeitada se a estatística-ADF for menor que o valor crítico apropriado. Como Y possui raiz unitária em nível (-2,07 > -2,52, logo H0 não é rejeitada) mas não na primeira diferença (-3,41 < -2,81, logo H0 é rejeitada), trata-se de um processo I(1). Para X e Z, a hipótese nula de raiz unitária só é rejeitada na segunda diferença, indicando tratar-se de processos I(2). b) Duas ou mais variáveis são cointegradas se, individualmente, elas forem integradas de ordem d (onde d >0), mas existir uma combinação linear delas que seja integrada de ordem menor do que d. No caso mais popular, duas ou mais variáveis I(1) são cointegradas se existir uma combinação linear delas que seja I(0). Note que a definição formal pressupõe que todas as variáveis tenham a mesma ordem de integração d. A fim de testar se duas ou mais variáveis são cointegradas, devemos primeiro certificarmo-nos de que todas tenham a mesma ordem de integração, através de um teste de raiz unitária. Depois, podemos rodar uma regressão de uma dessas variáveis nas demais, e testar a presença de raiz unitária no resíduo da regressão; se o resíduo for estacionário, esse é um indício de que as séries são cointegradas – pois, nesse caso, teríamos uma combinação linear de variáveis integradas, dada pela série de resíduos, que seria estacionário. c) Apesar da definição formal de cointegração pressupor que todas as variáveis tenham a mesma ordem de integração, podemos ter uma situação como a seguinte: X e Z são I(2), mas existe uma combinação linear delas, digamos W=X+bZ, que é I(1); além disso, existe uma combinação linear das variáveis I(1) W e Y, digamos W+cY, que é I(0). Logo, podemos encontrar uma combinação linear das variáveis originais Y, X e Z que é I(0): X+bZ+cY. Esse parece ser o caso no nosso exemplo, de modo que é razoável dizer que as séries Y, X e Z são cointegradas, apesar de terem ordem de integração diferentes. d) Você poderia construir um “modelo de correção de erro”, onde a variável dependente seria a primeira diferença de Y e as explicativas seriam as segundas diferenças de X e Z e o resíduo defasado da regressão de Y em X e Z. Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 13 Questão 4 - Um economista estima a seguinte equação por MQO: tttt uzxy ˆ5,05,2 )70.2()20.3( ++= R2 = 0,81 DW = 1,45 SC = -8,22 OBS.: Estatísticas-t entre parênteses; DW = estatística Durbin-Watson; SC = critério de informação de Schwarz. A realização de testes ADF para as variáveis (em nível e em primeira diferença) e para o resíduo da equação geram os seguintes resultados: Variável Estatística-ADF Valor crítico a 5% yt -1,922 -2,90 xt -1,343 -2,90 zt -2,140 -2,90 ∆yt -4,088 -2,90 ∆xt -3,450 -2,90 ∆zt -3,880 -2,90 ût -3,300 -3,10 A partir desses resultados, o economista afirma: “AS VARIÁVEIS SÃO I(1) E SÃO COINTEGRADAS. LOGO, ESSA REGRESSÃO NÃO É ESPÚRIA”. Responda (justificando suas respostas adequadamente): a) O que significa uma série ser I(1)? Você diria que as séries acima são realmente I(1)? b) O que significa duas ou mais séries serem cointegradas? Você diria que as séries acima são realmente cointegradas? c) O que é uma regressão espúria? Você diria que a regressão acima realmente não é espúria? d) Suponha que o economista deseje estimar uma equação que capte a dinâmica de curto prazo entre as variáveis. A partir dos resultados acima, você diria que o procedimento mais correto seria estimar um modelo com as variáveis em primeiras diferenças? RESPOSTA: a) Sim, as séries parecem ser I(1), pois possuem raiz unitária em nível mas não na primeira diferença (a hipótese nula de raiz unitária, em todos os casos, não é rejeitada para as variáveis em nível, mas é rejeitada para as variáveis em diferença). b) Sim, as séries parecem ser cointegradas, pois os resíduos da regressão estática de Y em x e Z são estacionários. c) Uma regressão espúria pode ser definida como uma regressão entre variáveis não-estacionárias que, devido à tendência (estocástica ou determinística) presente nas séries, sugere a existência de correlação significativa entre elas – caracterizando-se por coeficientes estatisticamente significativos e elevado R2 –, apesar das variáveis serem, na verdade, independentes. No caso em questão, a regressão não parece ser espúria, pois as variáveis são cointegradas e, portanto, possuem tendências estocásticas comuns – o que implica que há uma correlação “verdadeira” entre elas. [Cabe notar que o termo “regressão espúria” é usualmente empregado para definir uma regressão entre variáveis I(1). Entretanto, alguns autores (p.ex. o Wooldridge) usam o termo “regressão espúria” de modo mais abrangente, para definir a regressão entre quaisquer variáveis não estacionárias (independentemente dessas variáveis apresentarem tendência estocástica ou determinística). Aqui, estamos adotando esse critério mais abrangente.] d) Não, pois isso implicaria “jogar fora” a informação relativa à relação de longo prazo entre as variáveis, ao omitir o termo de correção de erro. Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 14 Questão 5 - Dois economistas desejam analisar a relação entre a demanda de moeda (m) e a renda nacional (y). Eles estimam os seguintes modelos (variáveis em logaritmos, dados anuais): Economista A: ttt uym += )20.3( 1.1 (1) R2 = 0.7 DW = 1.4 Economista B: ttt ym ε+∆=∆ )44.2( 7.0 (2) R2 = 0.4 DW = 1.2 onde os valores entre parênteses são as estatísticas-t. A realização de testes ADF para as variáveis e os resíduos de (1) e (2) gera os seguintes resultados: Variável Estatística-ADF Valor crítico a 5% mt -1,422 -2,06 yt -1,213 -2,06 ut -3,202 -2,46 ∆mt -2,822 -2,06 ∆yt -3,415 -2,06 εt -2,505 -2,46 a) Qual é a ordem de integração de m e y? b) O que o teste ADF nos resíduos de (1) indica a respeito da relação entre m e y? c) Considerando as respostas anteriores, você diria que os modelos (1) e (2) estão corretamente especificados? Justifique. RESPOSTA: a) Ambas são I(1) – raiz unitária no nível mas não na primeira diferença. b) Variáveis cointegradas, pois o resíduo da regressão entre elas é estacionário. c) Dado que as variáveis são cointegradas, a equação (1) é adequada para captar a relação de longo prazo entre as variáveis (MQO é um estimador consistente – na verdade, “super- consistente” – nesse caso). A equação (2), porém, não está especificada corretamente, pois omite o termo de correção de erro relativo à relação de longo prazo entre as variáveis. Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 15 Questão 6 (a) Um economista investiga a relação entre a taxa de câmbio real e o volume de exportações de um país que pratica um regime de câmbio flutuante. Os gráficos abaixo mostram as séries mensais do volume de exportações e da taxa de câmbio para o período da década de noventa, além das estatísticas ADF correspondentes. 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 ADF = -1,63 ADF crít. 5% = -2,89 EXPORTAÇÕES 145 150 155 160 165 170 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 ADF = -0,10 ADF crít. 5% = -2,89 TAXA DE CÂMBIO Com base nessas estatísticas e nos gráficos, comente acerca da estacionariedade dos processos geradores das séries em questão. (b) O economista decide testar a existência de cointegração entre os dois processos. Para isso, ele estima uma regressão estática em que a variável dependente são as exportações e o regressor é a taxa de câmbio. Examinando o gráfico dos resíduos dessa regressão (abaixo) e sua estatística ADF, o economista conclui que não há cointegração. Escreva a equação da regressão estática e explique qual foi o raciocínio do economista. -3000 -2000 -1000 0 1000 2000 3000 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 ADF = -1,72 ADF crít. 5% = -2,89 Resíduos da regressão estática (c) Não satisfeito com o resultado do item anterior, o economista decide aumentar o tamanho de sua amostra para novamente testar cointegração. Essa estratégia faz sentido? Por quê? Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 16 (d) Ele consegue obter as mesmas séries de exportações e taxa de câmbio para todo o século XX: 4000 6000 8000 10000 12000 00 10 20 30 40 50 60 70 80 90 00 EXPORTAÇÕES 80 100 120 140 160 180 00 10 20 30 40 50 60 70 80 90 00 TAXA DE CÂMBIO Novamente, ele estima uma regressão estática, agora com a amostra expandida. A estatística ADF obtida para os resíduos é igual a –7,57, para um valor crítico a 5% igual a –2,86. O que essa estatística diz sobre os resíduos e sobre a possibilidade de cointegração entre os dois processos? RESPOSTA: a) Certamente os processos geradores são não-estacionários, pois as séries não flutuam em torno de um valor constante no tempo. Além disso, as estatísticas- ADF sugerem a presença de raiz unitária. b) Os resíduos da regressão também tem “cara” de processo não-estacionário; além disso, a estatística do teste ADF sugere a presença de raiz unitária. Logo, as variáveis não são cointegradas. c) Sim, faz sentido. Cointegração tem a ver com o longo prazo, e se realmente as variáveis são cointegradas isso ficará claro se dispusermos de uma amostra suficientemente grande. Por outro lado, em uma amostra pequena é possível que, apesar de cointegradas, duas séries pareçam evoluir de modo relativamente independente. Pense no exemplo do bêbado e seu cachorro: enquanto ambos perambulam por determinado quarteirão, é possível que o cachorro fique muito para trás, atravesse a rua etc., aparentando não estar acompanhando seu dono; mas, no “longo prazo”, ambos chegarão em casa, revelando que suas trajetórias realmente possuíam algo em comum. d) Agora o teste ADF sugere que os resíduos são estacionários, e, portanto, que as séries são cointegradas. Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 17 Questão 7 – Considere as seguintes regressões estimadas por MQO para o período de janeiro de 1991 a dezembro de 2002 (os valores entre parênteses são as estatísticas-t): CSFt = -9.1619 + 2.583 Ut (i) (-6.47) (11.21) R2 = 0.469 Número de obs.: 144 CSFt = -3.535 + 0.556 Ut + 0.091 t (ii) (-5.16) (4.10) (23.46) R2 = 0.892 Número de obs.: 144 Ut = 4.706 + 0.018 t (iii) (30.49) (9.85) R2 = 0.406 Número de obs.: 144 Onde: CSFt = Número de cheques sem fundo (para cada 1.000 compensados). Ut = taxa de desemprego t = tendência linear a) Como você explicaria a diferença entre os coeficientes estimados para o efeito do desemprego sobre o número de cheques sem fundo nas regressões (i) e (ii)? b) Como você interpreta o coeficiente estimado para a tendência na regressão (ii)? RESPOSTA: a) Na equação (i), o coeficiente associado a Ut provavelmente está superestimado devido ao fato de ambas as variáveis CSF e U apresentarem tendência positiva de crescimento, conforme se observa pela significância da tendência linear nas equações (ii) e (iii); logo, na equação (i) o coeficiente de U capta não apenas o efeito líquido de U sobre CSF, mas também o efeito da tendência temporal. Na equação (ii), a inclusão da tendência temporal na regressão corrige esse problema, de modo que o coeficiente de U passa a ser o efeito de u sobre CSF, líquido do efeito da tendência. b) A cada período (mês) que passa, o número de cheques sem fundo tende a aumentar em 0.091 cheques para cada 1000 compensados, já considerado o efeito do desemprego. Questão 8 – Considere os resultados do teste Dickey-Fuller Aumentado (ADF) para a série de cheques sem fundo (CSF) da questão anterior: Especificação da regressão de teste Estatística ADF Valor crítico a 5% (I) Com constante -0.90 -2.88 (II) Com constante e tendência -3.62 -3.44 O gráfico abaixo apresenta o comportamento a série de cheques sem fundo (CSF) entre janeiro de 1995 e agosto de 2005 (período para o qual foi realizado o teste ADF): Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 18 0 4 8 12 16 20 24 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 CSF (a) Escreva a regressão do teste ADF sob cada uma das especificações acima e indique com clareza as hipóteses nula e alternativa do teste. (b) Qual é a conclusão do teste a partir de cada uma das especificações acima? Discuta os resultados à luz do gráfico da série. RESPOSTA: a) A especificação (II) é a especificação mais geral da equação do teste ADF: tktkttt uYYYtY +∆++∆+++=∆ −−− ββγαα ...11121 A especificação (I) se diferencia pela exclusão da tendência determinística da equação acima. Em ambos os casos, a hipótese nula é: unitária) (raiz 0:0 =γH A rejeição dessa hipótese implica, no caso (I): riedade)(estaciona 0:1 <γH E, no caso (II): tica)determinís tendênciauma de tornoem ntepossivelme riedade,(estaciona 0:1 <γH b) No caso (I) não rejeitamos H0; no caso (II), rejeitamos. Isso faz sentido, pois dada a clara tendência de crescimento da série CSF, a não inclusão da tendência determinística na regressão torna a rejeição de H0 altamente improvável (estamos comparando um processo com tendência estocástica – sob H0 – com um processo sem qualquer tendência – sob H1 – como a melhor aproximação ao processo gerador dos dados; evidentemente, H0 parece uma opção mais razoável, dada a forte tendência de crescimento da série). Logo, não rejeitamos H0 no caso (I) a qualquer nível de significância usual. Já no caso (II), estamos comparando um processo com tendência estocástica – sob H0 – com um processo com tendência determinística – sob H1 –; dado que a tendência de crescimento de CSF é aproximadamente linear (ver o gráfico), H1 é agora uma opção razoável e H0 acaba sendo rejeitada. Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 19 Questão 9 – A tabela abaixo apresenta os resultados dos testes de Dickey-Fuller Aumentado (ADF) para o consumo per capita (Ct), o PIB per capita (Yt), e as produções de café (Cft) e de energia elétrica (Et) do Brasil entre 1947 e 2004. Os testes são aplicados para as variáveis em nível e em primeira diferença, usando as especificações com e sem tendência. Estatísticas ADF - com constante Valor crítico (10%) - com constante Estatísticas ADF - com constante e tendência Valor crítico (10%) - com constante e tendência Consumo per capita -1.091 - 2,57 -1.885 -3,12 ∆ Consumo per capita -5.320 - 2,57 -5.319 -3,12 PIB per capita -0.917 - 2,57 1.760 -3,12 ∆ PIB per capita -4.248 - 2,57 -4.237 -3,12 Log da produção de energia elétrica 0.437 - 2,57 -1.945 -3,12 ∆ Log da produção de energia elátrica -5.416 - 2,57 -5.417 -3,12 Produção de café (toneladas) -3.382 - 2,57 -3.351 -3,12 ∆ Produção de café (toneladas) -4.486 - 2,57 -4.556 -3,12 a) Qual é a ordem de integração de cada uma das variáveis? b) Suponha que você deseje estimar o efeito do PIB per capita sobre a produção de café. Como você especificaria essa relação? c) Pode existir algum problema em estimar uma regressão por MQO usando o PIB per capita como variável dependente e o log da produção de energia elétrica como variável independente? Explique. Estimando uma regressão por MQO com o consumo per capita como variável dependente e o PIB per capita como regressor, encontramos o seguinte resultado (os valores entre parênteses são as estatísticas-t):: Ct = 59043.5 + 0.767436 Yt (2.027) (104.67) O Teste de Dickey-Fuller Aumentado (sem constante e sem tendência) para os resíduos da regressão acima apresenta o seguinte resultado: ADF(4): t = -3.06427 [O valor crítico para o nível de significância de 10% é –1,62] d) Analisando esses resultados, podemos dizer que as duas variáveis (Ct e Yt) são cointegradas pelo teste de Engle-Granger? Justifique a sua resposta. RESPOSTA: a) Todas, exceto a produção de café, são I(1) – pois possuem raiz unitária em nível mas não na primeira diferença. Café é I(0), pois é estacionária no nível. b) Queremos uma equação “balanceada”- isto é, com a mesma ordem de integração dos dois lados. Como PIB é I(1) e café I(0), devemos regredir café na primeira diferença do PIB. c) Como as duas variáveis são I(1), podemos incorrer no problema de regressão espúria – ou seja, obter um resultado ilusoriamente bom em termos estatísticos, com coeficiente significativo e R2 elevado, mesmo que as duas séries na verdade não tenham qualquer relação “real”. d) Sim. Segundo o teste ADF, os resíduos da equação são estacionários; logo, as variáveis são cointegradas: elas são individualmente I(1), mas existe uma combinação linear delas que é I(0). Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 20 Questão 10 – Um certo país mantém sua taxa de câmbio real controlada, igual a 1. Essa taxa determina um nível de exportações de equilíbrio (Y*), ao qual as exportações observadas (Y) tendem a convergir. Subitamente, o país sofre um choque cambial, no qual a moeda local se desvaloriza 100%. Essa desvalorização determina um novo nível ideal de exportações. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 X(t) Y(t) Y*(t) (a) Para modelar a relação entre a taxa de câmbio real e as exportações, um economista propõe o seguinte modelo ADL: ttttt uXXYY +++= −− 1101 ββα Mostre que esse modelo ADL tem uma representação de correção de erro e identifique na equação o termo que representa o “erro”. De que “erro” exatamente se trata? (b) O economista estima α igual a 0,9 e β0 igual a 0,3. Estime o valor do terceiro parâmetro do modelo ADL. Para que valor as exportações tenderão, a longo prazo, se a taxa de câmbio sofrer uma segunda desvalorização de 100%? (c) Podemos afirmar algo sobre a relação entre as séries de taxa de câmbio e de exportações, com base no fato de que o modelo que as associa tem uma representação de correção de erro? RESPOSTA: (a) Isso foi visto em sala de aula: (i) subtraia 1−tY dos dois lados, obtendo tY∆ do lado esquerdo e 1)1( −− tYα do lado direito; (ii) adicione e subtraia 10 −tXβ do lado direito e rearrume, obtendo: ttttt uXYXY + − + −−+∆=∆ −− 1 10 10 1 )1( α ββ αβ Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 21 O “erro” é o termo entre colchetes, e corresponde ao “erro” (desvio) em relação ao equilíbrio de longo prazo entre as variáveis; se o termo é positivo, Y está acima do nível de equilíbrio e, se o termo é negativo, Y está abaixo do nível de equilíbrio. (b) Pelo gráfico, nota-se que o “multiplicador de longo prazo” de Y em relação a X é igual a 5: quando X é 1, Y converge para 5; e, quando X sobe para 2, Y passa a convergir para 10. Lembre que um modelo ADL pode ser representado por ttt uXLBYLA += )()( onde )...1()( 221 kk LLLLA ααα −−−−= )...()( 2210 nnLLLLB ββββ ++++= Supondo que as variáveis sejam estacionárias (ou cointegradas), podemos definir o equilíbrio de longo prazo como a situação em que Y e X encontram-se em seus valores (esperados) de longo prazo: ** 21 210* )1( )1( ...1 ... X A BXY k n = −−−− ++++ = ααα ββββ O termo B(1)/A(1) é o multiplicador de longo prazo de Y em relação a X. No caso em questão, temos: 5 9,01 3,0 1)1( )1( 110 = − + = − + = β α ββ A B Resolvendo para 1β , obtemos o valor de 0,2. (c) Sim: as variáveis são estacionárias ou cointegradas, pois existe uma relação estável entre elas no longo prazo. Note qie, pelo “teorema da Representação de Granger”, um vetor de variáveis cointegradas CI(1,1) sempre tem uma representação de correção de erro e, alternativamente, para que um vetor de variáveis I(1) tenha uma representação de correção de erro, é necessário que as variáveis sejam cointegradas. Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 22 Questão 10 – Considere o modelo abaixo, baseado em artigo publicado em 1993 na Applied Financial Economics, vol. 3(1), pelo economista Dorian Owen: e ttt ir pi−≡ (1) t e tt ur ++= βpiα (2) A equação (1) é a identidade que define a taxa de juros real (r) como a diferença entre a taxa de juros nominal (i) e a taxa de inflação esperada (πe). A equação (2) é a equação de determinação da taxa de juros real, que depende de variáveis agregadas no termo estacionário tu e, possivelmente, da inflação esperada, caso o valor do parâmetro β seja diferente de zero (note que, em princípio, esse parâmetro poderia ser 0). Suponha que esse modelo descreva adequadamente o funcionamento da economia (ou seja, que todas as hipóteses acima sejam verdadeiras). Dada uma mudança nas expectativas de inflação, a identidade (1) implica que pelo menos uma das taxas r e i deve se alterar. Podemos distinguir dois casos extremos: • “Hipótese de Fisher”: uma variação em πe acarreta igual variação em i, de modo que a taxa de juros real r se mantém constante. Logo, na equação (2) devemos ter β=0 (pois r não varia com πe). • “Hipótese de Fisher invertida”: uma variação em πe acarreta variação em r de igual magnitude mas com sinal invertido, de modo que a taxa de juros nominal i se mantém constante. Isso significa que, na equação (2), devemos ter β = -1. A principal distinção entre as duas hipóteses acima diz respeito, portanto, ao fato de β ser ou não ser igual a zero. De acordo com Owen, é possível verificar qual dessas hipóteses é mais plausível para certo país, a partir da identificação da ordem de integração de r, i e πe. Considere os seguintes casos possíveis: CASO (I) CASO (II) r I(0) I(1) i I(1) I(0) π e I(1) I(1) (a) Qual das duas hipóteses (“Fisher” ou “Fisher invertida”) é compatível com cada um dos casos acima? Explique sua argumentação cuidadosamente. [Dica: Para responder a essa pergunta, você deve analisar com cuidado o modelo formado por (1) e (2), lembrando que, na equação (2), u é estacionário por hipótese, e que a diferença entre as duas hipóteses diz respeito ao valor de β.] (b) Sob cada um dos casos acima, é possível afirmar que duas ou mais variáveis são cointegradas? Explique. [Vale a mesma dica acima] Visando preparar uma questão interessante, inteligente e original, seu modesto professor decide aplicar a metodologia acima para o Brasil. A realização de testes ADF para as variáveis em questão (em nível e em primeira diferença) gera os seguintes resultados: Variável Estatística-ADF π e t -2,550 it -1,910 rt -3,608 ∆ πet -4,672 ∆it -3,298 ∆rt -11,138 Valor crítico a 5% = -2,9165 (c) De acordo com o teste acima, qual é a ordem de integração das variáveis r, i e πe? O que isso indica acerca da validade das hipóteses de Fisher/Fisher invertida para o Brasil? Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 23 RESPOSTA: Inicialmente, note que: • A soma de duas variáveis I(0) é necessariamente I(0). [I(0) + I(0) = I(0)] • A soma de uma variável I(1) e uma variável I(0) é necessariamente I(1). [I(1) + I(0) = I(1)] • A soma de duas variáveis I(1) pode ser I(0) ou I(1), dependendo das variáveis serem ou não cointegradas. [I(1) + I(1) = I(1) se as variáveis não forem cointegradas, ou I(0) se as variáveis forem cointegradas] (a)-(b) No Caso I, r é I(0) e πe é I(1). Como u é, por hipótese, I(0), a equação (2) só faz sentido se tivermos β=0 – caso contrário, estaríamos dizendo que uma variável I(0), r, é igual à soma de uma variável I(1), πe, e outra I(0), u. Logo, esse caso é compatível com a Hipótese de Fisher. Cabe notar ainda que, pela equação (1), esse caso implica que i e πe são cointegradas, pois se trata de duas variáveis I(1) que, combinadas linearmente, resultam em uma variável I(0), r. No Caso II, r é I(1) e πe é I(1). Como u é, por hipótese, I(0), a equação (2) só faz sentido se tivermos β≠0 – caso contrário, estaríamos dizendo que uma variável I(1), r, é igual a uma variável I(0), u. Logo, esse caso é compatível com a Hipótese de Fisher Invertida. Cabe notar ainda que, pela equação (2), esse caso implica que r e πe são cointegradas, pois se trata de duas variáveis I(1) para as quais há uma combinação linear que é I(0): t e tt ur =+− )( βpiα A mesma conclusão poderia ser tirada observando-se a equação (1), a partir da qual: t e tt ir =+ pi (c) i e πe são I(1), pois a hipótese nula de raiz unitária não é rejeitada para as variáveis em nível mas é rejeitada para as variáveis em primeira diferença, e r é I(0), pois a hipótese nula de raiz unitária já é rejeitada para a variável em nível. Logo, os dados indicam que a Hipótese de Fisher parece válida para o Brasil. Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 24 Questão 11 - Um economista deseja saber qual a relação entre duas variáveis Yt e Zt. Para tal, ele estima a seguinte regressão: Yt = a + b Zt + ut. Os valores estimados para os coeficientes, bem como as estatísticas de teste relevantes estão apresentadas abaixo: Parâmetros Valores Estimados Erro-padrão Estatística-t p-valor a 454,31 3,88 117,06 <0,001 b -1,26 0,01 -95,24 <0,001 R2 0,947 Durbin-Watson: 1,201 Como pode ser observado na tabela acima, a correlação entre as variáveis é negativa e altamente significante, com ótimo ajuste aos dados. Ao apresentar os dados a outro economista, este diz que se trata de uma “regressão espúria” e pede para o primeiro economista verificar se as variáveis são estacionárias. Abaixo estão as tabelas com os resumos dos testes ADF para ambas as séries: Variável dependente: ∆Yt Coeficientes Estimados Estatística-t p-valor Yt-1 -0,509 -13,31 - ∆Yt-1 0,291 6,75 <0,001 Constante 6,174 10,33 <0,001 Tendência 0,153 13,21 <0,001 Variável dependente: ∆Zt Coeficientes Estimados Estatística-t p-valor Zt -1 -0,678 -16,79 - ∆Zt-1 0,427 10,36 <0,001 Constante 203,89 16,76 <0,001 Tendência 0,135 16,50 <0,001 Valores Críticos do Teste ADF Equação com intecepto Equação com Intercepto e Tendência 5% -2,86 -3,41 10% -2,57 -3,12 Com base nesses dados responda os itens a seguir. (a) Por que o economista incluiu a constante, a tendência e uma defasagem da primeira diferença na equação do teste ADF? (b) Quais séries são não-estacionárias e qual a ordem de integração de cada uma delas? Justifique. (c) Quais são os principais indicadores que levaram o segundo economista a pensar que se trata de uma “regressão espúria”? Com base nos resultados apresentados acima e em sua resposta do item anterior, ele pode estar correto? Justifique. (d) Explique detalhadamente como o primeiro economista deve redefinir a regressão acima para convencer o segundo economista sobre sua validade. Apresente todos os passos necessários, explicando como proceder em cada um deles; todas as novas variáveis que devem ser definidas e todas as regressões que devem ser feitas. Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 25 RESPOSTA: (a) A inclusão da constante e da tendência na regressão de teste é importante para permitir testar a hipótese nula de raiz unitária contra a hipótese alternativa de que o processo gerador das variáveis analisadas contenha uma tendência determinística (caso não incluíssemos a tendência, estaríamos comparando um processo com tendência estocástica – sob H0 – com um processo sem qualquer tendência – sob H1 – como a melhor aproximação ao processo gerador dos dados, que pode ser uma comparação “injusta” caso as séries apresentem algum tipo de tendência na amostra). A inclusão da defasagem da primeira diferença na equação do teste ADF visa evitar que os erros da equação apresentem autocorrelação. (b) Nenhuma das duas variáveis possui raiz unitária, pois em ambos os casos a estatística do teste (-13,31 e -16,79, respectivamente) é muito menor do que o valor crítico correspondente à equação com intercepto e tendência (-3,41 para o nível de significância de 5%), de modo que a hipótese nula de raiz unitária é rejeitada. Mas, nas duas equações, a tendência determinística é altamente significativa, indicando que ambas as variáveis apresentam tendência determinística. Logo, nenhuma delas é estacionária; trata-se de processos I(0) em torno de uma tendência determinística. (c) Uma “regressão espúria” costuma apresentar R2 relativamente elevado, estatísticas-t altamente significativas e resíduos com forte autocorrelação; todas essas características estão presentes na equação estimada (note o elevado R2, as altíssimas estatísticas-t dos coeficientes estimados e o baixo valor da estatística Durbin-Watson), o que levou o economista à afirmação de que se trata de uma regressão espúria. O termo “regressão espúria” é usualmente empregado para definir uma regressão entre duas variáveis I(1) independentes que sugere, porém, uma relação significativa entre elas; como as variáveis em questão não são I(1), essa definição não seria, portanto, aplicável. Entretanto, alguns autores (p.ex. o Wooldridge) usam o termo “regressão espúria” de modo mais abrangente, para definir a regressão entre quaisquer variáveis não estacionárias (independentemente dessas variáveis apresentarem tendência estocástica ou determinística). De acordo com esse critério mais abrangente, poderíamos dizer que a regressão é espúria. (d) A solução é incluir a tendência determinística na regressão, de modo a controlar para o efeito dessa tendência sobre Y e Z. Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 26 Questão 12 - Suponha que a relação entre duas variáveis econômicas, x e y, satisfaça as seguintes condições: tttttt tttttt uuuyx uuuyx ,21,22,2,22 ,11,11,1,11 onde onde ερβ ερβ +==+ +==+ − − e ε1t , ε2t são distúrbios estacionários. Para cada um dos casos abaixo, indique: (i) o grau de integração (número de raízes unitárias) de x e y; (ii) se x e y são cointegradas; (iii) o vetor de cointegração, caso as variáveis sejam cointegradas. Se houver múltiplas alternativas possíveis, indique todas elas (p.ex.: “O grau de integração de x pode ser A ou B...”). Caso (I): 0,0,0 2121 ==≠= ρρββ Caso (II): 1,1,0,0 2121 <<≠= ρρββ Caso (III): 1,1, 2121 <<≠ ρρββ Caso (IV): 1,1,0 211 <== ρρβ Caso (V): 1,1,0 212 <== ρρβ Caso (VI): 1,1,0 212 <=≠ ρρβ RESPOSTA: Esta questão é como um “quebra-cabeça”. Inicialmente, a partir dos valores de 21 e ρρ , inferimos o grau de integração de u1 e u2. Em seguida, inferimos (i), (ii) e (iii) usando os fatos de que: • I(0) + I(0) = I(0) • I(1) + I(0) = I(1) • I(1) + I(1) = I(1) se as variáveis não forem cointegradas, ou I(0) se as variáveis forem cointegradas • Caso (I): Dado que 021 == ρρ , temos: )0(~ )0(~ ,2,2 ,1,1 Iu Iu tt tt ε ε = = Como 01 =β , temos: I(0)~ ,1 tt ux = Logo, para que a relação )0( ,2 (??) 2 )0( I t I t I t uyx =+ β seja satisfeita, devemos ter y ~ I(0). Evidentemente, como x e y são I(0), não faz sentido falar de cointegração entre elas. • Caso (II): Dado que 1,1 21 << ρρ , temos: )0(~ )0(~ ,2 ,1 Iu Iu t t Como 01 =β , temos: I(0)~ ,1 tt ux = Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 27 Logo, para que a relação )0( ,2 (??) 2 )0( I t I t I t uyx =+ β seja satisfeita, devemos ter y ~ I(0). Evidentemente, como x e y são I(0), não faz sentido falar de cointegração entre elas. • Caso (III): Dado que 1,1 21 << ρρ , temos: )0(~ )0(~ ,2 ,1 Iu Iu t t Se tivermos 01 =β ou 02 =β , a situação será idêntica ao caso II. Se ambos os coeficientes forem diferentes de zero, teremos então duas combinações lineares I(0) entre x e y. Logo, essas variáveis devem ser ambas I(0) (pois, caso fossem I(1) e cointegradas, só poderia haver uma combinação linear estacionária entre elas). Evidentemente, como x e y são I(0), não faz sentido falar de cointegração entre elas. • Caso (IV): Dado que 1,1 21 <= ρρ , temos: )0(~ )1(~ ,2 ,1 Iu Iu t t Como 01 =β , temos: I(1)~ ,1 tt ux = Logo, para que a relação )0( ,2 (??) 2 )1( I t I t I t uyx =+ β seja satisfeita, devemos ter y ~ I(1) e cointegrada com x, com vetor de cointegração ),1( 2β . • Caso (V): Dado que 1,1 21 <= ρρ , temos: )0(~ )1(~ ,2 ,1 Iu Iu t t Como 02 =β , temos: I(0)~ ,2 tt ux = Logo, para que a relação )1( ,1 (??) 1 )0( I t I t I t uyx =+ β seja satisfeita, devemos ter y ~ I(1). Evidentemente, como x é I(0), não faz sentido falar de cointegração entre x e y. • Caso (VI): Dado que 1,1 21 <= ρρ , temos: )0(~ )1(~ ,2 ,1 Iu Iu t t Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 28 Como 02 ≠β , temos: )0( ,2 (??) 2 (??) I t I t I t uyx =+ β Essa relação, por si só, implicaria que x e y poderiam ser ambas I(0), ou ambas I(1) e cointegradas, com vetor de cointegração ),1( 2β . Mas se x e y fossem I(0), a relação )1( ,1 )0( 1 )0( I t I t I t uyx =+ β não faria sentido (para qualquer valor de 1β ). Logo, elas devem ser I(1) e cointegradas, com vetor de cointegração ),1( 2β . Questão 13 – Considere as séries mensais de taxa de câmbio real e PIB real para o Brasil no período 1992- 1997: .068 .072 .076 .080 .084 .088 .092 1992 1993 1994 1995 1996 1997 TCR 95 100 105 110 115 120 125 130 1992 1993 1994 1995 1996 1997 PIBR Um economista decide testar a existência de raiz unitária nos “processos geradores” dessas séries através do teste Dickey-Fuller baseado na seguinte regressão, onde Y é a série de interesse: ttt uYY +=∆ −1γ (*) Explique por que o teste acima pode gerar resultados “enganosos” para as séries em questão, e como você resolveria esse problema, de modo a testar adequadamente a hipótese de raiz unitária. RESPOSTA: No caso da TCR, a série apresenta uma clara “quebra estrutural” que poderia viesar o teste no sentido de acharmos que o processo gerador da série possui uma raiz unitária mesmo que isso não fosse verdade. De fato, de acordo com o gráfico, a TCR parece estacionária antes e depois da “quebra” que ocorre em 1994 (Plano Real). A fim de verificar adequadamente a presença de raiz unitária, é portanto necessário levar explicitamente em consideração tal quebra, através da inclusão de uma dummy na equação de teste (teste de Perron – ver Enders, cap.4). No caso do PIBR, a série apresenta uma clara tendência de crescimento. Em casos como esse, a não inclusão da tendência determinística na regressão de teste também deve viesar o teste no sentido de acharmos que o processo gerador da série possui uma raiz unitária, pois torna a rejeição de H0 altamente improvável (estamos comparando um processo com tendência estocástica – sob H0 – com um processo sem qualquer tendência – sob H1 – como a melhor aproximação ao processo gerador dos dados; evidentemente, H0 parece uma opção mais razoável, dada a forte tendência de crescimento da série). Logo, não rejeitaremos a qualquer nível de significância usual. A solução é, portanto, realizar o teste ADF com intercepto e tendência. Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 29 Questão 14 – Um economista deseja estimar a seguinte equação de demanda de moeda para o Brasil: upym +++= 210 βββ (1) onde m é o logaritmo do estoque real de moeda, y o logaritmo do pib, p a taxa de inflação e u um distúrbio aleatório. Os dados são trimestrais (dessazonalizados) para o período 1991.1-2002.4. Antes de estimar a equação (1), o economista estima as seguintes equações (estat.-t em parênteses): ttttt vmmmtm ˆ18.035.023.071.106.12 2)25.1(1)47.2(1)09.3()19.3()88.1( +∆−∆+−+=∆ − − −− − (2) R2=0.33 DW=1.85 SC=8.61 No.Obs.: 45 ttttt wyyyty ˆ43.029.022.015.052.22 2)46.3(1)24.2(1)76.1()63.1()85.1( +∆−∆+−+=∆ − − −− − (3) R2=0.43 DW=1.79 SC=4.07 No.Obs.: 45 ttttt zpppp ˆ34.058.008.002.0 2)39.2(1)21.4(1)47.1()58.0( +∆−∆+−=∆ − − −− − (4) R2=0.34 DW=1.89 SC=-0.24 No.Obs.: 45 onde t é uma tendência determinística, zwv ˆ,ˆ,ˆ são os resíduos das regressões estimadas, DW é a estatística de Durbin-Watson e SC o critério de informação de Schwarz. (a) O que o economista pretende testar ao estimar as equações (2)-(4)? Por que os resultados dessas regressões são relevantes para a estimação correta da equação de interesse, isto é, a equação (1)? Interprete os resultados numéricos obtidos. (2 PONTOS) Após estimar (2)-(4), o economista estima a equação (1), obtendo o seguinte resultado: tttt upym ˆ46.070.238.7 )26.6()53.6()71.3( +−+−= −− (1’) R2=0.86 DW=0.28 SC=-0.36 No.Obs.: 48 Eis o gráfico dos resíduos da regressão acima: (b) Baseando-se nas informações disponíveis até o momento, o economista afirma: “É provável que a regressão (1’) seja espúria”. O que é uma regressão espúria? Você concorda ou discorda da afirmação do economista? Caso a regressão não seja espúria, o que se pode dizer sobre a relação entre as variáveis? (1 PONTO) (c) A fim de verificar se (1’) é realmente uma regressão espúria, o que o economista deveria fazer? Explique cuidadosamente. (0,5 PONTO) (d) Observe abaixo os gráficos das séries m, y e p para o período analisado (1991.1-2002.4). A partir desses gráficos, que tipo de crítica poderia ser feito à análise realizada pelo economista acima? (0,5 PONTO) -6 -4 -2 0 2 4 6 1992 1994 1996 1998 2000 2002 u Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 30 4.0 4.4 4.8 5.2 5.6 6.0 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 M 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 Y -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 P RESPOSTA: (a) As equações (2)-(4) são as regressões dos testes ADF para as variáveis analisadas. Esses testes são importantes para verificarmos se as variáveis são estacionárias ou não, e portanto para sabermos se há possibilidade da regressão de interesse ser espúria. Em todos os casos, a hipótese nula de raiz unitária não é rejeitada ao nível de 5%. De fato, para esse nível de significância o valor crítico do teste é -3,41 e as estatísticas de teste são: • Eq.(2) = -3,09 • Eq.(3) = -1,76 • Eq.(4) = -1,47 Logo, as variáveis m, y e p parecem possuir pelo menos uma raiz unitária, de modo que a regressão (1) pode ser espúria. (b) Já vimos a definição de regressão espúria em questões anteriores: na definição mais abrangente, trata-se de uma regressão entre variáveis não-estacionárias que, devido à tendência (estocástica ou determinística) presente nas séries, sugere a existência de correlação significativa entre elas, apesar das variáveis serem, na verdade, independentes. Ao realizarmos uma regressão com variáveis “integradas” (isto é, que possuam uma raiz unitária), temos basicamente duas possibilidades: ou a regressão é espúria, ou as variáveis são cointegradas. No caso em questão, já verificamos que as variáveis analisadas parecem possuir pelo menos uma raiz unitária, de modo que, se a regressão não for espúria, as variáveis devem ser cointegradas. A afirmação do economista faz sentido, pois a regressão estimada apresenta todas as características de uma regressão espúria: (i) as variáveis m, y e p são “integradas”; (ii) R2 elevado; (iii) estatísticas-t elevadas; (iv) o resíduo da regressão parece ser não-estacionário: note a forte autocorrelação (“inércia”) no gráfico do resíduo e no baixo valor da estatística Durbin-Watson (DW), característica de um passeio aleatório. (c) É necessário realizar um teste de cointegração. Um teste possível é o teste de Engle-Granger, que consiste em realizar um teste ADF no resíduo da regressão estimada. Se a hipótese nula de raiz unitária não for rejeitada, as variáveis não são cointegradas e a regressão é espúria; se H0 for rejeitada, as variáveis são cointegradas (pois há uma combinação linear das variáveis m, y e p que é estacionária – ou seja, o resíduo). [Na verdade, quando estamos analisando a relação entre mais de duas variáveis, há testes de cointegração mais adequados do que o teste de Engle-Granger – em particular, o teste de Johansen.] (d) A taxa de inflação claramente sofreu uma “quebra estrutural” que mudou totalmente as características do processo a partir de 1994. Essa quebra deveria ser considerada explicitamente na realização do teste de raiz unitária e na especificação da regressão de interesse, o que não foi feito. Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 31 SEÇÃO 3 Questão 1 – [Adaptado de Hamilton, 1994] Considere um ativo que pague dividendos Dt. Suponha que o retorno esperado do ativo seja o valor constante R, de modo que o preço do ativo, Pt, deve satisfazer a equação: = + ∞ = −∑ st s s tt DREP 1 (*) Evidentemente, essa expressão deixa claro que D causa P. Suponha, porém, que Dt evolua de acordo com um processo MA(1). Mostre que, em termos de causalidade de Granger, é P que causa D, e não o inverso. Explique esse aparente paradoxo. [Dica: primeiro, calcule o valor esperado de Dt+s para diferentes valores de s e substitua em (*). Resolva, então, para Pt e Dt em função de seus valores defasados e dos choques aleatórios que determinam a evolução de Dt] RESPOSTA Como Dt segue um MA(1), 1−++= ttt uuD θµ (**) Dado que 0)( =+stt uE para todo s>0, ( ) ( ) > =+ =++= −+++ 1s para 1s para 1 µ θµθµ tststtstt u uuEDE Substituindo em (*): t t s s st s s tt uR R uRR DREP θµ θµ 1 1 1 1 1 − − ∞ = − + ∞ = − + − = += = ∑ ∑ (***) Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 32 Note que essa expressão implica que: θ φ µ θ φ φφ R R R Pu tt = − −= += 1 0 10 e 1 onde Podemos usar essa expressão para escrever, na equação (***), ut-1 em função de Pt: ( ) ( ) tt tt tt ttt uP uP Pu uuD ++= +++= +++= ++= − − − − 110 110 110 1 δδ θφθφµ φφθµ θµ (****) Observando as equações (***) e (****), vemos então que: • valores defasados de D não ajudam a prever P (cuja evolução depende apenas de choques imprevisíveis) • valores defasados de P ajudam a prever D Logo, D não causa P no sentido de Granger, mas P causa D no sentido de Granger, que é o oposto do que ocorre em termos econômicos! O que explica isso? Simplesmente o fato de que os agentes procuram antecipar o futuro, de modo que o preço em determinado período já incorpora a expectativa de variação futura nos dividendos. Como estes últimos contém um componente “inercial” – e, portanto, previsível –, captado pelo modelo MA(1) em (**), a observação do preço do ativo em determinado período nos ajuda a prever a evolução futura dos dividendos. Note que se a variação dos dividendos fosse puramente aleatória (por exemplo, tt uD += µ ), isso não ocorreria. Questão 2 – “As vendas de ovos de Páscoa não causam a Páscoa no sentido econômico – isto é, não determinam a ocorrência da Páscoa. Entretanto, elas causam a Páscoa no sentido de Granger”. Comente. RESPOSTA A afirmativa está correta. Evidentemente, a causalidade verdadeira é no sentido Páscoa → vendas de ovos; mas, dado que as vendas de ovos precedem a Páscoa no tempo, podemos dizer que elas causam a Páscoa no sentido de Granger: a observação das vendas de ovos nos permitiria prever a chegada da Páscoa. A idéia aqui é a mesma da questão anterior: o comportamento “antecipatório” dos agentes explica a decisão de comprar os ovos de Páscoa antes desta. Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 33 Questão 3 – Um VAR para 3 variáveis macroeconômicas foi estimado com o número de defasagens de cada variável variando entre 1 e 5. A tabela abaixo apresenta os valores dos critérios de informação de Schwarz, Akaike e Hannan-Quinn obtidos para cada especificação: Número de defasagens AIC SC HQ 1 19.33201 19.60494 19.44288 2 19.10852 19.58615 19.30255 3 19.09986 19.78219 19.37704 4 19.10670 19.99373 19.46703 5 19.00596 20.09768 19.44944 AIC: Akaike information criterion SC: Schwarz information criterion HQ: Hannan-Quinn information criterion (a) Qual é o número ótimo de defasagens do VAR segundo cada critério? (b) Além dos critérios de informação acima, aponte outros dados que poderiam nos ajudar a selecionar o número ótimo de defasagens de um VAR. (c) Quais são as conseqüências de estimar um VAR com número insuficiente de defasagens? E de estimar o modelo com número excessivo de defasagens? RESPOSTA (a) AIC = 5 defasagens; SC = 2 defasagens; HQ = 2 defasagens. (b) Testes de diagnóstico dos resíduos para verificar a adequação das hipóteses usuais da estimação por MQO – em especial, a ausência de autocorrelação residual. Por exemplo, apesar do critério de Schwarz indicar 2 defasagens no modelo acima, talvez o modelo com 2 defasagens apresente autocorrelação serial, enquanto que com 3 defasagens isso não ocorra. Nesse caso, seria recomendável estimar o modelo com 3 defasagens. (c) Se o número de defasagens for insuficiente, temos um problema de viés de variáveis omitidas; se o número for excessivo, temos perda de eficiência (excesso de parâmetros sendo estimados) Questão 4 – Um economista decide analisar a relação entre a taxa de juros e o hiato do produto, com o objetivo de investigar a existência de efeitos reais da política monetária. O hiato do produto é definido como o desvio do PIB em relação à sua “tendência de longo prazo”. a) Cite dois métodos através dos quais seria possível calcular o hiato do produto. Sob que condições você esperaria que os dois métodos gerassem resultados semelhantes? O economista postula que a relação entre a taxa de juros (y1) e o hiato do produto (y2) possa ser representada pelo seguinte modelo “estrutural”: ttt uyyB Γ 1 ,2 ,1 1,2 1,1 2221 1211 ,2 ,1 2221 1211 += + = − − − t t t t t t u u y y y y bb bb γγ γγ b) Mostre que a forma reduzida desse modelo é um modelo VAR, explicitando a relação entre os coeficientes das formas reduzida e estrutural. [Sugestão: use notação matricial (caso contrário,você terá muito mais trabalho e precisará usar o verso da página!)] Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 34 c) “Os dados que observamos permitem estimar a forma reduzida do modelo. Entretanto, em geral não é possível recuperar os parâmetros da forma estrutural a partir da forma reduzida”. Comente. O economista estima o VAR correspondente à forma reduzida do modelo acima, obtendo: tttt tttt eyyy eyyy ,21,2)9.3(1,1)5.2(,2 ,11,2)0.1(1,1)0.3(,1 ˆ8.02.0 ˆ1.05.0 ++−= ++= −− −− d) “Dado que te ,1ˆ é uma estimativa dos choques na taxa de juros, os resultados do VAR acima nos permitem afirmar que um choque restritivo de política monetária no período t não afeta o hiato do produto contemporaneamente, mas causa uma redução do hiato do produto no período t+1”. Comente cuidadosamente (mas sucintamente!). e) O economista decide estimar as “funções de resposta a impulso” do modelo através do método padrão na análise de modelos VAR, baseado na “decomposição de Choleski”. (e.1) O que é uma “função de resposta a impulso”? (e.2) Explicite todas as restrições que devem ser impostas ao modelo estrutural através do método da decomposição de Choleski, explicando de que forma a imposição dessas restrições resolve o problema de identificação do modelo estrutural. f) No caso de um VAR bivariado, a decomposição de Choleski pode ser obtida através de duas especificações alternativas da matriz de relações contemporâneas B. O que diferencia essas especificações? Qual delas você julga mais adequada ao caso em questão? Por quê? g) “De acordo com o VAR estimado acima, é possível afirmar que a taxa de juros causa o hiato do produto no sentido de Granger. Mas isso não significa necessariamente que a política monetária tenha efeitos reais”. Comente cuidadosamente. RESPOSTA a) Método 1: Regressão do PIB em uma tendência determinística linear; nesse caso, o hiato do produto seria dado pelo resíduo da regressão. Método 2: decomposição do PIB em componentes de “tendência” e “ciclo” pelo filtro de Hodrick-Prescott (HP). A diferença entre os dois métodos reside no fato de que, sob o método 1, a tendência estimada de crescimento do PIB é constante ao longo da amostra, enquanto que, sob o método 2, essa tendência pode variar de modo “suave”. Espera-se que os dois métodos gerem resultados semelhantes se a tendência de crescimento do PIB ao longo da amostra for de fato aproximadamente constante. b) A forma reduzida é dada por: tt ttt ttt uBvB vyy uByBByB 11 1 1 1 11 Γ,: Γ −− − − − −− ==Π +Π=⇒ += onde c) A forma reduzida resume a dinâmica das variáveis endógenas como função de variáveis exógenas ou predeterminadas e pode, portanto, ser estimada sem problemas (pois não há problemas de endogeneidade na estimação). Entretanto, existem infinitos modelos estruturais compatíveis com determinada forma reduzida, de modo que a estimação da forma reduzida – isto é, das correlações entre variáveis endógenas e exógenas – não permite saber qual é o modelo estrutural subjacente. Esse problema pode ser verificado facilmente ao constatar-se que a forma reduzida contém menos parâmetros do que a forma estrutural, de modo que, na ausência de restrições adicionais ao modelo Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 35 estrutural, existem infinitas combinações dos parâmetros do modelo estrutural compatíveis com os parâmetros estimados da forma reduzida. d) A afirmativa é falsa. O VAR é a forma reduzida de um modelo estrutural, de modo que seus resíduos não podem ser interpretados como “choques estruturais”. Na verdade, os resíduos do VAR são combinações lineares dos choques estruturais (choque de juros e no hiato do produto) e, portanto, não são facilmente interpretáveis. Note que um choque nos juros pode afetar ambos os resíduos e1 e e2 do VAR e, portanto, causar aumentos imediatos em ambas as variáveis endógenas. e) (e.1) Uma função de resposta a impulso traça o efeito esperado de um choque em uma variável do sistema sobre outra ao longo do tempo, desde o momento do choque. (e.2) A forma estrutural contém, em geral, um excesso de N2 parâmetros em relação à forma reduzida, onde N é o número de variáveis endógenas do sistema. No caso em questão, temos, portanto, um excesso de 4 parâmetros, que pode ser eliminado através da imposição de pelo menos 4 restrições à forma estrutural. O primeiro conjunto de restrições do procedimento padrão de identificação seria a normalização da matriz B – ou seja, definir b11=b22=1 (logo, duas restrições). O segundo conjunto de restrições envolve a hipótese de que os choques estruturais não são correlacionados, de modo que a matriz de variância-covariância dos distúrbios estruturais (u) é diagonal; no caso em questão, essa é uma matriz 2x2, de modo que essa hipótese implica uma restrição adicional (covariância zero entre u1 e u2). Finalmente, o terceiro conjunto de restrições determina uma “ordenação causal” das variáveis endógenas pela suposição de que uma variável é afetada contemporaneamente apenas pelo seu próprio choque, a segunda variável é afetada contemporaneamente pelo seu choque e pelo choque da primeira variável, e assim por diante. No caso em questão, poderíamos supor b12=0 ou b21=0, dependendo de qual variável julgássemos “mais exógena”, obtendo assim a última restrição necessária para identificar o modelo estrutural. f) Conforme dito acima, poderíamos supor b12=0 ou b21=0, dependendo de qual variável julgássemos “mais exógena”. No caso em questão, seria mais razoável supor b21=0 se acreditássemos que o Banco Central fosse capaz de observar o hiato do produto contemporâneo e reagisse a ele mexendo na taxa de juros (provavelmente com o objetivo de controlar a inflação, que depende do hiato do produto), ao passo que o hiato demoraria pelo menos 1 período a reagir aos juros. g) A afirmativa está correta. Dado que a taxa de juros defasada é significativa na equação do hiato (estatística-t=2,5), rejeita-se a hipótese nula de não-causalidade. Mas esse pode ser um resultado meramente estatístico, pois, como vimos nas questões 1 e 2 desta lista, o comportamento antecipatório dos agentes econômicos pode gerar situações “espúrias” de causalidade de Granger. Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 36 Questão 5 – Suponha que as relações entre 3 variáveis possam ser descritas por um VAR(p): tptp2t21t1t vxΠ...xΠxΠx ++++= −−− onde: xt = vetor (3 x 1) de variáveis (X1, X2 e X3) ΠΠΠΠi = matrizes (3 x 3) de parâmetros vt = vetor (3 x 1) de distúrbios a) Que método de estimação você usaria para estimar o modelo VAR acima? Como você determinaria a ordem de defasagens (p) do modelo? b) Suponha que um economista tenha decidido identificar o modelo estrutural associado ao VAR acima através da imposição de uma estrutura recursiva de relações contemporâneas com a seguinte ordenação causal: X1⇒X2⇒X3. Além disso, suponha que X2 não cause X1 no sentido de Granger. Com base unicamente nessas informações, o que podemos dizer sobre as matrizes ΠΠΠΠi do VAR? E sobre as funções de resposta a impulso do modelo? Explique sua resposta. RESPOSTA a) Estimaria cada equação por MQO. A fim de determinar a ordem de defasagens do VAR, pode-se estimar o modelo para todas as possíveis defasagens entre 1 e um número máximo arbitrário, e selecionar a especificação para a qual o valor calculado de algum critério de informação (Akaike ou Schwarz, por exemplo) seja o mais baixo, e cujos resíduos não apresentem auto-correlação. b) Como X2 não causa X1 no sentido de Granger, sabemos que os elementos (1,2) das matrizes ΠΠΠΠi do VAR são todos zero. No que se refere às funções de resposta a impulso, sabemos que X1 é afetada contemporaneamente apenas por seu próprio choque estrutural (dada a estrutura recursiva de relações contemporâneas suposta), mas pode ser afetada pelos demais choques em períodos posteriores, pois os choques de X2 e X3 afetam essas variáveis, que por sua vez aparecem defasadas na equação de X1. Note que, apesar de X2 não afetar X1 diretamente (tanto contemporaneamente como com defasagem), um choque em X2 pode afetar X1 indiretamente, através de X3. Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 37 Questão 6 – Com o objetivo de testar a hipótese de “neutralidade da moeda” – isto é, a hipótese de que a moeda não tem efeitos reais –, um economista decide verificar se a moeda causa o produto no sentido de Granger a partir do seguinte VAR, estimado com 120 dados trimestrais dessazonalizados: 1 1)5.3(1)0.5()1.2( ˆ15.060.001.0 tttt uymm +++= −− 2 1)2.4(1)0.3()1.2( ˆ30.020.001.0 tttt uymy +++= −− onde m é a taxa de emissão monetária, y é a taxa de crescimento do produto e ituˆ denota o resíduo da i-ésima equação. Os valores entre parênteses são as estatísticas-t. (a) (1,0 ponto) É possível, a partir dessas informações, testar se a moeda causa o produto no sentido de Granger? Caso positivo, realize o teste. Caso negativo, indique como você poderia realizar o teste. (b) (1,0 ponto) Suponha que m e y façam parte de um sistema de equações mais amplo, que inclua uma terceira variável macroeconômica (x) e cuja dinâmica possa ser representada pelo VAR abaixo: + = − − − t t t t t t t t t e e e y x m y x m ,3 ,2 ,1 1 1 1 3332 22 1211 0 00 0 γγ γ γγ À luz dessa nova informação, comente sobre a validade do teste do item anterior como forma de testar a hipótese de “neutralidade da moeda”. RESPOSTA (a) Sim, é possível testar se a moeda causa o produto no sentido de Granger. Para tanto, devemos simplesmente testar a significância da defasagem de m na equação de y. Como a estatística-t em questão (3) é muito maior do que o valor crítico aproximado de 2 (ao nível de significância de 5%), podemos rejeitar a hipótese nula de que esse coeficiente é zero – e, portanto, concluir que m causa y no sentido de Granger. (b) O sistema deixa claro que m não causa y no sentido de Granger, pois o coeficiente de m(t-1) na equação de y(t) é zero. Logo, o teste do item anterior estaria nos levando a uma conclusão equivocada. A razão para isso decorre, como podemos ver, do fato de que o VAR bivariado anterior omitia a variável x, que na verdade causa m e y no sentido de Granger (note que os coeficientes de x(t-1) nas equações de m e y não são nulos). Assim, o teste anterior estava viesado devido a um problema de variável omitida. Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 38 Questão 7 – Um economista estima um modelo VAR para o PIB e o déficit fiscal, com o número de defasagens de cada variável variando entre 1 e 5. A tabela abaixo apresenta os valores do critério de informação de Akaike para cada especificação: Número de defasagens C.I. Akaike 1 10.18 2 10.08 3 10.02 4 10.20 5 10.45 i) Qual é o número ótimo de defasagens do VAR segundo o critério de Akaike? O que você pode dizer sobre o número ótimo de defasagens do VAR a que o economista teria chegado se ele tivesse se baseado no critério de informação de Schwarz? (0,75 PONTO) ii) Um economista deseja testar a hipótese de que o déficit fiscal causa o PIB no sentido de Granger. Explique como ele poderia realizar esse teste, especificando adequadamente as hipóteses nula e alternativa. (0,5 PONTO) iii) Após realizar os testes apropriados, o economista conclui que o déficit fiscal causa o PIB no sentido de Granger, sendo que déficits mais elevados são seguidos por valores mais baixos do PIB. Na opinião do economista, esse resultado corrobora a tese de que a política fiscal tem efeitos “não-keynesianos” – ou seja, aumentos de gastos e/ou reduções de impostos, que levem ao aumento do déficit, geram redução da atividade econômica. Por que o resultado do teste de causalidade de Granger não corrobora necessariamente a tese dos efeitos não-keynesianos da política fiscal? Exemplifique sua resposta através de dois argumentos econômicos distintos. (1 PONTO) iv) Outro economista argumenta que, a fim de testar a hipótese de efeitos não-keynesianos da política fiscal, o mais correto seria estimar o efeito de um “choque” fiscal sobre o PIB, através da estimação de “funções de resposta a impulso”; para tanto, porém, seria necessário identificar o “modelo estrutural” que teria dado origem ao VAR em questão. Explique o que é uma função de resposta a impulso, e por que esse tipo de análise só faz sentido quando realizado com base no modelo na “forma estrutural” (e não na “forma reduzida”). (0,75 PONTO) v) Explique detalhadamente como o economista poderia identificar o modelo estrutural que teria dado origem ao VAR estimado acima. (1 PONTO) RESPOSTA i) O critério de Akaike sugere 3 defasagens (menos valor da estatística). O critério de informação de Schwarz nunca leva a um modelo com mais parâmetros do que o critério de Akaike; logo, de acordo com o critério de Schwarz, o número ótimo de defasagens será, no máximo, 3. ii) O objetivo é testar a significância conjunta das defasagens do déficit na equação do PIB, com: • H0: os coeficientes de todas as defasagens do déficit na equação do PIB são nulos • H1: algum desses coeficientes é diferente de zero Sob H0, o déficit não causa o PIB; sob H1, causa. iii) O teste de causalidade de Granger tem a ver com a idéia de “precedência temporal”, mais do que com “causalidade no sentido econômico”. É possível que a observação de certa variável X no período t ajude a prever outra variável Y no período t+1, mesmo que X não “cause” Y no sentido econômico. No caso em questão, é possível que déficits fiscais sejam seguidos de quedas no PIB devido, por exemplo, a: (i) comportamento antecipatório do governo, que, prevendo que o PIB cairá no futuro, aumenta seus gastos no presente, de modo a sustentar o nível de atividade (nesse caso, a Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio 39 atuação do governo estaria evitando uma queda maior do PIB); (ii) efeito de alguma variável omitida, como a taxa de juros, que aumente o déficit no presente e reduza o PIB no futuro. iv) Uma função de resposta a impulso é uma representação (gráfica ou numérica) da resposta, ao longo do tempo, de certa variável Y a um aumento inesperado (“choque”) em outra variável X. O VAR é a forma reduzida de um modelo estrutural, de modo que seus resíduos não podem ser interpretados como “choques estruturais”. Na verdade, os resíduos do VAR são combinações lineares dos choques estruturais, que são os choques que nos interessam. Daí a necessidade de identificar o modelo estrutural v) A forma estrutural contém, em geral, um excesso de N2 parâmetros em relação à forma reduzida, onde N é o número de variáveis endógenas do sistema. No caso em questão, temos, portanto, um excesso de 4 parâmetros, que pode ser eliminado através da imposição de pelo menos 4 restrições à forma estrutural. Uma possibilidade seria usar o método de Cholesky. Seja o modelo estrutural dado por: tt2t21t1t uxΓxΓxΓBx +++= −−− 33 onde: xt = vetor (2 x 1) de variáveis (déficit, PIB) ΠΠΠΠi = matrizes (2 x 2) de parâmetros ut = vetor (2 x 1) de distúrbios O primeiro conjunto de restrições do procedimento padrão de identificação seria a normalização da matriz de relações contemporâneas B – ou seja, definir b11=b22=1 (logo, duas restrições). O segundo conjunto de restrições envolve a hipótese de que os choques estruturais não são correlacionados, de modo que a matriz de variância-covariância dos distúrbios estruturais (u) é diagonal; no caso em questão, essa é uma matriz 2x2, de modo que essa hipótese implica uma restrição adicional (covariância zero entre u1 e u2). Finalmente, o terceiro conjunto de restrições determina uma “ordenação causal” das variáveis endógenas pela suposição de que uma variável é afetada contemporaneamente apenas pelo seu próprio choque, a segunda variável é afetada contemporaneamente pelo seu choque e pelo choque da primeira variável, e assim por diante. No caso em questão, poderíamos supor b12=0 ou b21=0, dependendo de qual variável julgássemos “mais exógena”, obtendo assim a última restrição necessária para identificar o modelo estrutural. Disponibilizado por Otávio Merçon e todos os colaboradores do Blog Economia a PUC-Rio