Utilità Attesa - dipartimento di economia e diritto

Utilità Attesa
(Cap. 24 libro di Hey)
Solito preambolo e qualche richiamo alle scelte rischiose:
In Economia le scelte/decisioni vengono distinte in:
1. decisioni in situazioni di certezza
2. decisioni in situazioni di rischio
3. decisioni in situazioni di incertezza
Come nella precedente lezione, anche qui ci avventuriamo nella situazione
decisionale numero 2. Dunque si studia l’allocazione del portafoglio tra attività
rischiose (azioni, assicurazioni, lotterie, scommesse…).
L’utilità scontata ci aiuta a studiare i comportamenti tipo “cicala vs formica”.
L’utilità attesa ci aiuta a studiare i comportamenti tipo “prudente vs spericolato”
In ogni caso, si parla sempre di noi.
Il rischio consta nella presenza di due o più stati del mondo che, ex ante, possono
realizzarsi con una nota e costante probabilità ma che, ex post, sono alternativi: se ne
realizza uno solo. Il rischio è appunto che potrebbe realizzarsi lo stato meno
favorevole.
A differenza della precedente lezione, dove si parlava di vincoli di bilancio e CI, qui
esplicitiamo meglio la funzione di utilità in condizioni di rischio.
Il modello dell’Utilità Attesa descrive le preferenze individuali sottostanti il
comportamento del consumatore walrasiano in condizioni di rischio.
Alla pari del modello dell’Utilità Scontata questo modello
EMPIRICAMENTE è relativamente realistico;
NORMATIVAMENTE è valido: se sei razional-egoista dovresti comportarti così.
Perché dovremmo comportarci così?
Le potenzialità normative del modello dell’Utilità Attesa possono essere comprese
illustrando l’Assioma di Indipendenza (dalle alternative irrilevanti). La logica di
fondo è:
se sei razionale, semplicemente non puoi violare l’assioma di indipendenza.
M. Bovi
Pag. 1
Vediamo perché con un esempio.
INDIPENDENZA => RAZIONALITA’
Supponiamo che C e D siano due combinazioni rischiose di consumo e che
l’individuo preferisca C a D.
Supponiamo anche che E è una terza combinazione rischiosa e definiamo:
G la lotteria che ha per risultato C con probabilità p e E con probabilità (1-p)
H la lotteria che ha per risultato D con probabilità p e E con probabilità (1-p)
L’Assioma di Indipendenza afferma che l’individuo dovrebbe:
preferire la lotteria G alla lotteria H.
Perché?
Perché i possibili risultati di G sono C e E, mentre
i possibili risultati di H sono D e E.
Dato che il soggetto preferisce C a D, =>
egli preferirà G a H.
Il risultato descrive dunque una situazione razionale, cioè coerente:
l’agente preferisce G a H poiché
l’agente preferisce C a D
In termini non rigorosi ma per capire: chi ha un certo ordine di preferenze (ad
esempio C≻D), non dovrebbe farsi “distrarre” dalla presenza di alternative, per
l’appunto, irrilevanti (nel nostro esempio, la presenza di E dovrebbe essere irrilevante
nella scelta tra C e D).
NB se non lo avete già fatto, ripassate gli assiomi sulle preferenze.
Che succede se, invece, l’agente vìola l’Assioma di Indipendenza?
M. Bovi
Pag. 2
NO INDIPENDENZA => NO RAZIONALITA’.
Esattamente come prima supponiamo che:
 C e D sono due combinazioni rischiose di consumo e che per l’individuo C≻D.
 G è la lotteria che ha per risultato C con probabilità p e E con probabilità (1-p)
 H è la lotteria che ha per risultato D con probabilità p ed E con probabilità (1-p)
In più, assumiamo ora che p sia uguale a 0.5 e che G e H siano due lanci consecutivi
di una moneta:
se il risultato del lancio è “testa”, l’individuo ottiene
C se ha scelto il lancio della moneta G
D se ha scelto il lancio della moneta H;
se il risultato del lancio è “croce” l’individuo ottiene E in ogni caso (irrilevante).
Se l’individuo sceglie H allora l’agente NON soddisfa l’Assioma di Indipendenza
poiché, pur preferendo C a D, sceglie il lancio H.
Il problema dell’incoerenza è che se il lancio H ha avuto per risultato “testa”, allora
l’individuo ottiene D nonostante che ex ante preferiva C a D.
Infatti, se avesse scelto G, il risultato “testa” gli avrebbe consentito di ottenere C.
A questo punto l’individuo vorrà cambiare la sua scelta che, dunque, sarà incoerente.
Dunque, l’Assioma di Indipendenza impedisce l’incoerenza del comportamento
individuale indicando, normativamente, come dovrebbe comportarsi un agente
razionale/coerente.
Altrimenti detto:
Nell’analisi microeconomica si può decidere di descrivere ogni soggetto attraverso
una funzione di utilità oppure attraverso le sue preferenze. Le due vie non sono
identiche a meno che non esistano dei vincoli particolari sulle preferenze.
Ebbene, se le preferenze sulle lotterie sono razionali (cioè complete, riflessive e
transitive), continue e soddisfano l’assioma di indipendenza, allora si può
indifferentemente passare dalla funzione di utilità alle preferenze e, di qui, alle CI (è
simile al teorema della rappresentazione di Debreu).
Dalla teoria alla pratica: Come si pongono gli italiani rispetto alle scelte rischiose?
M. Bovi
Pag. 3
Ecco i risultati di una ricerca (fine 2014) di Natixis su 7.000 investitori di 17 paesi (500 in Italia).
Gli investitori italiani si confermano decisamente avversi al rischio, ma allo stesso tempo
presentano alte - e poco realistiche - aspettative di rendimento.
In Italia gli investitori affermano di aver bisogno di rendimenti reali medi del 9,1% all’anno, una
cifra ben al di sopra dei rendimenti medi annuali dei mercati registrati negli ultimi cento anni.
Si tratta di un’aspettativa di guadagno che risulta in netto contrasto con il comportamento degli
investitori e la loro consolidata avversione al rischio (chi non risica…)
L’ottimismo può essere dannoso al successo degli investimenti e alla sicurezza finanziaria quando i
risparmiatori hanno aspettative non realistiche.
Ancor di più se non si hanno obiettivi ben definiti. Molti risparmiatori, infatti, non hanno ancora
pianificato, non intendono assumersi dei rischi o non hanno una chiara comprensione del rischio di
portafoglio. Nonostante le elevate aspettative, solo il 52% degli investitori italiani afferma di esser
disposto ad assumersi più rischio rispetto a un anno fa.
Un capito a parte è dedicato alla sicurezza previdenziale. Il 71% degli italiani intervistati dichiara
che la pensione è il primo focus degli investimenti e il 64% ritiene che la responsabilità per la
propria sicurezza post-pensionamento stia ricadendo sempre più sugli individui. In Italia, il 45%
dichiara che le non sufficienti pensioni statali sono un problema per il proprio benessere finanziario
dopo il pensionamento. Tuttavia, il 65% non ha obiettivi finanziari chiari e solo il 31% ha un piano
finanziario per raggiungerli.
Approfondiremo nelle lezioni sulle “scelte umane”.
M. Bovi
Pag. 4
Il Modello dell’Utilità Attesa
Il modello dell’Utilità Attesa studia le preferenze individuali in condizioni di rischio.
Come sappiamo il rischio implica che l’individuo è chiamato a prendere una
decisione senza conoscere con certezza ex ante quale stato del mondo si verificherà
ex post. Ma non c’è incertezza: l’agente conosce la lista dei possibili eventi, a
ciascuno dei quali associa una probabilità di realizzazione (incertezza=rischio non
misurabile).
Per semplicità, assumiamo che i possibili stati del mondo siano solo due, gli stati del
mondo 1 e 2, con probabilità di realizzazione π1 e π2.
Chiamiamo
c1 il reddito/consumo contingente allo stato del mondo 1
c2 il reddito/consumo contingente allo stato del mondo 2.
Come nella lezione precedente, in questa economia semplificata si ipotizza che
l’agente consuma tutto il reddito. Dunque reddito e consumo sono termini
intercambiabili per cui c1 può anche essere visto come il reddito contingente allo
stato del mondo 1. Conosciamo già il significato di contingente=condizionale.
Come descrivere le preferenze ex ante relativamente alle combinazioni di consumo
rischiose (c1, c2)?
Ce lo dice il modello dell’Utilità Attesa, che è specificato nel seguente modo:
U(c1, c2) = π1 u(c1) + π2 u(c2)
E’ facile capire perché si parla di utilità attesa. Ricordate la definizione di valore
atteso (VA)? Ve la riporto:
Se la variabile (aleatoria=casuale) X assume valori x1 e x2 con probabilità pari
rispettivamente a π1 e π2, il VA di X è definito come segue:
VA(X) = π1 x1 + π2 x2 = media ponderata con le probabilità.
A parole:
Il valore atteso di una lotteria è il valore che in media ci si aspetta di vincere e si
calcola come media ponderata dei diversi valori, con pesi dati dalle corrispondenti
probabilità. Non dipende dalla psicologia dell’agente e, graficamente, è una retta che
va confrontata con la curvatura della funzione di utilità.
Come noto, per esempio, il neutrale al rischio ha CI lineari: la sua psiche non
considera il rischio, ma solo il “lineare” VA.
Torniamo a noi.
M. Bovi
Pag. 5
I valori delle probabilità π1 e π2 sono noti al consumatore, per cui l’unico elemento
da specificare nell’espressione è la funzione di utilità u(.).
Essa è conosciuta come funzione di utilità di Von Neumann-Morgenstern (VNM).
(“Games and Economic Behaviour”, 1944)
La funzione u(.) informa, al solito, sul livello soggettivo di utilità che l’individuo
associa al reddito/consumo: elementi oggettivi e soggettivi.
Nota la forma funzionale di u(.), l’interpretazione dell’espressione
U(c1, c2) = π1 u(c1) + π2 u(c2)
è chiara:
lo stato del mondo 1 si realizza con probabilità π1, l’individuo consuma c1 e ottiene
un’utilità pari a u(c1);
lo stato del mondo 2 si realizza con probabilità π2, l’individuo consuma c2 e ottiene
un’utilità pari a u(c2).
Il lato sinistro dell’espressione è l’utilità (VNM) che l’individuo si aspetta (utilità
attesa, appunto) di ottenere ex ante dalla combinazione di consumo rischiosa (c1, c2).
E’ ragionevole assumere che l’individuo scelga tra varie combinazioni rischiose sulla
base dei rispettivi valori di utilità attesa. Più in particolare egli, homo economicus à la
Bentham, sceglierà la combinazione alla quale è associata l’utilità attesa più elevata.
M. Bovi
Pag. 6
Teorema dell’utilità attesa e relativi assiomi
L’analisi della scelta in condizioni di rischio assume che il sistema delle preferenze
sia razionale, cioè, non solo che il criterio di scelta sia rappresentabile con un sistema
regolare (ossia, completo e transitivo) di preferenza, ma anche che questo presenti
proprietà specifiche che lo qualificano come razionale (ricordate la coerenza?).
Il teorema dell’Utilità Attesa si basa su alcuni Assiomi sul comportamento razionale
dell’individuo.
Von Neumann era un (grande) matematico: non sorprende il suo approccio
assiomatico
Come anticipato, se questi Assiomi sono verificati si può concludere che il
comportamento individuale è razionale. Per noi è sufficiente definirli senza entrare
nei dettagli.
Assioma di Continuità
Consideriamo lotterie i cui esiti siano uno dei possibili risultati=payoff A1, A2,…, AI.
Se le preferenze dell’individuo sono tali da poter ordinare tutti i possibili risultati di
una lotteria, è possibile definire i payoff che l’individuo ritiene il peggiore e il
migliore.
Ricordo che è importante distinguere tra misurazione ordinale e cardinale.
Un numero può essere usato per due scopi differenti:
1) per descrivere la grandezza => numero cardinale,
2) per descrivere la posizione => numero ordinale.
Ammettiamo dunque di poter ordinare i payoff di una lotteria in maniera tale che:
A1 sia il payoff migliore (il “preferito” dell’individuo)
AI sia il peggiore (il meno preferito dall’individuo).
Secondo l’Assioma di Continuità, per ogni payoff Ai esiste una probabilità, ui, per la
quale per l’individuo è indifferente scegliere
la certezza di ottenere Ai oppure
la combinazione rischiosa dei payoff pari a: ui A1 + (1 – ui)AI
M. Bovi
Pag. 7
L’Assioma di Dominanza stabilisce che,
se ci sono due combinazioni rischiose che hanno solamente due possibili risultati:
il peggior payoff
il migliore payoff
allora
la combinazione rischiosa che associa la probabilità più alta al payoff migliore è da
preferirsi all’altra: la prima domina la seconda. Sembra banale, ma è cruciale dal
punto di vista analitico.
NB se la combinazione rischiosa associa la probabilità più alta al payoff migliore è
ovvio che essa associa la probabilità minore al payoff peggiore: la somma delle due
probabilità deve valere 1 (gioco a somma uno).
Assioma dell’Indipendenza E’ il più importante, ma lo abbiamo già visto.
Dati i tre assiomi si potrebbe dimostrare il seguente teorema, ma noi cerchiamo solo
di capire che cosa dice:
Teorema dell’Utilità Attesa (UA):
 un soggetto razionale sceglie tra due combinazioni di consumo rischiose in
base all’utilità attesa (UA) delle due combinazioni (notate: si decide in
base all’utilità, i.e. in base a elementi soggettivi);
 una combinazione di consumo rischiosa caratterizzata da un’UA maggiore
deve essere preferita ad una combinazione con UA minore.
Ripeto, sembrano banali però queste cose servono per definire gli aspetti analitici
della funzione di utilità.
Tranne per il fatto che le scelte qui sono “rischiose”, la razionalità di scelta è la solita:
si cerca di massimizzare l’utilità.
M. Bovi
Pag. 8
Inclinazione delle curve di indifferenza nel modello dell’Utilità Attesa.
Ripeto ancora una volta: la funzione di utilità mi “converte” un elemento oggettivo
(consumo, reddito,…) – che è misurato dall’ascissa - in un valore soggettivo (piacere,
benessere,…) - che è misurato dall’ordinata.
Una generica curva di indifferenza (CI) nello spazio dei punti (c1, c2) è definita dalla
seguente equazione (pari ad una costante poiché è CI => U=costante):
U(c1, c2) = costante
Sostituendo la formula già vista che riporto U(c1, c2) = π1 u(c1) + π2 u(c2)
in questa espressione, otteniamo:
π1 u(c1) + π2 u(c2) = costante
Seguendo i soliti calcoli differenziali, si ottiene l’espressione dell’inclinazione delle
curve di indifferenza:
SMS = - dc2 / dc1 = - [π1 u’(c1)] / [π2 u’(c2)]
dove u’(c) rappresenta la derivata prima di u(c) rispetto a c, ovvero l’inclinazione
della funzione di utilità u(c).
Insomma, niente di nuovo: anche l’UA prevede CI con inclinazione negativa.
Se, poi, u è concava, per punti sempre più in basso lungo ogni CI:
c1 aumenta
c2 diminuisce

u’(c1) decresce
u’(c2) aumenta

l’inclinazione (dc2/dc1) diminuisce (in valore assoluto).
Anche qui niente di nuovo. Facendo seguito alle considerazioni delle lezioni
precedenti, possiamo ripetere che:
se
u
è concava, lineare o convessa [nello spazio (consumo, utilità)]
allora le CI sono convesse, lineari o concave [nello spazio (c1, c2)].
M. Bovi
Pag. 9
Ribadendo quanto detto nella precedente lezione, e con c1 = c2, l’inclinazione delle
curve di indifferenza diventa pari a - π1/ π2.
Ricordando che la retta definita da c1 = c2 è la “linea della certezza”, possiamo dire
che,
nel modello dell’Utilità Attesa,
l’inclinazione delle CI lungo la linea della certezza è pari a - π1/ π2.
Sembra tutto già visto. Ma, allora, che c’è di nuovo? Vi accontento subito:
M. Bovi
Pag. 10
L'importanza dell'Utilità Attesa
Analizziamo il comportamento di un soggetto con una funzione di utilità u concava
come quella rappresentata nella figura seguente:
La forma funzionale della funzione di utilità rappresentata in figura è
u(c)=(1 – e-0.03c) / (1 – e-3.3)
Essa è un esempio della tipologia più generale di funzione di utilità di avversione
assoluta al rischio costante (CARA=Constant Absolute Risk Aversion) di cui ci
occuperemo in seguito.
Notiamo che l’unica incognita è c, ovvero il livello di consumo. Questo livello è
l’ascissa alla quale corrisponde l’utilità, u(c), che è in ordinata.
Supponiamo che all’individuo venga offerto di partecipare a una lotteria in base alla
quale egli riceve, alternativamente
un reddito di 30 con probabilità 0.5
un reddito di 70 con probabilità 0.5.
Come si comporta l’individuo?
Il reddito atteso della combinazione rischiosa (30,70) è pari a 50 (= media ponderata
di 30 e 70 con pesi 0.5).
Ma - e qui è il punto cruciale! - se le preferenze dell’individuo sono quelle descritte
dal modello dell’Utilità Attesa allora
la sua valutazione si basa sull’utilità attesa della lotteria,
NON sul reddito atteso della lotteria.
M. Bovi
Pag. 11
Qual è, dunque, l’utilità attesa?
Dato che conosciamo la forma esplicita della funzione di utilità, è possibile calcolare
l’utilità attesa associata alla scelta rischiosa (30, 70).
Consumare c=30 implica un’utilità di circa 0.616,
Consumare c=70 implica un’utilità di circa 0.912.
NB
0.616~(1-EXP(-0.03*30))/(1-EXP(-3.3))
Dati questi livelli di utilità e ricordando che essi si ottengono con una probabilità di
0.5, allora l’utilità attesa è pari a ½ 0.616 + ½ 0.912 = 0.764.
Ricordo, infatti, che: U(c1, c2) = π1 u(c1) + π2 u(c2)
Le tre rette orizzontali disegnate nella figura 24.1 ci quantificano l’utilità e vanno
interpretate come segue.
La combinazione “consumo-utilità” più vicina all’asse delle ascisse si riferisce
all’utilità di un consumo pari a 30, la più alta delle tre rette all’utilità che si trae
consumando 70. I conti “visivi” tornano il piacere è, rispettivamente: 0.616 e 0.912.
La combinazione “consumo-utilità” in rosso rappresenta l’utilità attesa. Osservate che
l’utilità attesa si colloca perfettamente al centro dei livelli di utilità associati ai due
stati del mondo alternativi perché abbiamo assunto stati del mondo equiprobabili.
M. Bovi
Pag. 12
Equivalente certo (ce, certainty equivalent)
L’equivalente certo di una lotteria (=combinazione rischiosa di reddito/consumo) è un
concetto molto importante.
Si definisce equivalente certo di una combinazione rischiosa di reddito/consumo
l’ammontare di moneta, ricevuto con certezza (i.e. senza rischio, i.e. senza
partecipare alla lotteria), che l’individuo considera equivalente alla combinazione
rischiosa (rischiosa poiché si partecipa alla lotteria) di reddito/consumo.
Nell’ambito del modello dell’Utilità Attesa,
l’ammontare di moneta che l’individuo considera equivalente
alla combinazione rischiosa di reddito/consumo
è quella che restituisce l’utilità attesa della combinazione rischiosa stessa.
Per quantificare l’utilità di una somma di denaro bisogna inserirla nella
funzione di utilità: essa “converte” il denaro/consumo…in felicità/piacere…
Concetto identico, descrizione alternativa
L’equivalente certo (ce) è quella somma di denaro non rischiosa che, inserita nella
funzione di utilità, dà un’utilità [(U(ce)] pari all’utilità attesa del reddito rischioso i.e.
del reddito atteso dalla lotteria, i.e. del reddito contingente (UA):
U(ce) = UA.
NB Come studiato nella lezione sulle scelte rischiose,
reddito ATTESO = reddito OGGETTIVO (=STATISTICAMENTE CERTO).
NOTIAMO BENE:
1) Il reddito atteso è un valore OGGETTIVO: è il “calcolo matematico” di una
media che deve dare lo stesso identico risultato per chiunque lo faccia.
2) L’equivalente certo (ce) è un valore SOGGETTIVO: l’avverso al rischio
“calcolerà psicologicamente” un ce diverso da un amante del rischio.
3) Se aumenta la distanza dal reddito atteso(=certo) => aumenta la rischiosità.
M. Bovi
Pag. 13
Nel nostro esempio, il ce della scelta rischiosa di guadagnare 30 o 70 con la stessa
probabilità (½), è quello che si ottiene dalla seguente uguaglianza:
u(ce) = ½u(30) + ½u(70) = 0.764
Dalla figura 24.1 (linee rosse) risulta che ce è una somma pari a 44.5 (l’utilità di
consumare 44.5 unità del bene è pari a 0.764). Fate, come esercizio, il calcolo
analitico (esplicitate la funzione di utilità rispetto alla somma=reddito=consumo).
Notate che l’equivalente certo (44.5) è inferiore al valore atteso (statisticamente
certo) della combinazione rischiosa (50) (la linea rossa è a sinistra di quella verticale
più larga). Ricordate la stranezza della minore utilità associata a maggiori redditi? In
questo esempio, sia 44.5 che 50 sono oggettivamente certi. Eppure l’agente preferisce
44.5 poiché è certo e non solo statisticamente certo (=atteso).
Ma perché ce risulta minore del valore atteso della lotteria?
R. Perché il VA è contingente alla partecipazione ad una lotteria, il ce no. E,
ancora, il valore atteso non tiene conto delle preferenze dell’agente, il ce sì.
A livello grafico, la risposta è nella forma della funzione di utilità.
Qui stiamo confrontando:
a) una combinazione rischiosa (il VA) che è una combinazione lineare, i.e. una retta,
con
b) una funzione di utilità concava =>
c) una funzione che, per definizione, è curvata in modo tale che una retta che unisce
due suoi punti ne è sempre al di sotto =>
d) la retta (=comb. rischiosa) è sempre al di sotto della funzione di utilità =>
e) l'UA del reddito atteso (VA) è sempre maggiore dell'UA connessa al ce.
Ecco perché un soggetto avverso al rischio ha una funzione di utilità concava:
egli teme il rischio per cui, anche se “oggettivamente equivalenti”, preferisce il
certo al rischio => dà un peso negativo, in termini di utilità, al rischio (ovvero dà
un peso positivo, in termini di utilità, alla sicurezza).
M. Bovi
Pag. 14
ANALISI GRAFICA
Consideriamo ancora un soggetto che ha una funzione di utilità concava. Supponiamo
che costui possa scegliere se partecipare ad una lotteria equa i cui due esiti monetari,
ALTO e BASSO, sono indicati nella seguente figura come OA e OB. Il valore
monetario atteso, OX, si situa a metà strada fra OB e OA poiché ipotizziamo che le
probabilità dei due esiti siano ½. OX è anche il costo di partecipazione alla lotteria.
Se l’agente decide di non giocare/rischiare, come vediamo dalla figura egli risparmia
OX euro, che si ritrova in tasca per certo e che gli garantiscono un’utilità pari a
U(OX). Se invece decide di giocare, egli potrà ottenere due diversi livelli di utilità,
ciascuno con probabilità ½ a seconda dell’esito monetario. Se la vincita monetaria è
quella ALTA, l’utilità ottenuta sarà U(OA), altrimenti sarà U(OB). Ciò che conta ai
fini della decisione è l’utilità attesa, cioè la media (pesata) fra U(OA) e U(OB):
siccome le probabilità di ottenere questi due livelli di utilità sono pari a ½, l’utilità
attesa si trova a metà strada fra i due e corrisponde all’altezza della linea continua
riportata in figura.
Siccome l’utilità attesa di partecipare alla lotteria, UA, è chiaramente inferiore
all’utilità di non partecipare, U(OX), questo soggetto decide di non partecipare.
D’altronde, la sua funzione di utilità è concava => è avverso.
M. Bovi
Pag. 15
ESEMPIO: Calcolo dell'equivalente certo.
Tizio ha una fz. di utilità (radice quadrata => concava) U=1000x1/2 (x=reddito).
Egli può effettuare un investimento/lotteria…(=prendersi un rischio) che produce un
reddito netto pari a
60 con probabilità ½ e pari a
400 con probabilità ½.
=>
VA=Reddito atteso=230 (=½ 60+½ 400)
L’equivalente certo (ce) è la somma di denaro che dà a Tizio un’utilità [(U(ce)] pari
all’utilità attesa del reddito rischioso (UA): U(ce) = UA.
Cominciamo quindi col calcolare l’UA della lotteria:
UA = ½[1000(60)1/2] + ½[1000(400)1/2] = 3.872,5 + 10.000 = 13.872,5
Trovata l’UA, ricaviamo l’equivalente certo: qual è quella somma (=ce) che inserita
nella funzione di utilità mi dà UA=13.872,5? Facciamolo:
U(ce) = 1000(ce)1/2 = UA = 13.872,5
(ce)1/2 = 13.872,5/1000
ce = (13,8725)2 = 192,44
Dunque:
equivalente certo della lotteria=192,44
reddito atteso (statisticamente certo)=230
Sono avverso e, psicologicamente,
la sicurezza mi dà più utilità di una lotteria “equivalentemente certa” =>
la mia funzione di utilità è concava.
M. Bovi
Pag. 16
Quantifichiamo la paura/prudenza: il premio per il rischio (PR)
Definiamo ora un altro concetto molto importante, il premio per il rischio:
Esso è la differenza tra l’equivalente certo (ce) della combinazione rischiosa di
reddito/consumo e il valore atteso (VA) associato alla stessa combinazione rischiosa
di reddito/consumo: PR=VA-ce.
-
Questa differenza è misurata dalla distanza indicata con un tratto orizzontale ( ) nella
già vista figura 24.1, ovvero, la differenza tra 50 (il valore atteso della lotteria) e 44.5
(l’equivalente certo), vale a dire 5.5(=50-44.5).
Figura 24.1:
Prima ci eravamo concentrati sulle rette orizzontali (=> utilità).
Ora osserviamo le rette verticali (=> reddito=consumo).
Le rette più a sinistra (30) e più a destra (70) rappresentano i due possibili risultati
della lotteria in termini di consumo;
la retta in posizione centrale è il reddito atteso (50) della lotteria (è perfettamente al
centro tra i due possibili risultati della lotteria perché questi sono equiprobabili);
a sinistra del reddito atteso della lotteria troviamo la retta verticale rossa in
corrispondenza dell’equivalente certo (44.5).
Qual è il significato economico del premio per il rischio?
Esso rappresenta il massimo pagamento che l’individuo è disposto a sborsare per
ottenere, dalla lotteria, un risultato certo. PR=VA-ce
In altri termini,
il PR misura quanto si è disposti a pagare per eliminare il rischio: ce=VA-PR.
Il valore del PR dipende dal grado di concavità della funzione di utilità:
maggiore è la concavità della funzione di utilità, maggiore è la distanza con la “retta”
del VA, maggiore è il premio per il rischio.
M. Bovi
Pag. 17
ANALISI GRAFICA
Consideriamo nuovamente la situazione di un avverso al rischio.
Di fronte alla solita lotteria con due esiti possibili equiprobabili A e B (dunque in
figura il valore monetario atteso è VA ≡ X=punto equidistante da A e B), l’utilità
attesa è UA che è il punto equidistante da U(OA) e U(OB). Ci chiediamo ora: qual è
il valore monetario certo che darebbe a questo soggetto la medesima utilità (attesa)
della lotteria? Si tratta ovviamente del valore EC (≡ce=equivalente certo) della
lotteria in questione. Se questo soggetto potesse disporre di EC starebbe altrettanto
bene di quanto starebbe disponendo della possibilità di partecipare alla lotteria.
Ovvero, sarebbe disposto a rinunciare ad un ammontare di VA monetario pari a (X–
EC) a patto che la somma EC sia certa (nb certa è una lotteria (rischiosa) il cui VA è
EC stesso. Infatti in questo caso il rischio è zero: PR=0). La differenza (X–EC) è il
premio per il rischio (nb PR=VA-ce) che, quindi, è una misura di quanto quel
soggetto è disposto a “pagare” per non rischiare/giocare/partecipare alla lotteria.
Infine tre ultime note:
la retta è “oggettiva”: è uguale per tutti;
la curva è “soggettiva”: dipende dalla propensione al rischio e people are different;
PR, EC e VA sono tutte quantità monetarie (=> ascisse) da trasformare in utilità.
M. Bovi
Pag. 18
ESEMPIO (è quello di prima, ma ora calcoliamo il PR):
Tizio ha una funzione di utilità (concava) u=1000x1/2 (x è il reddito).
Egli può effettuare un investimento/lotteria…che produce un reddito netto pari a
60 con probabilità ½ e pari a
400 con probabilità ½.
Il Premio al Rischio (PR) può essere definito come la somma di denaro con cui
bisogna compensare un individuo per indurlo ad accettare il reddito rischioso (VA) al
posto di quello certo (ce). Ovvero, il PR è:
PR = VA – ce
Abbiamo già calcolato il
ce=192.44
e il
VA = ½(60) + ½(400) = 30 + 200 = 230
da cui si ha, agevolmente:
PR = 230 – 192,44 = 37,56
Riepilogo:
VA=somma attesa dalla lotteria/attività rischiosa/investimento rischioso…
PR=VA-EC=somma che sono disposto a pagare per non partecipare alla lotteria
EC=VA-PR=somma (non giocata) che mi dà la stessa utilità di giocare alla lotteria.
M. Bovi
Pag. 19
Generalizziamo ora i risultati ottenuti per i concetti di equivalente certo e di premio
per il rischio così come li trovate nel libro di testo di Hey.
L’equivalente certo (ce) della combinazione rischiosa (c1, c2), date le probabilità π1 e
π2 di consumare rispettivamente c1 e c2, è il guadagno certo che l’individuo
considera equivalente alla combinazione rischiosa (c1, c2) ed è definito dalla
seguente espressione:
u(ce) = π1 u(c1) + π2 u(c2)
E’ importante ribadire che questa definizione implica che l’individuo è
psicologicamente indifferente tra ricevere ce con certezza e partecipare alla scelta
rischiosa (c1, c2).
Ne consegue che (nb preferisco ergo agisco\scelgo…):
se l’individuo dovesse scegliere tra un ammontare certo di moneta maggiore di ce e la
combinazione rischiosa, egli sceglierebbe l’ammontare certo di moneta.
se l’individuo dovesse scegliere tra un ammontare certo di moneta minore di ce e la
combinazione rischiosa, egli sceglierebbe la combinazione rischiosa.
Il premio per il rischio PR, è definito come segue:
PR =
VA
– ce
= (π1c1 + π2c2) – ce
La differenza tra il reddito atteso della lotteria e l’equivalente certo della lotteria
stessa rappresenta il PR, ovvero il massimo pagamento che l’individuo è disposto a
fare per eliminare completamente il rischio e ottenere con certezza l’equivalente
certo.
M. Bovi
Pag. 20
PROPRIETA’ DI ALCUNE FUNZIONI DI UTILITA’ ATTESA
Anzitutto notiamo quanto trovate nel libro di Bowles circa l’UA: La funzione di
utilità che definisce l’insieme delle preferenze in condizioni di rischio non è unica.
Infatti, si può dimostrare che se una data funzione di utilità descrive un insieme di
preferenze in condizioni di rischio, lo stesso insieme di preferenze può essere
descritto da qualsiasi trasformazione lineare della funzione di utilità stessa.
Ciò si deve al fatto che se una funzione v è la trasformazione lineare
monotonicamente crescente della funzione u, allora il VA di v è pari alla
trasformazione lineare del VA di u.
Ad esempio, se le preferenze sono descritte da u, le stesse preferenze possono essere
descritte dalla funzione di utilità v = a + bu, dove a e b sono due costanti.
In altri termini. Se il valore atteso di u rappresenta le preferenze, lo stesso è vero per
il valore atteso di v: se il valore atteso di u è maggiore per una data combinazione
rischiosa di reddito/consumo, lo stesso è vero per il valore atteso di v.
A questo punto dovrebbe essere chiaro che la scala della funzione di utilità è precisa,
ma arbitraria.
Il punto qui è che solo se conosci la scala allora il numero diventa informativo.
Esempio di come la funzione di utilità possa essere precisa, ma al contempo
arbitraria:
Se qualcuno vi dice che ci sono 40 gradi di temperatura e che si tratta di gradi
Celsius, voi sapete precisamente che si tratta di un giorno particolarmente caldo.
Tuttavia, fossero stati gradi Farheneit, il discorso sarebbe ben diverso (40°F~4°C).
M. Bovi
Pag. 21
Approccio al rischio: avversione assoluta al rischio costante
Anzitutto una nota:
in inglese si dice: Constant Absolute Risk Aversion (CARA).
In italiano occorre fare attenzione: quando si dice “costante”, ci si riferisce
all’avversione, non al rischio.
La funzione di utilità con avversione assoluta costante al rischio (o, se volete,
avversione assoluta al rischio costante) è molto popolare e fornisce
un’approssimazione relativamente accettabile della realtà. Essa è definita dalla
seguente espressione generica (c è il solito reddito/consumo):
u(c) “proporzionale a” - exp(-rc)
ESEMPIO PARAMETRICO: u(c)=-(1/r)-rc
Il parametro r è conosciuto come coefficiente di avversione assoluta al rischio.
Se r è positivo,
la funzione di utilità CARA è concava e il
soggetto è avverso al rischio.
Inoltre,
maggiore è r,
maggiore è il grado di concavità della funzione,
maggiore è l’avversione al rischio.
A cosa si deve la denominazione “assoluta” di questa funzione di utilità?
Risp.
Dipende dal fatto che il PR non dipende dal livello della combinazione rischiosa.
ESEMPIO ESPLICITO per capire l’aggettivo “assoluta”.
La funzione di utilità disegnata nella figura 24.1
u(c)=(1 – e-0.03c) / (1 – e-3.3),
come noto, è del tipo CARA con r = 0.03.
In uno degli esempi precedenti, il soggetto era disposto a pagare un premio per il
rischio pari a 5.5 (=50-44.5) per la combinazione (30, 70) rischiosa al 50%.
Come si comporterebbe lo stesso individuo di fronte alla combinazione (5,45)
rischiosa al 50%? Che premio per il rischio sarebbe disposto a pagare?
M. Bovi
Pag. 22
Facendo i calcoli tipo quelli già visti [calcolo VA => U(VA) => U(ce)=U(VA)]
troviamo la risposta: 5.5. Analogamente, ci si accorge che lo stesso premio per il
rischio, 5.5, viene fuori per la combinazione (55,95) rischiosa al 50%. Vi consiglio di
fare i calcoli per esercizio.
Dunque abbiamo
tre diverse combinazioni rischiose: (30,70), (5, 45) e (55, 95)
con lo stesso premio al rischio (5.5).
Domanda: Perché lo stesso PR pur con combinazioni rischiose diverse?
R. Perché, nonostante esse abbiano diversi valori attesi (rispettivamente: 50, 25, 75),
ad esse si associa lo stesso livello di rischiosità.
RISCHIOSITA'=DISTANZA DAL REDDITO ATTESO(=STAT. CERTO)
Il livello di rischiosità è lo stesso poiché lo scostamento dal valore atteso del reddito è
lo stesso, in questo caso sempre uguale a ±20. Infatti, ad es.:
considerando (55, 95), il reddito atteso è 75 e si può verificare che
55=75-20;
95=75+20.
considerando (30, 70), il reddito atteso è 50 e si può verificare che
30=50-20;
70=50+20.
Data la stessa rischiosità delle tre scelte e la presenza di una funzione di utilità
CARA, il premio per il rischio resta invariato.
Invece, il premio per il rischio è crescente nel grado di concavità della funzione di
utilità, ossia nel valore del parametro r.
Questo incremento nel PR a seguito di incremento in r può essere osservato
graficamente.
M. Bovi
Pag. 23
Nella (già vista) fig. 24.2 si vede il PR che un agente, con r=0,03, sarebbe disposto a
pagare per la combinazione (30,70) rischiosa al 50%.
Nella figura 24.4 si vede, ceteris paribus, il PR di un individuo con r = 0,05
Incremento nel PR a seguito di incremento in r
(NB ascisse=consumo; ordinate UA)
Perché il parametro r rappresenta il coefficiente di avversione al rischio?
Risp: perché più la funzione è curva, più è “lontana” dalla retta VA più grande è
l’avversione al rischio (la retta VA è quella stocasticamente certa).
Detto ciò, una misura della curvatura di una funzione è il rapporto tra derivata
seconda e prima. Nella funzione CARA queste derivate sono (NB y=rex ; y’=rex):
U’(c) = r [exp(-rc)];
U”(c) = -r2[exp(-rc)]
da cui
-U”(c) / U’(c) = r
M. Bovi
Pag. 24
Approccio al rischio: Neutralità al rischio
La figura 24.6 (ascisse=consumo; ordinate=UA) illustra un caso particolare:
la funzione di utilità è lineare e
il premio per il rischio è nullo in quanto (nb U”(c)=0 => curvatura=0)
l’equivalente certo di qualsiasi combinazione rischiosa di reddito/consumo
è uguale al rispettivo reddito/consumo atteso (VA).
La spiegazione grafica è che sia le combinazioni rischiose, sia l'utilità sono lineari:
non c'è modo per le prime di “essere al di sotto” della funzione di utilità. Ovvero, non
c'è modo di avere VA diverso da ce. E noi sappiamo che PR=VA-ce. Per cui, PR=0.
La spiegazione psico-economica è che costui è neutrale al rischio:
perché mai dovrebbe pagare per qualcosa che neanche considera?
M. Bovi
Pag. 25
Approccio al rischio. Propensione assoluta al rischio costante
Quantifichiamo l’azzardo
La propensione assoluta al rischio costante (PARC) è definita dalla seguente
espressione:
u(c) “proporzionale a” exp(rc) =amante
(per memoria: u(c) “proporzionale a” - exp(-rc) =cara=avverso)
Notate che cambia solo il segno: amante=-avverso. Logico, vero?
dove il parametro r definisce l’indice di propensione assoluta al rischio.
Se r è positivo,
la funzione di utilità (PARC) è convessa e
il soggetto è propenso al rischio.
Inoltre
maggiore il valore assunto da r,
maggiore è il grado di convessità della funzione (PARC) e
più elevata è la propensione al rischio.
Calcoliamo l’equivalente certo e il PR per una data combinazione rischiosa.
Per un soggetto amante del rischio, l’equivalente certo è maggiore del valore atteso
del beneficio associato alla stessa combinazione rischiosa, come messo in evidenza
dalla figura 24.8 per r=0.03.
L’equivalente certo della combinazione (30, 70) rischiosa al 50% è pari a 53.5 (>50).
Il premio per il rischio nel caso di un soggetto propenso al rischio può essere definito
come:
il pagamento minimo che il soggetto è disposto a sborsare per prendere parte alla
scelta rischiosa.
M. Bovi
Pag. 26
Quando la funzione di utilità diventa più convessa,
l’individuo diventa più propenso al rischio e
il premio per il rischio aumenta:
Cosa non pagherebbe costui pur di prendere parte ad una lotteria, pur di avere
una scarica di adrenalina, ecc...
M. Bovi
Pag. 27
Approccio al rischio: Avversione e propensione relativa al rischio costante.
L’evidenza empirica suggerisce che per alcuni soggetti il premio per rischio dipende
dal valore atteso del reddito/consumo:
il PR aumenta al crescere del VA della combinazione rischiosa.
Evidentemente, la funzione di utilità CARA (PR costante) non è appropriata.
Più adatta a descrivere le preferenze è la cosiddetta funzione di utilità con avversione
relativa al rischio (CRRA), definita come segue:
u(c) “proporzionale a” c1-r (CRRA)
ESEMPIO: u(c) = (c1/r -1)/(1-r)
Come prima, il parametro r rappresenta il livello di propensione/avversione al rischio.
Se r = 0,
u è lineare e
il soggetto è neutrale al rischio.
Se 0 < r < 1,
u è concava (c è elevato ad un esponente compreso tra 0 e 1) e
il soggetto è avverso al rischio.
Inoltre,
più il valore assunto da r si avvicina a 0,
più u è concava e
maggiore è l’avversione al rischio del soggetto.
Se r<0
u è convessa (c è elevato ad un esponente maggiore di 1) e
il soggetto è propenso al rischio.
Inoltre,
tanto più r è negativo,
quanto più il soggetto è propenso al rischio.
Illustriamo un’importante proprietà di questa funzione di utilità.
Chiamiamo (x, y) la combinazione rischiosa che paga x con probabilità ½ e y con
probabilità ½.
M. Bovi
Pag. 28
In presenza di una funzione di utilità con avversione relativa al rischio,
il premio per il rischio associato a (5, 45) è minore
del premio per il rischio associato a (30, 70) che, a sua volta, è minore
del premio per il rischio associato a (55, 95).
(sono le stesse lotterie analizzate nell'ipotesi CARA)
Più in generale, nel senso che usiamo due generici valori a e b possiamo dire che,
mantenendo costante b, il premio per il rischio della combinazione rischiosa (a-b,
a+b) diminuisce al crescere di a. (fate delle prove come esercizio).
IN CHE SENSO AVVERSIONE RELATIVA?
Il livello di avversione è relativo alla scala.
Infatti il premio per il rischio di (s(a-b), s(a+b)) è proporzionale alla scala di s.
ESEMPIO
I.
il premio per il rischio associato a (15, 35)
II.
è doppio rispetto a quello associato a (30, 70)
(i numeri sono il doppio del caso I)
III.
e triplo rispetto a quello associato a (45, 105)
(i numeri sono il triplo del caso I)
M. Bovi
Pag. 29
Scelta ottima nel modello dell’utilità attesa
Abbiamo dunque agenti che PSICOLOGICAMENTE vivono/percepiscono il rischio
in modo diverso.
Usando il modello dell'UA:
Come scelgono?
Come differiscono le loro decisioni?
Riporto per memoria il già visto
Teorema dell’Utilità Attesa:
 un soggetto razionale sceglie tra due combinazioni di consumo rischiose in
base all’utilità attesa (UA) delle due combinazioni (notate: si decide in
base all’utilità, i.e. in base a elementi soggettivi);
 una combinazione di consumo rischiosa caratterizzata da un’UA maggiore
deve essere preferita ad una combinazione con UA minore.
M. Bovi
Pag. 30
L’AVVERSO AL RISCHIO
Nell’esempio che segue, i due stati del mondo sono egualmente probabili e il
soggetto si trova inizialmente nel punto di autarchia (30, 50):
senza assicurazione egli guadagna un reddito/consumo (cioè: m=c)
di 30 se si verifica lo stato del mondo 1 e
di 50 se si verifica lo stato del mondo 2.
Supponiamo che l’individuo abbia il tipo di preferenze previste dal modello
dell’Utilità Attesa e ipotizziamo una funzione di utilità CARA con r = 0.03.
Le CI sono disegnate nello spazio dei punti (c1, c2) nella figura 24.12.
La figura contiene il vincolo di bilancio caratteristico di un mercato delle
assicurazioni equo (cioè: p1=1; p2=2). Ricordo che p1 è il prezzo unitario di c1:
se acquistiamo 5 unità di c1 allora il costo è 5p1 (se le vendiamo il ricavo è 5p1).
I prezzi dei due stati del mondo sono dunque entrambi pari a ½ e l’inclinazione del
vincolo di bilancio è uguale a -1 (=-p1/p2)
Questo agente ha CI tutte inclinate a -1=-45° lungo la linea della certezza.
Perciò, la scelta ottima si colloca lungo la linea della certezza nel punto (40, 40):
l’individuo
compra 10 unità di reddito contingente allo stato del mondo 1
vende 10 unità di reddito contingente allo stato del mondo 2,
ottenendo 40 unità di reddito/consumo qualunque stato del mondo si realizzi.
Dato che è avverso al rischio, non sorprende che l’individuo preferisce assicurarsi
completamente contro il rischio (30) vendendo l'opportunità (50).
Questa conclusione è valida a prescindere dal fatto che i mondi siano equiprobabili.
M. Bovi
Pag. 31
Se il mercato assicurativo è equo, essa vale per qualunque coppia di valori (1; 2).
Infatti, l’inclinazione di ogni CI lungo la linea della certezza è pari a -π1/π2 che, se il
gioco è equo, è proprio pari all'inclinazione del vincolo di bilancio (-p1/p2).
Ad esempio, se assumiamo π1 = 0.4 e π2 = 0.6, (è equo => p1=0.4 e p2=0.6),
otteniamo la figura 24.13.
Cambia il vincolo di bilancio (ora è meno inclinato e c2 non può più arrivare a 80
come faceva prima), ma l'asterisco che indica l'ottima scelta è sempre sulla linea della
certezza.
Nulla da dire come logica. Costui teme il rischio, quindi se gli si offre
un'assicurazione equa egli non ha dubbi: a prescindere dai valori 1 e 2, si assicura
totalmente, cioè rimane sulla linea della certezza (ricordate che nella lezione sulle
scelte rischiose avevamo fatto calcoli in mercati non equi?).
E' un cliente facile per gli assicuratori. Un broker finanziario, invece, gli può vendere
solo titoli tipo “sonni tranquilli” (ammesso che non usi il classico materasso: fidarsi è
bene, ma...).
M. Bovi
Pag. 32
L’INDIFFERENTE AL RISCHIO
Questo agente ha curve di indifferenza lineari e parallele con inclinazione -π1/π2,
ovvero, lo stesso valore dell’inclinazione del vincolo di bilancio in un mercato delle
assicurazioni equo.
La figura 24.14 si riferisce al caso di stati del mondo egualmente probabili.
Il vincolo di bilancio si sovrappone (diciamo che ha una “tangenza continua”) a una
delle curve di indifferenza. E’ logico: il soggetto è indifferente tra tutti i punti
appartenenti al vincolo di bilancio stesso.
Cioè, se gli viene offerta un’assicurazione equa che modifica solo la rischiosità della
combinazione, ma non il valore atteso del reddito/consumo, il soggetto neutrale al
rischio rimane indifferente perché, appunto, egli è indifferente nei confronti del
rischio e guarda solamente al VA. Il suo mondo è “lineare”, non distorto.
M. Bovi
Pag. 33
L’AMANTE DEL RISCHIO
Questo agente ha curve di indifferenza concave e, nel caso di stati del mondo
ugualmente probabili, otteniamo la seguente figura:
La scelta ottima (la solita massimizzazione vincolata è indicata in figura dagli
asterischi) si colloca nei punti estremi (80, 0) o (0, 80). Notate, infatti, che è in questi
punti estremi che egli raggiunge le CI più alte. Ricordate la definizione di
concavità/convessità? Ebbene, qui la retta “unione dei due punti” è proprio il vincolo
di bilancio.
L’agente scommette alternativamente sulla realizzazione degli stati del mondo 1 o 2.
E’ interessante notare che questo agente usa le assicurazioni in maniera opposta al
comune senso di “assicurazione”:
Costui usa le assicurazioni per poter partecipare ad una scelta ancora più rischiosa di
quella disponibile senza assicurazione.
E’ davvero un amante del rischio e seleziona rapporti guadagno/rischio con alti valori
di entrambi.
Dato che pur di guadagnare molto è disposto a rischiare molto, è il cliente ideale di
chi vende strumenti molto speculativi (derivati, CW,...). E' più dura, invece, vendergli
“serenità” (polizze vita, titoli di stato svizzeri,...)
M. Bovi
Pag. 34