Hello, dear friend, you can consult us at any time if you have any questions, add WeChat: daixieit

Nonlinear econometrics for finance

HOMEWORK 3

GMM, MLE and Volatility

The homework consists of three problems.  The first problem uses the same data you used in Homework 1 (housing data.xslx). You will estimate the paramaters of the linear regression model using the OLS estimator, the GMM estimator and the ML estimator.  The second problem uses the data ccapmmonthlydata.xls from Homework 2 and asks you to re-estimate the C-CAPM model with the GMM estimator, assuming that the data are not i.i.d. The third problem asks you to estimate an GARCH(1,1)-M model using the MLE and the data in SP500daily level.xlsx.

Please scan the derivations of your answers to the theoretical questions (if you have done it by hand) and make it into a .doc or .pdf file. Then attach to the answers. Please, provide the files with the Matlab codes for the three problems.

If you have a Matlab Live Script file, please export it into a .doc file or .pdf file.

 

Problem 1.  (30 points)

Consider the housing data housing data.xslx used in Homework  1.   We want to estimate the same linear model we estimate in Homework 1

yt  = xt β + εt                                                                           (1)

where the variables are

yt     =   log(pricet ),                                                                              (2)

xt     =   [1 x1t  x2t  x3t  x4t] = [1 aget  sizet  bedroomst  bathroomst],     (3)

β   =   [β0  β1  β2  β3  β4]T .                                                                    (4)


The model satisfies the usual assumptions

E(εt )   =   0,

V (εt ) = E(εt(2))   =   σ 2

and all observations are independent.

(5)

(6)


1.  (1 points) Estimate the model using the OLS estimator. Compute the parameter estimates and the standard errors.


2.  (2 points) Estimate the model using the GMM estimator.   Use the following theoretical moment conditions,


E(εt )   =   0,

E(xkt εt )   =   0,    for k = 1, . . . , 4

(7)

(8)

Write the equations for the empirical moment conditions for this model.

3.  (2 points) Write a function in Matlab to evaluate the GMM criterion function for this model. What is the optimal weight matrix?


4.  (5 points) Estimate the parameters and compute the standard errors using the GMM estimator.

 

5.  (5 points) Please derive the formulas for the estimator of the matrix Γ0 by hand, for this problem.  In other words, do not use the gradient function in Matlab to compute the derivatives.

 

6.  (5 points) stimate the model using the Maximum Likelihood Estimator (MLE). For this problem assume that the errors are iid and normally distributed

εt  N(0, σ2 )                                            (9)

and that the regressors are predetermined. Write a function in Matlab that evaluates the value of the log-likelihood.   (HINT:  you have  to estimate the β’s and the value of the variance of the error term σ2 .)


7.  (5 points) Estimate the parameters and compute the standard errors for the MLE.

 

8.  (5 points) Show in a table all your estimates (OLS, GMM, MLE), and corresponding standard errors.  Compare the results and discuss the differences among the estimators.

 

Problem 2.  (40 points)

Consider the C-CAPM model we studied in class.   You estimate the pa- rameters of this model in the second assignment.  Use the same data in the file ccapmmonthlydata.xls. For this estimation problem, assume that your data are not an i.i.d.  sample.

1.  (5 points) Compute first-stage GMM estimates of the d model param- eters using the weight matrix WT  = IN .

 

2.  (10 points) Second stage.  Using the first-stage estimates, re-estimate the parameters using the optimal weight matrix.

 

3.  (10 points) Compute the standard errors for the estimates. When com- puting the matrix T , please compute the derivatives by hand and pro- vide the formulas. In other words, do not use the function gradient in Matlab to compute these values.

 

4.  (5 points) Interpret your estimation results in economic terms.  What do you learn about the representative investor?


5.  (5 points) Compare your estimates and standard errors to the esti- mates and standard error obtained in the second homework?  Is there any change? Why?

 

6.  (5 points) Test for over-identifying restrictions.

 


Problem 3.  (30 points)

Consider a GARCH(1,1)-M model (see slides of Lecture 6 for details on the model):

rt     =   βht + εt ,

εt     =   ′htut , with Et-1 (ut ) = 0 and Et-1 (ut(2)) = 1 ht     =   µ* + δ* ht-1 + φ* εt(2)-1 .

1.  (15 points) Modify the code of the GARCH(1,1) model shown in class to estimate this model. Use the data in SP500daily level.xlsx. Com- pute both parameter estimates and standard errors.

 

2.  (15 points) Plot the time series of conditional variances.  Do you see any interesting in some time periods?