R优化返回不正确的值

时间:2013-07-07 20:16:52

标签: r optimization

我的目标函数:

helper.post<-function(monthly.mean.return,
                  start.capital,  #initial nest egg
                  target.legacy,
                  monthly.inflation.post,
                  monthly.withdrawals,
                  n.obs){ 

  req = matrix(start.capital, n.obs+1, 1) #matrix for storing target weight

  for (a in 1:n.obs) {
    #cat("a: ",a,"\n")
    req[a + 1, ] = req[a, ] * (1 + monthly.mean.return - monthly.inflation.post) -     monthly.withdrawals[a,]
  }
  ending.value=req[nrow(req),]
  #ending.value
  value=target.legacy - ending.value

  return(abs(value))
}

使用以下优化结构,更改两个值之间的n.obs将提供相同的输出:

即如果n.obs = 288或n.obs = 336,则给出相同的值。

optimize(f=helper.post,
     start.capital = 1000000,
     target.legacy = 1000000,
     monthly.inflation.post=0.002083333,
     monthly.withdrawals = matrix(rep(10000,n.obs)),
     n.obs = n.obs, 
     lower = 0,
     upper = 1,
     tol = 0.00000000000000000000000000000000001)$minimum

值正确似乎是与正确值相反的估计。知道我可能做错了什么吗?对于这种精确的优化工作,不同的优化工具会更好吗?我尝试了单根,但它没有工作,因为终点不是相反的符号。

uniroot( helper.post, 
     c(0, 1),
     start.capital = start.capital,
     target.legacy = target.legacy,
     monthly.inflation.post=monthly.inflation.post,
     monthly.withdrawals = monthly.withdrawals,
     n.obs = n.obs)$root

1 个答案:

答案 0 :(得分:6)

让我们从稍微重写代码开始吧。我用矢量替换了单列矩阵。我还添加了一个返回错误本身或其绝对值的选项。在尝试使用optim最小化错误时,您将希望使用绝对值,而在尝试使用uniroot查找其根时,您将需要该值本身。

helper.post <- function(monthly.mean.return,
                        start.capital,
                        target.legacy,
                        monthly.inflation.post,
                        monthly.withdrawals,
                        n.obs,
                        return.abs = TRUE) { 

  req <- numeric(n.obs + 1)
  req[1] <- start.capital

  for (month in 1:n.obs) {
    req[month + 1] <- req[month] *
                      (1 + monthly.mean.return - monthly.inflation.post) -
                      monthly.withdrawals[month]
  }
  ending.value <- req[n.obs + 1]
  error <- target.legacy - ending.value

  return(ifelse(return.abs, abs(error), error))
}

现在让我们优化它:

n.obs <- 288

optimize(f = helper.post,
         start.capital = 1000000,
         target.legacy = 1000000,
         monthly.inflation.post = 0.002083333,
         monthly.withdrawals = matrix(rep(10000,n.obs)),
         n.obs = n.obs, 
         lower = 0,
         upper = 1,
         tol = 1e-20)$minimum
# [1] 0.01208333

让我们用uni.root检查解决方案:

uniroot(helper.post, 
        c(0, 1),
        start.capital = 1000000,
        target.legacy = 1000000,
        monthly.inflation.post = 0.002083333,
        monthly.withdrawals = matrix(rep(10000,n.obs)),
        n.obs = n.obs,
        return.abs = FALSE,
        tol = 1e-20)$root
# [1] 0.01208333

他们匹配。一个或另一个工具没有错......

如果再次使用n.obs的不同值运行,则会得到完全相同的结果。为什么?因为你已经为开始和目标资本选择了恒定的提款和相等的价值:你获得的输出是维持该平衡从一个月到下一个月所需的比率,无论总月数如何。

事实上,这是你想要进行单元测试的那种东西。因为它是一个预期且易于解释的结果。想到的另一个问题是,如果你在任何地方取得的提款等于零。那么你会期望你的答案符合通货膨胀率。试一试,看看确实如此。