Neste trabalho consideramos casos especiais de uma versão modificada do Modelo de Isard-Liossatos para crescimento econômico espacial, levando em consideração a interação entre as distribuições de capital e mão-de-obra. Por um lado, consideramos que o capital se move de regiões com alta densidade de capital para regiões com baixa densidade de capital de uma forma difusiva, e, por outro lado, que ele se move para regiões com uma maior densidade de mão-de-obra (o que chamamos de movimento por taxia do capital). De forma similar, consideramos um movimento difusivo e por taxia para a mão-de-obra. No primeiro caso, consideramos um sistema de reação-difusão-taxia governando a evolução espaço-temporal das densidades de capital e trabalho, e encontramos quatro tipos de comportamentos para o sistema: (i) a economia converge para um estado estacionário homogêneo; (ii) a economia converge para um estado estacionário não-homogêneo; (iii) a economia desenvolve ciclos periódicos; e (iv) a economia desenvolve ciclos irregulares e aperiódicos. No segundo caso, consideramos um modelo dinâmico e hiperbólico, derivado a partir da Lei de Fourier Modificada proposta por Cattaneo (1948), a qual implica que a informação se propaga com velocidade finita através da economia. Finalmente, introduzimos um estoque de recursos naturais não-renovável no modelo de reação-difusãotaxia, e mostramos que, para o caso (ii) acima, a economia como um todo se beneficia. / In this work we consider special cases of a modi ed version of the Isard-Liossatos Model for spatial economic growth, taking into account the interplay between the distributions of capital and labor. On one hand we consider that capital moves from regions with high density of capital to regions with low density of capital in a di use way, and, on the other hand, we consider that it moves into regions with a higher density of labor available (what we call the capital taxis motion). In the same fashion, we consider a di usive and a taxis motion for the labor force. In the rst case we consider a taxis-reaction-di usion system governing the spatio-temporal evolution of capital and labor densities, and nd four kinds of spatio-temporal behaviors for the system: (i) the economic converges to a homogeneous steady-state; (ii) the economy converges to a non-homogeneous steadystate; (iii) the economy develops periodic cycles; and (iv) the economy develops irregular and aperiodic cycles. In the second case we consider a dynamic and hiperbolic model, derived from the modi ed Fourier Law proposed by Cattaneo (1948), which implies that information propagates throughout the economy in a nite speed. Finally, we introduce a non-renewable natural resource in the taxis-reaction-di usion model, and show that, in the case (ii) above, the economy as a whole bene ts from it.

Neste trabalho consideramos casos especiais de uma versão modificada do Modelo de Isard-Liossatos para crescimento econômico espacial, levando em consideração a interação entre as distribuições de capital e mão-de-obra. Por um lado, consideramos que o capital se move de regiões com alta densidade de capital para regiões com baixa densidade de capital de uma forma difusiva, e, por outro lado, que ele se move para regiões com uma maior densidade de mão-de-obra (o que chamamos de movimento por taxia do capital). De forma similar, consideramos um movimento difusivo e por taxia para a mão-de-obra. No primeiro caso, consideramos um sistema de reação-difusão-taxia governando a evolução espaço-temporal das densidades de capital e trabalho, e encontramos quatro tipos de comportamentos para o sistema: (i) a economia converge para um estado estacionário homogêneo; (ii) a economia converge para um estado estacionário não-homogêneo; (iii) a economia desenvolve ciclos periódicos; e (iv) a economia desenvolve ciclos irregulares e aperiódicos. No segundo caso, consideramos um modelo dinâmico e hiperbólico, derivado a partir da Lei de Fourier Modificada proposta por Cattaneo (1948), a qual implica que a informação se propaga com velocidade finita através da economia. Finalmente, introduzimos um estoque de recursos naturais não-renovável no modelo de reação-difusãotaxia, e mostramos que, para o caso (ii) acima, a economia como um todo se beneficia. / In this work we consider special cases of a modi ed version of the Isard-Liossatos Model for spatial economic growth, taking into account the interplay between the distributions of capital and labor. On one hand we consider that capital moves from regions with high density of capital to regions with low density of capital in a di use way, and, on the other hand, we consider that it moves into regions with a higher density of labor available (what we call the capital taxis motion). In the same fashion, we consider a di usive and a taxis motion for the labor force. In the rst case we consider a taxis-reaction-di usion system governing the spatio-temporal evolution of capital and labor densities, and nd four kinds of spatio-temporal behaviors for the system: (i) the economic converges to a homogeneous steady-state; (ii) the economy converges to a non-homogeneous steadystate; (iii) the economy develops periodic cycles; and (iv) the economy develops irregular and aperiodic cycles. In the second case we consider a dynamic and hiperbolic model, derived from the modi ed Fourier Law proposed by Cattaneo (1948), which implies that information propagates throughout the economy in a nite speed. Finally, we introduce a non-renewable natural resource in the taxis-reaction-di usion model, and show that, in the case (ii) above, the economy as a whole bene ts from it.

Neste trabalho consideramos casos especiais de uma versão modificada do Modelo de Isard-Liossatos para crescimento econômico espacial, levando em consideração a interação entre as distribuições de capital e mão-de-obra. Por um lado, consideramos que o capital se move de regiões com alta densidade de capital para regiões com baixa densidade de capital de uma forma difusiva, e, por outro lado, que ele se move para regiões com uma maior densidade de mão-de-obra (o que chamamos de movimento por taxia do capital). De forma similar, consideramos um movimento difusivo e por taxia para a mão-de-obra. No primeiro caso, consideramos um sistema de reação-difusão-taxia governando a evolução espaço-temporal das densidades de capital e trabalho, e encontramos quatro tipos de comportamentos para o sistema: (i) a economia converge para um estado estacionário homogêneo; (ii) a economia converge para um estado estacionário não-homogêneo; (iii) a economia desenvolve ciclos periódicos; e (iv) a economia desenvolve ciclos irregulares e aperiódicos. No segundo caso, consideramos um modelo dinâmico e hiperbólico, derivado a partir da Lei de Fourier Modificada proposta por Cattaneo (1948), a qual implica que a informação se propaga com velocidade finita através da economia. Finalmente, introduzimos um estoque de recursos naturais não-renovável no modelo de reação-difusãotaxia, e mostramos que, para o caso (ii) acima, a economia como um todo se beneficia. / In this work we consider special cases of a modi ed version of the Isard-Liossatos Model for spatial economic growth, taking into account the interplay between the distributions of capital and labor. On one hand we consider that capital moves from regions with high density of capital to regions with low density of capital in a di use way, and, on the other hand, we consider that it moves into regions with a higher density of labor available (what we call the capital taxis motion). In the same fashion, we consider a di usive and a taxis motion for the labor force. In the rst case we consider a taxis-reaction-di usion system governing the spatio-temporal evolution of capital and labor densities, and nd four kinds of spatio-temporal behaviors for the system: (i) the economic converges to a homogeneous steady-state; (ii) the economy converges to a non-homogeneous steadystate; (iii) the economy develops periodic cycles; and (iv) the economy develops irregular and aperiodic cycles. In the second case we consider a dynamic and hiperbolic model, derived from the modi ed Fourier Law proposed by Cattaneo (1948), which implies that information propagates throughout the economy in a nite speed. Finally, we introduce a non-renewable natural resource in the taxis-reaction-di usion model, and show that, in the case (ii) above, the economy as a whole bene ts from it.

Nesta dissertação trabalhamos com o Modelo de Hull-White para a Estrutura a Termo da Taxa de Juro (ETTJ), considerando o caso em que a volatilidade é uma função determinística do tempo, e duas extensões em que ela segue um processo estocástico não correlacionado com a taxa de juro: uma considerando um movimento Browniano geométrico com drift nulo, e outra considerando um processo de Ornstein-Uhlenbeck com reversão á média. Obtemos aproximações perturbativas para o preço de Zero-coupoun bonds aplicando o Metódo de Perturbação Regular quando os parâmetros envolvendo a volatilidade são pequenos, e realizamos simulações para o caso em que os coeficientes são constantes (Modelo de Vasicek). Desta forma, obtemos uma aproximação para o yield curve, ou ETTJ. Para o caso clássico comparamos a aproximação perturbativa com a solução exata do modelo, e concluímos que uma aproximação considerando correções de até quarta ordem é muito precisa. Para os modelos com volatilidade estocástica, comparamos a aproximação perturbativa de quarta ordem com simulações de Monte Carlo, e observamos um comportamento qualitativo semelhante, principalmente para maturidades menores. / In this dissertation we work with the Hull-White model for the Term-Structure of Interest Rate (TSIR), considering the situation where the volatility is a deterministic function of time, and two extensions that follow a stochastic process uncorrelated with the interest rate: the first considers a geometric Brownian motion with zero drift, and the second a Ornstein-Uhlenbeck process with mean-reversion. We obtain perturbation approximations for the Zero-coupon bond prices using the Regular Perturbation Method when the parameters involving the volatility are small, and perform simulations for the constant coefficient case (Vasicek Model). Once this is done, we obtain a perturbative approximation for the yield curve, or TSIR. For the classical case we compare this approximation with the exact solution, and conclude that a fourth order perturbative approximation is very precise. For the cases with stochastic volatility, we compared the fourth order perturbative approximation with Monte Carlo simulations, and observed essentially the same qualitative behavior, mainly for short maturities.

Nesta dissertação trabalhamos com o Modelo de Hull-White para a Estrutura a Termo da Taxa de Juro (ETTJ), considerando o caso em que a volatilidade é uma função determinística do tempo, e duas extensões em que ela segue um processo estocástico não correlacionado com a taxa de juro: uma considerando um movimento Browniano geométrico com drift nulo, e outra considerando um processo de Ornstein-Uhlenbeck com reversão á média. Obtemos aproximações perturbativas para o preço de Zero-coupoun bonds aplicando o Metódo de Perturbação Regular quando os parâmetros envolvendo a volatilidade são pequenos, e realizamos simulações para o caso em que os coeficientes são constantes (Modelo de Vasicek). Desta forma, obtemos uma aproximação para o yield curve, ou ETTJ. Para o caso clássico comparamos a aproximação perturbativa com a solução exata do modelo, e concluímos que uma aproximação considerando correções de até quarta ordem é muito precisa. Para os modelos com volatilidade estocástica, comparamos a aproximação perturbativa de quarta ordem com simulações de Monte Carlo, e observamos um comportamento qualitativo semelhante, principalmente para maturidades menores. / In this dissertation we work with the Hull-White model for the Term-Structure of Interest Rate (TSIR), considering the situation where the volatility is a deterministic function of time, and two extensions that follow a stochastic process uncorrelated with the interest rate: the first considers a geometric Brownian motion with zero drift, and the second a Ornstein-Uhlenbeck process with mean-reversion. We obtain perturbation approximations for the Zero-coupon bond prices using the Regular Perturbation Method when the parameters involving the volatility are small, and perform simulations for the constant coefficient case (Vasicek Model). Once this is done, we obtain a perturbative approximation for the yield curve, or TSIR. For the classical case we compare this approximation with the exact solution, and conclude that a fourth order perturbative approximation is very precise. For the cases with stochastic volatility, we compared the fourth order perturbative approximation with Monte Carlo simulations, and observed essentially the same qualitative behavior, mainly for short maturities.

Nesta dissertação trabalhamos com o Modelo de Hull-White para a Estrutura a Termo da Taxa de Juro (ETTJ), considerando o caso em que a volatilidade é uma função determinística do tempo, e duas extensões em que ela segue um processo estocástico não correlacionado com a taxa de juro: uma considerando um movimento Browniano geométrico com drift nulo, e outra considerando um processo de Ornstein-Uhlenbeck com reversão á média. Obtemos aproximações perturbativas para o preço de Zero-coupoun bonds aplicando o Metódo de Perturbação Regular quando os parâmetros envolvendo a volatilidade são pequenos, e realizamos simulações para o caso em que os coeficientes são constantes (Modelo de Vasicek). Desta forma, obtemos uma aproximação para o yield curve, ou ETTJ. Para o caso clássico comparamos a aproximação perturbativa com a solução exata do modelo, e concluímos que uma aproximação considerando correções de até quarta ordem é muito precisa. Para os modelos com volatilidade estocástica, comparamos a aproximação perturbativa de quarta ordem com simulações de Monte Carlo, e observamos um comportamento qualitativo semelhante, principalmente para maturidades menores. / In this dissertation we work with the Hull-White model for the Term-Structure of Interest Rate (TSIR), considering the situation where the volatility is a deterministic function of time, and two extensions that follow a stochastic process uncorrelated with the interest rate: the first considers a geometric Brownian motion with zero drift, and the second a Ornstein-Uhlenbeck process with mean-reversion. We obtain perturbation approximations for the Zero-coupon bond prices using the Regular Perturbation Method when the parameters involving the volatility are small, and perform simulations for the constant coefficient case (Vasicek Model). Once this is done, we obtain a perturbative approximation for the yield curve, or TSIR. For the classical case we compare this approximation with the exact solution, and conclude that a fourth order perturbative approximation is very precise. For the cases with stochastic volatility, we compared the fourth order perturbative approximation with Monte Carlo simulations, and observed essentially the same qualitative behavior, mainly for short maturities.