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OPTIMAL STOPPING WHEN THE ABSORBING BOUNDARY IS FOLLOWING AFTER
MASAHIKO EGAMI AND TADAO ORYU
ABSTRACT. We consider a new type of optimal stopping problems where the absorbing boundary moves
as the state process X attains new maxima S. More specifically, we set the absorbing boundary as S − b
where b is a certain constant. This problem is naturally connected with excursions from zero of the reflected
process S − X . We examine this constrained optimization with the state variable X as a spectrally negative
´
Levy process. The problem is in nature a two-dimensional one. The threshold strategy given by the path of
just X is not in fact optimal. It turns out, however, that we can reduce the original problem to an infinite
number of one-dimensional optimal stopping problems, and we find explicit solutions.
This work is motivated by the bank’s profit maximization with the constraint that it maintain a certain
level of leverage ratio. When the bank’s asset value severely deteriorates, the bank’s required capital re-
quirement shall be violated. This situation corresponds to X < S − b in our setting. This model may well
describe a real-life situation where even a large bank can fail because the absorbing boundary is keeping up
with the size of the bank.
´
Key words: Optimal stopping; excursion theory; spectrally negative Levy processes; scale functions.
Mathematics Subject Classification (2010) : Primary: 60G40 Secondary: 60J75
1. INTRODUCTION
´
We study a new type of optimal stopping
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