Файл: Макаров, В. Л. Математическая теория экономической динамики и равновесия.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.10.2024
Просмотров: 103
Скачиваний: 1
В В Е Д Е Н И Е |
15 |
щим для большинства результатов книги. В частности, упо мянутые выше отображения а в условиях предположения выпуклости исчерпывающим образом изучаются в теории вогнутых и суперлинейных отображений, излагаемой в первых главах.
Множество, которое пробегает временной параметр t, не обязательно должно быть натуральным рядом. Часть
результатов |
относится к случаю, когда |
t пробегает |
про |
извольное линейно упорядоченное множество. |
|
||
Оптимальные траектории. Поскольку |
у ( + 1 ) |
опре |
|
деляется не |
единственным образом по (xt, |
7,), то допусти |
мых траекторий, выходящих из некоторого фиксирован ного начального состояния, может быть очень много. При определенных дополнительных предположениях множест во таких траекторий представляет собой компакт в подхо дящим образом выбранном функциональном пространстве.
В теории идеальной (оптимальной) экономики предпо лагается заданным (глобальный) критерий оптимальности, выделяющий в множестве допустимых траекторий подмно жество экстремальных в смысле этого критерия траекто рий. В книге изучаются два основных класса экстремаль ных траекторий: эффективные (оптимальные) траектории и
U-оптимальные траектории. Траектория (хи TV)S=o э Ф Ф е к _ тивна, если не существует другой допустимой траектории
(xt, |
Y,)(Lo, выходящей из того |
же |
начального |
состояния |
||
и |
такой, что |
(xt, |
т<) = Я. (Zt, |
7<) |
(X > 1) хотя бы для |
|
одного момента |
t. |
Понятие ^/-оптимальности |
траектории |
является сужением понятия эффективности. Траектория (хп Т()£1о ?7-оптимальна, если
l i E . ( f t - T i ) > 0
для любой траектории (xt, Y()<=oi выходящей из того же самого начального состояния г0 .
В книге изучаются теоремы существования для эффек тивных и [/-оптимальных траекторий. Большое место от ведено на изложение теорем о характеристике экстремаль ных траекторий. Теоремы о характеристике формулируют необходимые или необходимые и достаточные условия экст ремальности. Эти теоремы играют ту же роль, что и тео ремы двойственности в задачах выпуклого программиро-
16 В В Е Д Е Н И Е
вания или принцип максимума для задач оптимального управления. Соответствующие связи и аналоги устанав ливаются в основном изложении.
Магистрали. Асимптотика. Важным вопросом с точки зрения экономических приложений и численных алгорит мов нахождения экстремальных траекторий является во прос о существовании и свойствах стационарных экстре мальных траекторий, так называемых магистралей. Ста ционарность траектории здесь понимается как соотноше
ние xl+1 = a-xt либо р (xl+1) I р (х,) |
= а для некоторого |
положительного функционала р и всех t. |
|
Оказывается, что стационарные |
эффективные траекто |
рии тесным образом связаны с собственными векторами соответствующего точечно-множественного отображения. Стационарные [/-оптимальные траектории (магистрали) могут быть получены из решения специальным образом составленных задач выпуклого программирования. Это обстоятельство очень существенно, поскольку задача чис ленного нахождения [/-оптимальных траекторий в общем случае очень трудна. Благодаря же возможности вычис лять магистрали и теоремам о магистрали (о сходимости произвольной [/-оптимальной траектории к магистрали) появляются способы приближенного нахождения [/-опти мальных траекторий.
Вообще, изучению асимптотических свойств экстре мальных траекторий уделено значительное место. Упоми навшиеся теоремы о магистрали имеют несколько различ ных типов в зависимости от способа стремления к стацио нарной экстремальной траектории.
Равновесные траектории. Математические модели эко номического равновесия рассматриваются в книге в зна чительно меньшем объеме, чем модели динамики. В основ ном затрагиваются такие вопросы, которые имеют связь с моделями экономической динамики и вообще логически связаны с основным объектом изучения — траекториями развития экономики. Как уже отмечалось выше, состояние равновесия и равновесная траектория зависят от того, как экономическая система разбита на части и каковы взаимо отношения между этими частями.
Проиллюстрируем понятие равновесной траектории на примере сформулированной выше однопродуктовой модели. В этой модели выделяются две части: держатели фондов
В В Е Д Е Н И Е |
17 |
(владельцы капитала) и владельцы рабочей силы (трудя щиеся). В зависимости от интерпретации можно говорить о классе капиталистов и классе рабочих или о государстве и населении и т. д. Обе части, и государство и население, выступают в двоякой роли, роли производителя и роли потребителя. Как производители, они стремятся максими зировать свою «прибыль» или «доход», а как потребите ли — максимизировать свою функцию цели. Для государ ства — это объем фондов всей экономики, для населения — это заданная функция полезности и. Взаимоотношения между государством и населением задаются с помощью по следовательности 0 = (8[, 0")(=О) г де число 0[ > О пока зывает долю «прибыли» государства в период t, которую оно отчисляет населению в этот период, а число 9f показы вает долю заработной платы населения, которую государ ство получает в период t.
Обозначим через pt = (nt, w) произвольный вектор цен, относящихся к периоду t, где я, — цена единицы про дукта, и>1 — цена труда (заработная плата трудящихся).
Траектория |
(sh с( )£10 |
называется равновесной, |
если |
су |
||||
ществует такая |
неотрицательная последовательность |
цен |
||||||
Р = (Pi)i^=o> ч |
т о |
выполнены следующие условия: |
|
|
||||
1) |
/ (.Ei-j) я, — w, = |
max (Ky-Ttt — k-W,), где |
max |
бе |
||||
рется |
по |
всем |
(у, %), |
удовлетворяющим ограничениям: |
||||
0 < г / < / ( г ( _ 1 ) , _ 0 < Я < 1 , |
|
|
|
|||||
2) wt — тахл-и;,, |
|
|
|
|
||||
3) |
г, = |
max х, где D\ — (/ (г( _х ) я, — ivt) 0[ + |
wt • 0f, |
|
||||
4) |
и (с,) |
= |
max и (с), |
где Df = й>,. (1 — Qf) + |
(/ |
(Х^щ— |
-iDt)(l-Ql).
Условиями2) показывают, что и государство и населе ние на равновесной траектории получают максимальную прибыль в цепах равновесия. Условия 3) и 4) говорят о том, что обе части экономической системы реализуют максималь ные значения своих целевых функций при соответствую щих бюджетных ограничениях.
Из приведенного определения видно, что равновесная траектория — это довольно сложное образование. Однако
18 |
В В Е Д Е Н И Е |
оказывается, что всякая [/-оптимальная траектория явля ется равновесной относительно специально подобранного разбиения на части и последовательности 0. Устанавлива ются также условия, при которых верно обратное утверж дение относительно оптимальности равновесной траек тории.
^Теоремы, связывающие равновесные и оптимальные траектории, вносят известный вклад в общеэкономиче скую проблему о взаимоотношении локальных и глобаль ного критериев оптимальности, централизации и децентра лизации в управлении экономикой, наконец, о роли эко номических механизмов при управлении экономической системой.
Г Л А В А I
ТОЧЕЧНО-МНОЖЕСТВЕННЫЕ ОТОБРАЖЕНИЯ *)
§ 1. П Р Е Д В А Р И Т Е Л Ь Н Ы Е СВЕДЕНИЯ
1. Выпуклые множества, конусы, аффинные многообра зия. Всюду в этой книге используются свойства выпуклых множеств, конусов и аффинных многообразий; поэтому прежде всего напомним читателю важнейшие из этих свойств. Вначале введем определения простейших геомет
рических |
объектов. |
|
|
|
|
|
|
|||
Пусть х, |
у — элементы конечномерного вещественного |
|||||||||
векторного пространства X. Рассмотрим линейные комби |
||||||||||
нации кх + |
(1 — к) у = у -\- % (х |
— у) этих точек и |
об |
|||||||
разуем |
множество |
§л = |
{кх + |
(1 — А.) у | к £Е Л } , |
где |
|||||
Л — некоторое множество |
вещественных |
чисел. |
|
|||||||
Если |
Л |
= |
[0, 1], то |
|
называют |
отрезком, соединяю |
||||
щим точки хжу; если Л = |
[0, -1-°°), |
то |д. называют лучом |
||||||||
в направлении |
х — ус |
вершиной в точке у; наконец, |
если |
|||||||
Л = (—оо, |
оо), то |
\\ называют прямой, |
проходящей через |
|||||||
точки х |
и |
у. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Определим |
теперь |
интересующие |
нас |
объекты. |
|
Будем говорить, что непустое подмножество й прост ранства X выпукло, если с каждыми двумя своими точками й содержит и отрезок, их соединяющий; Q — конус с вершиной в точке у, если с каждой своей точкой х это мно жество содержит и луч в направлении х — у с вершиной в у; наконец, множество Q называется плоским (или аффин ным многообразием), если с каждыми двумя своими точ ками оно содержит всю прямую, проходящую через эти точки.
2. Гиперплоскости. Отделимость. Говорят, что плоское множество Н является гиперплоскостью, если оно макси мально. Это означает, что Н =f= Х и и з включения Н d Н',
*) Эта глава носит вводный характер. В ней сообщаются основные сведения, используемые в дальнейшем изложении.