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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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 и 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 п 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.