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: 133
Скачиваний: 1
254 А С И М П Т О Т И К А О П Т И М А Л Ь Н Ы Х Т Р А Е К Т О Р И Й [ГЛ . I V
функционалов X и |д, следует, что |
|
|
|
|
Ц|) = Ца(|)), |
£ = |
ц (1) = |х(а(|)). |
|
|
Пусть элементу Е= а (1) таков, что j i = |
max р (ту) = р |
(у). |
||
Найдем элемент 5f ЕЕ \ такой, что у El |
а (%). Покажем, что |
|||
£ = %Х. В самом деле, если |
это |
равенство неверно, |
то |
|
либо |
|
|
|
|
1)3 не пропорционален X, либо
2)« = соя, где со<Я .
Впервом случае, благодаря строгости состояния равно весия о, имеем
? = Р ( У ) < Р Й < тахр(ж) = И-(13 — £ s e t
что невозможно.
Во втором случае имеем
Т ? е а ( | г ) = а М с а ( | ) ,
откуда вытекает соотношение
|
j l = |
max р(гу)> - ^р(г/) = - ^ - ? > | * , |
|
||
|
|
1/Sa(£) |
|
|
|
которое |
также |
невозможно. |
|
|
|
Итак, |
х — ~КХ. Отсюда следует, что и у = |
XX (в |
против |
||
ном случае р (у) < р (XX) = |
jx). |
|
|
||
Из соотношений р (у) = |
р (XX) — Кр (х) |
= X и |
выте |
||
кает равенство |
|
|
|
|
|
|
|
р = |
|
|
(14.21) |
Для завершения доказательства достаточно проверить, что каждая предельная точка \ последовательности (Ь,) обладает тем свойством, что
b i i C l c f e . |
(14.22) |
В самом деле, если (14.22) выполнено, то, учитывая ра венства (14.19) и (14.21), име^м £ = Х^ и, стало быть,
I 15] Т Е О Р Е М А О М А Г И С Т Р А Л И В С И Л Ь Н Е Й Ш Е Й Ф О Р М Е 255
|
Докажем соотношение |
(14.22). Пусть Е = |
l i m btr |
За |
||||||
фиксируем |
некоторое |
натуральное |
L . |
Поскольку |
||||||
Ж cz btlo, |
то при I > |
10 |
|
|
|
|
|
|||
Учитывая, что ат (х) —>- \г, получим, устремляя I к бес* |
||||||||||
конечности, |
включение |
\ ZD л-,, | г . Устремляя |
теперь |
10 |
||||||
к бесконечности, получим |
§ |
ЯЕг. С |
другой стороны, |
|||||||
так |
как |
bth |
d Щ,от], где |
т) = |
{у ЕЕ R+ | р (у) < 1}, то |
|||||
при |
I > |
10, |
имеем |
|
|
|
|
|
|
|
Поскольку |
ат (л) |
£а, |
то при I ->• оо |
имеем |
| CZ [xf f o ^2 . |
|||||
откуда при |
Z0 -э- оо, |
получим |
g cz jZ£2- |
Таким образом, |
соотношения (14.22) доказаны. Как уже отмечалось, из этих соотношений вытекает равенство l i m а' (х0) = Я ^ .
Мы показали, что выполнены все условия теоремы 14.1, из которой и следует справедливость доказываемой теоремы.
З а м е ч а н и е |
1. Теорема верна не только для точек х0 ^> О, |
|||
но и для точек гс0, которые удовлетворяют |
условию: |
|
||
а т (х о) П i n t |
П Р Н |
некотором |
натуральном |
Т. |
З а м е ч а н и е |
2. Пусть |
£ — телесный |
нормальный |
компакт |
в .й". Рассуждая так же, как при доказательстве п. 3) теоремы, не трудно проверить, что l i m а1 (£) = Я,|х (где X — некоторое поло жительное число). Отсюда, в частности, следует, что отображение о имеет единственный (с точностью до положительного множителя) собственный компакт. Отметим, что вопрос о единственности соб
ственных множеств подробно изучен Рокафелларом |
в работе |
[1]. |
§ 15. ТЕОРЕМА О М А Г И С Т Р А Л И В С И Л Ь Н Е Й Ш Е Й |
ФОРМЕ |
|
1. Вспомогательные предложения. В этом параграфе мы покажем, что при некоторых предположениях в мо делях Неймана можно выделить достаточно обширный класс траекторий, обладающих тем свойством, что почти все процессы, их составляющие, лежат в неймановской грани.
256 |
А С И М П Т О Т И К А О П Т И М А Л Ь Н Ы Х Т Р А Е К Т О Р И И |
[ГЛ . I V |
|
Всюду в этом параграфе рассматривается модель Ней мана, определяемая многогранным конусом Z CZ R+ X Л " таким, что Pi'iZ = P r 2 Z = Предполагается также, что производственное отображение а модели Z нормально (если а не нормально, то можно рассмотреть его нормаль
ную |
оболочку). |
|
|
|
|
|
|
|
||
Важную роль в дальнейшем играет следующее |
|
|||||||||
П р е д л о ж е н и е |
15.1. Пусть |
Na |
— нейманов |
|||||||
ская |
грань |
модели Z, |
отвечающая темпу роста |
а. Тогда |
||||||
для любого |
натурального |
Т |
найдется число е > 0, обла |
|||||||
дающее следующим свойством: если траекториях |
— (Ж,)(=0 |
|||||||||
модели Z такова, что *) % =j= О и |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
- , |
tf«J<e, |
t = (0, |
|
i,...,T-i), |
|
||
то |
найдутся |
такие траектории %' = |
(xi)i=0 |
и %" |
= |
|||||
— (я()|=о модели Z, что |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
%t = х\ + x"t |
|
{t = 0, 1 , T ) , |
|
|
|
||
|
Х'ф0, |
|
(x'hx't+1)ElNa |
|
(* = 0, 1 |
|
Г — 1 ) . |
|
||
Д о к а з а т е л ь с т в о |
предложения |
мы |
проведем |
|||||||
в несколько |
этапов. |
|
|
|
|
|
|
|
||
1) Рассмотрим |
в |
|
пространстве |
|
(Rn)T+l |
= |
=Rn х Rn X .. . X Rn множество ZT, элементами которого
т+i
являются все Г-шаговые траектории модели Z. Нетрудно проверить, что Z T — выпуклый замкнутый конус.
Пусть функционал (/, g) ЕЕ (Rn)* X (Rn)* таков, что / (х) + g (у) > 0 для любой пары \х, у) ЕЕ Z, т. е. (/, g) GE GE Z * . Тогда, как следует непосредственно из определения,
функционалы над пространством |
(Rn)T+1 |
||
Фо = (/, |
g, 0, . . .,0), ф 1 = (0, /, |
g, 0, . . ., 0), . . . |
|
|
. • •, фт-i = |
(0, 0, . . /, g) |
|
входят г в |
( Z T ) * (т. е. ф | (X) > 0. если |
X ЕЕ ZT, t = 0, |
|
1, . . . . Т — 1). С другой стороны, |
если ср = (0, 0, , . . |
||
f,g\ |
. . ., 0) GE(ZT)*, то (/, g) |
GE Z* . |
*) Запись X Ф 0 означает, что 50 Ф 0.
§ 15] Т Е О Р Е М А О М А Г И С Т Р А Л И В С И Л Ь Н Е Й Ш Е Й Ф О Р М Е |
257 |
|
Из этого простого замечания следует, что ZT— |
многог |
||||||||||||||
ранный |
конус. В самом деле, так как конус Z |
многогра |
||||||||||||||
нен, |
то он является пересечением конечного числа полу |
|||||||||||||||
пространств |
вида /<*> (х) |
+ |
|
(у) |
> |
0 (к |
= |
1, 2, . . ., |
т), |
|||||||
а потому ZT |
является пересечением |
конечного числа полу |
||||||||||||||
пространств, |
определяемых |
неравенствами |
ф,№) |
(X) > |
О |
|||||||||||
(t |
= |
0, 1, . . ., |
Г - |
1, |
к |
- |
1. 2, ... ., т); |
здесь |
<р[к) |
= |
||||||
= |
(0, |
0 |
|
f\ |
|
0, . . . ,0) . |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2) Обозначим через Nl |
совокупность |
всех |
элементов |
||||||||||||
X = |
(х0. |
. . ., хТ) |
конуса |
ZT, |
таких, |
что (хи |
|
xt+1) |
ЕЕ i V u |
|||||||
it |
= |
0, 1. . . . , Т — |
1). Множество i V j непусто, так как |
|||||||||||||
оно |
содержит |
элемент |
% = |
(г, a |
S, . |
. ., ат£) |
(здесь |
|||||||||
Ж — элемент, входящий |
в |
состояние |
равновесия |
( а , |
(г, |
аЖ) р ) ; такое состояние существует, так как производ ственное отображение модели Z нормально). Покажем,
что Na |
является |
гранью конуса ZT. |
С этой |
целью рас |
||||||||||
смотрим |
функционалы |
р ЕЕ ri па |
и |
ф( = |
(0, |
0, . . . |
||||||||
.... |
,ар, |
— р , 0 |
|
0) над пространством(i?n )T + 1 . Положим |
||||||||||
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т-1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ф = |
2 |
ф|- |
Так |
как |
ф ( |
(х) > 0 |
для |
любого |
элемента |
|||||
X 6 E Z ~ r |
V = |
0, .. ., Т |
- 1 ) , т о и Ф ( х ) > 0 . Еслиф(х) = |
0, |
||||||||||
то ф( (х) |
= |
0 при всех |
Это означает, что % ЕЕ i V j . С дру |
|||||||||||
гой стороны, |
если % ЕЕ N^, то ф (%) = |
0. Таким |
образом, |
|||||||||||
множество |
Na |
совпадает с пересечением конуса |
Z |
и ги |
||||||||||
перплоскости Н<? |
функционала ф. Так как ф ЕЕ {ZT)*, |
то |
||||||||||||
Я Ф |
является гранью конуса ZT(CM. |
П . 13 § 2). |
|
|
|
|
||||||||
|
3) Поскольку |
ZT — многогранный |
|
конус, |
то |
он |
яв |
ляется конической оболочкой конечного числа элементов
Хи |
• • ••> %i- Пусть |
элементы %t занумерованы так, что |
Xi. |
Хз. • • %i е Nl, |
Xj+i, . . ., X; GE Nl. Обозначим че |
рез Q пересечение конической оболочки элементов Xj+ii . . .
. . . , Xi с единичной сферой S пространства |
(Rn)T+1. |
Так |
||||
как ф (х) = |
0 (х ЕЕ Nl) |
и ф (%) > |
0 (% ЕЕ Q) |
(здесь |
ф — |
|
функционал, |
построенный в п. 2)), то множества Na |
и Q |
||||
не пересекаются, а потому р (Nl, |
Q) = |
б > |
0. |
|
||
4) Рассмотрим траекторию % = (50, |
%п . |
. ., Жт ), фи |
||||
гурирующую |
в условии |
предложения. |
Эту |
траекторию |
9 В. Л. Макаров, A . M. Рубинов
258 |
А С И М П Т О Т И К А О П Т И М А Л Ь Н Ы Х Т Р А Е К Т О Р И Й |
[ Г Л . XV |
можно рассматривать как элемент конуса Z T . Так как
здесь р ЕЕ |
r i я а , |
Я р есть |
гиперплоскость функционала |
||
(ар, — р). |
Иными |
словами, ср, ( J ) <;s||S,|| U = 0, |
1, ... |
||
. . ., Т — |
1). Суммируя |
полученные |
иеравепства |
по t, |
|
получим перавепство |
|
|
|
||
|
|
1=0 |
(=0 |
(=0 |
|
Не умаляя общности, можно считать, что норма в прост
ранстве |
( Д " ) т + 1 |
|
введена |
таким |
образом, что || % |] = |
||||
т |
|
|
— |
|
|
|
|
|
|
= 2)1 г< |
II» поэтому |
Ф (X)<^ в. Используя предложение 13.4, |
|||||||
(=0 |
|
|
" Х 1 1 |
|
|
|
|
|
|
получим теперь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V и х Г |
/ |
Ф (X) |
^ |
е |
|
|||
|
Х||||Ф|| ^ |
ИФ1 |
|
||||||
Так как i V j = # ф |
f] ZT |
и конус Z r |
многогранен, то най |
||||||
дется константа |
С |
такая, что |
р (х, |
JVj) |
^ Ср (%, Я ф ) |
для |
|||
любого |
элемента |
% из |
Z T , |
имеющего |
единичную норму. |
||||
Учитывая это обстоятельство, |
им-„ем |
|
|
||||||
|
|
|
\ 11x11 |
/ |
И ' 1 |
|
|
||
5) Пусть число 8 удовлетворяет неравенству е <^ |
б, |
где б = () (Na, Q) > 0 (Р — множество, определенное в п. 3) доказательства). Тогда р ^ ц ~ ц > -Wj^<^6. Это не равенство показывает, что элемент % конуса ZT не входит в конус, натянутый на образующие Xj+ь • • -,Хо н е при надлежащие грани N a - Таким образом, если % представ-