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: 120
Скачиваний: 1
288 |
М О Д Е Л И Э К О Н О М И Ч Е С К О Г О Р А В Н О В Е С И Я |
[ Г Л . V |
Д о к а з а т е л ь с т в о . Выберем произвольно |
точ |
|
ку z* |
ЕЕ ц>Е. Необходимо показать, что для нее выполняют |
ся соотношения (18.1) — (18.3), определяющие состояние равновесия. По определению состояния равновесия, для
новой модели |
имеем |
|
|
|
7П-{-11 |
|
п |
|
|
S = l |
|
J = l |
|
|
р* (ж*) = |
max р* (х) |
(s — 1, . . ., т + п), |
(19.2) |
|
ei+i Qi) |
= |
max е ш (у). |
|
(19.3) |
В последнем соотношении el+j есть (£+/')-й орт в простран стве (Rl+n) *, максимум берется по всем у ;> 0 таким, что выполнено бюджетное ограничение
т+п
Р(у)< |
2 в«Р (*•*)• |
(19-4) |
Соотношение (19.1) можно трактовать как I -f- п ска лярных неравенств. Первые I из них показывают, что для z* справедливо соотношение (18.1). Далее, первые т равенств из (19.2) влекут соотношения (18.2) для z*, по скольку для любого х GE Xs (s = 1, . . ., т) последние п координат равны нулю. Установить тот факт, что вы полняется соотношение (18.3), чуть сложнее. Перепи шем (т + /)-е соотношение (19.2) в виде
а Л ( У * ) — Р' (У>) = |
max (а^ (у) |
— р'(у)), |
(19.5) |
||
|
|
у<=У |
|
|
|
где через a,j обозначена (I |
+ |
/)-я компонента |
вектора цен |
||
р*. Согласно замечанию, |
приведенному |
в н . |
3 § 18, бюд |
жетное ограничение (19.4) в точке равновесия превращает ся в равенство, т. е.
m
а]Щ(ij) = 2 QvP* |
+ (aiui(У"}) — P* (y'i))• |
i = l |
|
Здесь справа стоит общая величина дохода /'-го потреби теля новой модели, а слева его расход на покупку (Z-|-y)-ro
§ 19] К О Н К У Р Е Н Т Н О Е Р А В Н О В Е С И Е H |
О П Т И М А Л Ь Н О С Т Ь |
289 |
|
«продукта». Из этого равенства следует, что |
|
|
|
2 е « Р * ( ^ ) = Р * ( ^ ) , |
|
(19.6) |
|
1=1 |
|
|
|
т. е. для z* выполняется бюджетное |
ограничение |
(18.4). |
Из равенства (19.6) следует, что если в соотношении (19.5)
максимум брать не по множеству Y, |
а добавить еще бюд- |
|
|
m |
|
жетное ограничение р* (у) ^ |
2 ®иР* (ж*0> т 0 э т о соотно- |
|
шение сохранится. Отсюда вытекает, что |
||
max |
щ(у) = |
U}(y"j), |
i
т.е. соотношение (18.3). Лемма доказана.
2.Оптимальность состояния равновесия.
Те о р е м а 19.1. При условиях теоремы 18.1 состоя
ние конкурентного равновесия z* Е Е |
доставляет решение |
|||||
следующей задаче выпуклого программирования |
(задача I ) . |
|||||
|
71 |
|
|
|
|
|
Найти |
m a x 2 |
ajuj |
(l/j) пРи |
условиях: |
|
|
|
i=i |
|
|
|
|
|
а ) xt Е Е |
Xt (i = |
1, |
. . ., т), |
yj EE |
Y (/ = |
1, . . ., и), |
П11
б) 2 * / i < |
2 x i - |
i = l |
i = l |
Здесь, как и выше, ctj — равновесная цена продукта n+j
впреобразованной модели.
До к а з а т е л ь с т в о . Представим задачу выпук лого программирования, фигурирующую в формулировке теоремы, в стандартной форме задачи о нахождении край ней точки пересечения оси с выпуклым конусом. Конус
Z CZ R n + m + l + 1 строится следующим образом:
Z= \z Е Е R m U l
п |
|
I z = [ 2 40, • •., О, - 1 , 0 , . . . , 0, |
-yhTj |
V=i |
J |
|
|
m |
|
n + m + I + l |
|
+ 2 ^ , ( 0 , . . . , 0, - |
1,0..., 0,щ,0)- |
2 |
V A)|- |
i = l |
("+*) |
A = l |
' J |
10 В. Л . Макаров, A . M. Рубинов |
|
|
|
290 |
М О Д Е Л И |
Э К О Н О М И Ч Е С К О Г О |
Р А В Н О В Е С И Я |
[ Г Л . V |
||||
Здесь |
A . s > 0 |
(s — 1, |
. . ., т + re); vf c >0(7c = |
1, ... , n -f- |
||||
+ m + |
Z -{- 1); |
0 < Xj < |
a^Uj (у-), |
y$ EE У, ^ EE AV, в первой |
||||
сумме |
— 1 стоит на |
/-м |
месте, |
а |
во второй |
сумме на |
||
(ге+г)-м месте, |
ек—орт, |
соответствующий |
к-й |
координат |
||||
ной оси. Легко проверить, что Z — выпуклый телесный |
||||||||
конус. |
В частности, |
выпуклость |
следует |
из |
выпукло |
|||
сти множеств Хг |
и вогнутости функций щ. Нетрудно про |
верить замкнутость этого конуса. Нам она, однако, в дальнейшем не понадобится.
Задача I эквивалентна следующей задаче (задаче 11).
Найти максимальное число р, при выполнении условия:
( - 1 , - 1 - 1 , |
О^^О, |
ц) ЕЕ Z. |
П+711 |
I |
|
Действительно, пусть ,и есть решение задачи П . Имеем (_!,..., _ 1 , 0 , . . . , 0, р) =
откуда |
следует |
ijj ЕЕ |
Y, |
St ЕЕ Хи |
2 |
У} < |
2 |
Sh т. |
е. |
|
_ |
_ |
|
|
3 |
|
i |
|
|
(%, . . ., |
Тт, уг, |
. . ., уп) |
является |
допустимой |
точкой |
за |
|||
дачи I . Пусть теперь |
(г1 , |
. . ., %т, |
ух, |
. . ., |
уп) |
доставляет |
решение задаче I . Тогда, |
по определению конуса |
Z, |
||
( S ( - » |
— I , - - - , — |
ft, ар{Щ |
+ |
|
|
-г 2 ( - . - 1 , • • - **. °) - 2 Л ' Л е Z. |
|||
|
i |
|
к |
' |
Иначе говоря, решение задачи I представляет собой допу стимый вектор в задаче I I . Следовательно, задачи I и I I
эквивалентны, в частности, р,== 2 a j u j ( l / j ) - Покажем теперь,
|
|
з |
что |
состояние |
конкурентного равновесия из множества |
ц>Ё доставляет решение задаче П . По определению, |
||
z* = |
( 2 (-. |
У', apjito)) + |
+ 2 ( - > - 1, • • - * 1 0) - 2 v l V ) €Е= Z
i |
к |
1 |
|
|
§ 19] К О Н К У Р Е Н Т Н О Е Р А В Н О В Е С И Е И О П Т И М А Л Ь Н О С Т Ь |
291 |
здесь |
(хг, . . ., ж,п, Ун . . ., уп) |
— векторы, |
определяющие |
||||||||
состояние равновесия. Поэтому |
2 aiuj{y*j) |
^ |
|
Предполо- |
|||||||
жим |
противное |
тому, |
что |
надо доказать, |
т. е. пусть |
||||||
2 a-jttj [у]) < |
р,. Рассмотрим гиперплоскость |
|
HdR™*71*1*1, |
||||||||
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
проходящую |
через |
начало |
координат |
и |
определенную |
||||||
функционалом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
я = (oxtti (у[) — р* (t/i) |
апип |
(уп) — р' |
(у'п), |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
p\xl), ...,р\хт), |
р\ 1). |
|||
Поскольку, |
по |
определению |
состояния |
|
равновесия, |
||||||
р* (z p = m a x р* |
(х) |
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
aj"j(l/j*) |
— Р* (У^) = |
m a x (а} |
щ (у)— р* (у)), |
|
|||||
то |
я (z) «SC 0 |
для |
всех |
z e Z |
и, кроме того, |
я (z*) = 0. |
|||||
|
Равенство |
я (z*) = |
0 |
можно |
записать |
в |
виде |
||||
n + m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
я * = |
2 a i M i ( ^ P ' |
Поскольку] для вектора z, доставляю- |
||||||||
щего |
решение |
задаче |
I I , |
выполнено я (z) |
0, то |
||||||
2 |
% > Р ч |
следовательно, |
р. = 2 a i u i ( ^ i ) - |
|
|
||||||
|
3. Замечание к теореме |
19.1. Теорема 19.1 показывает, что рав |
|||||||||
новесие |
по Нэшу |
является |
оптимальным, т. е. лежит на границе |
||||||||
множества допустимых ситуаций. Этот факт обосновывает |
извест |
ное положение экономической теории о том, что при простом товар
ном |
производстве автоматически обеспечивается |
сбалансированное |
и в |
некотором смысле гармоничное развитие |
экономики. Дело |
в том, что в условиях простого товарного производства потребители и производители достаточно мелки и описание их поведения по Нэшу представляется достаточно реалистичным. Теорема 19.1 устанавливает также экономический смысл весов OCJ, с которыми
суммируются индивидуальные |
целевые |
функции потребителей. |
|
А именно, из соотношений (19.2) |
для / = |
т + 1, . . ., т -f- п |
при |
дополнительном предположении о гладкости вытекает, что у Щ |
(у)= |
— p*/a.j в точке j / J , где у обозначает градиент. Следовательно, ко эффициент a j показывает, во сколько раз цена единицы продукции больше предельной полезности этой продукции для потребителя /.
Очевидно, |
что чем больше доход 2 |
®Ц Р* (XV потребителя / в со |
стоянии равновесия, тем больше |
коэффициент aj по сравнению |
|
с другими |
коэффициентами. |
|
1 0 *