Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Математические модели в экономике.-5

.pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
05.02.2023
Размер:
1.04 Mб
Скачать

В примере

 

 

 

 

 

 

15 20

 

 

 

K 120

 

1

27 ,

(1.22)

10 20

 

 

 

 

 

то есть компенсация должна составить 27 единиц.

Отметим, что при изменении цен на товары происходит изменение структуры потребления. В этом изменении структуры потребления одно-

временно сказываются два эффекта:

-изменение соотношения цен между различными товарами;

-изменение финансовой ситуации для покупателя.

Понятие компенсации позволяет исключить второй эффект и выде-

лить эффект влияния изменения соотношения цен между товарами на их приобретение в чистом виде.

ЗАДАНИЕ

1. Пусть имеется два вида товаров с ценами, c1 и c2 . Функция полез-

ности имеет вид:

u(x1, x2 ) d1x12 d2 x22 d3x1x2 .

Имеющийся в наличии капитал, равен K . Какое количество товаров дол-

жен приобрести потребитель, для максимизации функции полезности.

Значения c1 , c2 , d1, d2 , d3, K приведены в таблице. Расчет выполнить сна-

чала при d3 0 , затем для того значения d3 , которое приведено в таблице

1.1.

2. Пусть цена c1 увеличилась на 2у.е. Рассчитать компенсацию K для капитала при тех же исходных данных, обеспечив при этом прежнее зна-

чение функции полезности. При этом параметр d3 принять равным нулю.

11

и 0 имеет место свойство
12
(2.1)
и L фак-

Таблица 1.1

n/n

c1

c2

d1

d2

d3

K

1

40

50

2

2

1

1000

 

 

 

 

 

 

 

2

5

10

1

1

0,3

200

 

 

 

 

 

 

 

3

10

30

1

2

1

600

 

 

 

 

 

 

 

4

40

20

4

2

1

700

 

 

 

 

 

 

 

5

10

20

1

1

0,4

500

 

 

 

 

 

 

 

6

12

24

1

1

0,1

100

 

 

 

 

 

 

 

7

35

22

2

3

0,5

600

 

 

 

 

 

 

 

8

30

20

4

1

0,4

400

 

 

 

 

 

 

 

9

5

15

2

1

0,8

750

 

 

 

 

 

 

 

10

20

30

2

1

0,5

250

 

 

 

 

 

 

 

11

20

25

1

4

1

800

 

 

 

 

 

 

 

12

40

50

2

1

1

1200

 

 

 

 

 

 

 

2. Производственные функции

Рассмотрим основные понятия и теоремы для производственных функций, которые используются в качестве моделей макроэкономики и моделей микроэкономики (например, в качестве модели фирмы).

Пусть: Y 0 валовой продукт, K 0 основные фонды, L 0 тру-

довые ресурсы. Тогда функция F(K, L) 0 , определяющая зависимость ва-

лового продукта от основных фондов и трудовых ресурсов, т.е.

Y F(K, L) ,

называется производственной функцией (ПФ), а аргументы K

торами производства.

Если для 0

 

(2.2)

F( K, L) F(K, L) ,

то ПФ F(K, L) называется однородной ПФ со степенью однородности .

Если 1, то однородная ПФ F(K, L) называется линейно-однородной ПФ.

Теорема 2.1. (Теорема Эйлера). Если F(K, L) является однородной ПФ

со степенью однородности , то справедливо равенство

F (K, L) F (K, L) K F (K, L) L .

(2.3)

 

 

 

K

 

 

 

 

 

L

 

 

ПФ F(K, L)

называется неоклассической ПФ, если для K 0

и L 0

она удовлетворяет условиям:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 )

 

F

0,

F 0;

 

 

 

 

 

K

 

L

 

 

 

 

 

 

20 )

2 F

0,

2 F

0;

 

 

 

K 2

L2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2.4)

 

 

 

F

 

 

 

 

 

F

 

 

30 ) lim

, lim

;

 

 

K 0

 

K

 

L 0

 

 

L

 

 

 

40 ) lim F

0, lim

F

0.

 

 

K

K

 

L

 

 

L

 

 

Пусть A 0,

0 1, 0 1, 1, тогда ПФ вида

 

 

 

 

 

F(K, L) AK L

 

называется ПФ Кобба Дугласа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теорема 2.2. Пусть Fi (K, L), i 1, N, являются однородной ПФ со сте-

пенями однородности i , тогда ПФ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

F (K, L) Fi (K, L)

(2.5)

 

 

 

 

 

i 1

 

 

 

 

 

являются однородной ПФ со степенью однородности

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

i .

 

 

 

 

(2.6)

i 1

Рассмотрим основные экономико математические характеристики.

Средней производительностью труда называется величина

13

r F(K, L) / K ,

y F(K, L) / L ,

(2.7)

т.е. y это количество валового продукта, приходящегося на единицу тру-

довых ресурсов.

 

Средней фондоотдачей называется величина

 

z F(K, L) / K ,

(2.8)

т.е. z это количество валового продукта, приходящегося на единицу ос-

новных фондов.

 

Фондовооруженностью труда называется величина

 

k K / L ,

(2.9)

т.е. k это количество основных фондов, приходящееся на единицу трудо-

вых ресурсов.

Предельной производительностью труда или нормой прибыли с тру-

довых ресурсов называется величина

F(K, L) / L ,

(2.10)

т.е. это прирост валового продукта, приходящийся на единицу приро-

ста трудовых ресурсов.

Предельной фондоотдачей или нормой прибыли с основных фондов называется величина

(2.11)

т.е. r это прирост валового продукта, приходящийся на единицу основ-

ных фондов.

Пусть при заданном K прирост трудовых ресурсов, равный L , вы-

зывает прирост валового продукта, равный F . Тогда, согласно (2.4),

F / L . Пусть при заданном L прирост основных фондов, равный K ,

вызывает прирост валового продукта, равный F . Тогда, согласно (2.11), r F / K . Таким образом, экономический смысл параметров и r оче-

виден.

Очевидно, что

14

Y

F

K,

Y F

L ,

(2.12)

 

K

K

 

L

L

 

 

 

 

 

 

 

являются соответственно доходами, полученными с основных фондов и трудовых ресурсов. Тогда для линейно-однородной ПФ, согласно (2.11), (2.12), следует, что

F(K, L) YK YL .

Таким образом, теорема Эйлера для линейно-однородная ПФ дает представление валового продукта в виде суммы YK и YL .

Коэффициентом эластичности по фондам называется величина

 

F (K, L)

K

,

(2.13)

K

 

F (K, L)

т.е. это процентный прирост валового продукта, приходящийся на один процент прироста основных фондов.

Коэффициентом эластичности по трудовым ресурсам называется ве-

личина

 

F (K, L)

L

 

L

 

.

(2.14)

F (k, L)

т.е. это процентный прирост валового продукта, приходящийся на один процент прироста трудовых ресурсов.

Справедливость следующих двух формул очевидна

r / z, / y .

(2.15)

Теорема 2.3. Пусть F(K, L) являются линейно-однородная ПФ со сте-

пенью однородности , тогда имеет место свойство

.

Пусть F(K, L) однородная ПФ со степенью однородности . Тогда соотношению F( K, L) F(K, L) эквивалентно соотношение

y L 1 f (k) ,

15

f (k) 0

где y Y / L, k K / L соответственно средняя производительность труда

и фондовооруженность труда, а для k 0 имеет вид

f (k) F(k,1) .

Очевидно, что неоклассические условия для f (k) имеют вид (здесь и далее штрихи, как правые верхние индексы, означают производные соответ-

ствующего порядка по k )

10 ) f (k) 0; 20 ) f (k) 0;

30 ) lim f (k) ;

k 0

40 ) lim f (k) 0.

k

Теорема 2.4. Если F(K, L) однородная ПФ со степенью однородно-

сти , то F(K, L) и f (k) связаны соотношениями

F(K, L) L f (k) .

Теорема 2.5. Экономико математические параметры z, , r, , для однородной ПФ определяются формулами

z(1/ k)L 1 f (k) ,

L 1[ f (k) kf (k)] ,

rL 1 f (k) ,

k[ f (k) / f (k)],

k[ f (k) / f (k)] .

Если F(K, L) линейно-однородная ПФ, то r является убывающей, а

возрастающей функцией фондовооруженности k .

Если хотя бы один из коэффициентов эластичности либо не за-

висит от фондовооруженности k , то линейно-однородная ПФ является ПФ Кобба Дугласа.

16

Рссмотрим параметры эластичности замены факторов.

Пусть фактор K получил приращение K . Ставится вопрос: на какую величину L должен уменьшиться фактор L , чтобы величина валового продукта не изменилась. Справедлив и обратный вопрос. Таким образом,

основное соотношение для решения поставленного вопроса замены одного фактора производства другим имеет вид

Y F (K, L)

F

K

F L 0 .

 

(2.16)

K

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

В пределе получаем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F (K, L) dK F (K, L) dL 0 .

 

(2.17)

 

K

L

 

 

 

 

 

 

Предельные нормы замены трудовых ресурсов основными фондами

SK и основных фондов трудовыми ресурсами SL определяются как

 

SK

dK

 

,

SL

dL

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dL

 

 

dK

 

 

 

и выражаются формулами

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SK

F (K, L) / L

 

 

, SL F (K, L) / K

 

r

.

 

 

 

F (K, L) / K r

 

F (K, L) / L

 

 

Произведение предельных норм замены равно единице, т.е.

SK SL 1 .

Если ПФ является однородной со степенью однородности , то име-

ют место формулы

SK

f (k)

k,

SL

f (k)

.

f (k)

f (k) kf (k)

 

 

 

 

Эластичностью замены K фактора L фактором K

называется про-

центное изменение фактора K , вызывающее изменение предельной нормы

замены SK на один процент. Эластичностью замены L

фактора K факто-

ром L называется процентное изменение фактора L , вызывающее изме-

нение предельной нормы замены SL на один процент.

17

Согласно определению

 

 

 

 

K

 

 

 

dS

 

 

k

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dk

 

SK

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

dS

 

 

 

k

 

1

 

 

dS

 

 

k 1 1

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dk

 

 

SL

 

 

dk

 

 

 

SL

 

Для однородной ПФ со степенью однородности имеет место свой-

ство K L , которая определяется формулой

 

 

 

 

 

 

 

 

f (k)[

 

f (k) kf (k)]

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k[( 1)( f (k))2

 

 

f (k) f (k)]

 

 

 

 

Теорема 2.6. Для того, чтобы норма замены SK либо SL линейно-

однородной ПФ не зависела от фондовооруженности k , необходимо и до-

статочно, чтобы она была линейной, т.е.

 

 

F(K, L) AK BL,

f (k) Ak B .

Рассмотрим случай произвольного числа факторов производства. Ес-

 

 

 

 

ли xi 0, i 1; n , являются факторами

производства, то функция

F(x1, x2 ,..., xn ) 0 , определяющая валовой продукт Y через факторы произ-

водства, т.е.

Y F(x1, x2 ,..., xn ) ,

называется производственной функцией.

Если для 0 и 0 имеет место свойство

F(x1, x2 ,..., xn ) F(x1, x2 ,...,xn ) ,

то ПФ F(x1, x2 ,..., xn ) называется однородной ПФ со степенью однородно-

сти . Если 1, то однородная ПФ называется линейно однородной ПФ.

Теорема 2.7. (Теорема Эйлера). Если F(x1, x2 ,..., xn ) является однород-

ной ПФ со степенью однородности , то имеет место свойство

n

F

 

F (x1, x2 ,..., xn )

 

xi .

x

i 1

 

i

 

18

ПФ F(x1, x2 ,..., xn ) называется неоклассической ПФ, если для

xi 0, i 1; n , она удовлетворяет условиям

 

 

10 )

 

F ( x1, x2 ,..., xn )

0;

 

 

 

 

 

 

 

 

xi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 F ( x , x

 

,..., x

 

 

 

 

 

 

 

20 )

 

 

 

1

 

2

 

 

 

n )

0;

 

 

 

 

 

 

x 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30 ) lim

F ( x1, x2 ,..., xn ) ;

 

 

 

xi 0

 

 

 

xi

 

 

 

 

 

 

 

 

40 ) lim

F ( x1, x2 ,..., xn ) 0.

 

 

 

xi

 

 

 

xi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пусть константы A, i , i 1; n , такие, что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

A 0; 0 i

 

1; i

1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i 1

 

 

 

 

 

Тогда ПФ вида

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F(x , x ,..., x )

Ax 1

, x

2

,..., x

n

1

 

2

 

 

 

n

 

 

1

 

 

2

 

 

 

n

называется ПФ Кобба Дугласа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Средней производительностью фактора xi называется величина

 

 

 

F (x1, x2 ,..., xn )

 

 

 

 

 

y

i

 

,

i 1; n ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т.е. yi это количество валового продукта, приходящегося на единицу фактора xi .

Фондовооруженностью фактора x j относительно фактора xi называ-

ется величина

rij xi ,

x j

т.е. rij это количество фактора xi , приходящегося на единицу фактора x j .

Предельной производительностью фактора xi или нормой прибыли с фактора xi называется величина

19

F (x1, x2 ,..., xn ) ,

ixi

т.е. i это прирост валового продукта, приходящийся на единицу приро-

ста фактора xi .

Очевидно, что

Yi F (x1, x2 ,..., xn ) xixi

является доходом, полученным за счет фактора xi . Тогда для линейно-

однородная ПФ, справедливо равенство

n

F (x1, x2 ,..., xn ) Yi ,

i 1

т.е. для линейно-однородной ПФ теорема Эйлера дает представление ва-

лового продукта в виде суммы Yi .

Коэффициентом эластичности по фактору xi называется величина

i

F(x1, x2 ,...,xn )

xi

,

xi

F(x1, x2 ,...,xn )

 

 

т.е. i это процентный прирост валового продукта, приходящийся на

один процент прироста фактора xi .

 

 

 

 

 

 

 

Теорема 2.8. Пусть F(x1, x2 ,..., xn )

является однородной ПФ со степе-

нью однородности . Тогда имеет место свойство

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

.

 

 

 

 

 

 

 

i 1

 

 

 

 

 

 

 

Теорема 2.9. Пусть

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F (

x1

,

x2

,...,

xi 1

,1,

xi 1

,...,

xn

)

 

 

 

 

 

 

 

 

xi

xi

xi

 

xi

xi

.

f (k1,i , k2,i ,..., ki 1,i ,1, ki 1,i ,..., kn,i ) fi ().

Тогда

F(x1, x2 ,..., xn ) xi fi ( ) ,

20