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

книги из ГПНТБ / Макаров, В. Л. Математическая теория экономической динамики и равновесия

.pdf
Скачиваний:
13
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
11.97 Mб
Скачать

180

О П Т И М А Л Ь Н Ы Е

Т Р А Е К Т О Р И Й

[ Г Л .

Ш

(t =

0, 1, 2, . . .); если (т, t)

ЕЕ Е и а; ЕЕ К,,

то ат , t (х)

=

=а-'

Отображения ат,;, как нетрудно

проверить,

супер­

линейны. Покажем,

 

что

семейство (ат ,,)( 1 . (

)

& g удовлетво­

ряет

условию

согласования.

Пусть

t <

£' < 2". Прове­

рим, что

отображения а,», , и аг », /' ° я-с, < совпадают на ко­

нусе

а1 (К)

К.

В

самом деле,

пусть

у ЕЕ «/",; (ж)

(х ЕЕ

ЕЕ а1

(К)

П К).

Тогда у ЕЕ а}"~1

(х),

н

потому

найдется

i''-шаговая

траектория

0,

хх, . .

.,

xt,

 

. . .,

xv, . . .

. . ., xi»)

модели Z такая, что xt

= х,

х(-

=

 

у. Элемент х^

входит в конусы К

и а''

(К),

т. е. xt> ЕЕ Kf.

Кроме

того,

xt' ЕЕ а{'-'

(х)

 

и у ЕЕ a'"-1'

(xt').

Это показывает,

что

спра­

ведливо

включение

я-rv 0е ) С a r , r ° ai',i

(х)- Подобным

же образом проверяется обратное включение. Итак,

су­

перлинейные отображения a( »l f и

a(«tf°at'A

 

 

совпадают на

конусе а1 (К)

П К;

 

отсюда

следует,

что

они

совпадают

и на замыкании Kt

 

этого конуса.

 

 

 

 

 

 

 

Очевидно, что пучок траекторий модели ?KZ

совпадает

с совокупностью

всех траекторий модели

Z.

 

 

 

Для изучения конечных (Г-шаговых) траекторий моде­ ли Неймана — Гейла можно привлечь дискретную модель

первого

рода

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ml

= { { 0 , 1 , . . . ,

г ] , ( х ,)£.„,

(K,)Lo,

(я,.«)о<«<т<т},

где

пространства

Хи

конусы

К,

(t <

Т)

и

отображения

о Т ) ,

(t <Z т <

Т)

таковы же, что

и в модели

(10.1):

 

 

Кт

= ат {К),

Хт = КТ

— Кт,

aTft

=

а?-1.

Сказанное позволяет естественным образом определить в модели Неймана — Гейла те объекты, которые рассмат­ ривались в технологических моделях. В частности, будем говорить, что траектория (конечная траектория) модели Z обладает каким-либо свойством (оптимальностью, до­ пускает характеристику и т. д.), если она обладает этим

свойством,

как траектория

модели

Шг (модели

SKz).

Эти определения

согласованы

в том

смысле, что

если

Г-кусок траектории % модели Z обладает одним из рассмат­

риваемых

свойств

в смысле модели

5Rz, то он

обладает

этим свойством и в смысле 93JzВсе

результаты

первых

двух параграфов этой главы, относящиеся к технологичес­ ким моделям, справедливы и для модели Z. (Формулируются

§ 10] Т Р А Е К Т О Р И И В К О Н К Р Е Т Н Ы Х М О Д Е Л Я Х 181

они в терминах модели 93?z (или СК1); поскольку, однако> связь между производственными отображениями моде­ лей Z и Ш% достаточно проста, зти результаты нетрудно перевести на язык модели Z.)

Отметим, в частности, что из каждой точки х конуса К исходят оптимальные траектории (см. лемму 8.1). Если

х ЕЕ i n t К,

то каждая

оптимальная

траектория, исходя­

щая

из

х,

допускает

характеристику (см. теорему 9.8).

В случае, когда Z — модель Неймана, последний резуль­

тат может быть существенно усилен.

 

Т

е о р е м а

10.1.

Пусть Z — модель Неймана и точка

х ЕЕ К

такова,

что

при всех натуральных t множество

а1 (х)

пересекается с К

и а1 (х) [)К

ф {0}. Тогда каждая

конечная оптимальная

траектория,

исходящая из

точки

х, допускает характеристику; каждая оптимальная

тра­

ектория, исходящая из х, допускает слабую характерис­ тику.

Д о к а з а т е л ь с т в о . Так как Z — многогранный конус, то конус ZT — график отображения аТ (Т = 1, 2, . . .) — также многогранен. Непосредственно из опре­

деления следует, что график

Z y j 0 производственного

ото­

бражения

ат,о модели

 

 

имеет вид ZT,O — Z r

П

X

X i?"). Из многогранности Z следует, что конус К

=

Ргх

Z

многогранен,

а потому и конус Z T i 0

многогранен. Из мно­

гогранности

ZT,O

следует

в

свою

очередь

что

конус

ат(К)

Рг2 ZT,O многогранен. Это означает, что конус Кт,

фигурирующий в определении модели SffiJ,—

многогра­

нен.

Используя,

наконец,

то

обстоятельство,

что

график

nZr,о

отображения пат.о выражается через

Z r , 0

n o

фор­

муле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nZT,0 =

(Z r , 0

-

({0}

х

Кт))

П ( i f

X Кт),

 

 

 

получим, что и конус

HZT,O

 

многогранен.

 

 

 

 

Рассмотрим теперь оптимальную Г-шаговую траекто­

рию

х =

(xt)J=o,

исходящую

из точки х.

Поскольку

ко­

нус

IIZT.O

многогранен,

то

и множество

(пат, о) - 1 (%т) —

— {Ж ЕЕ К\($,

хт) ЕЕ nZr,o}

 

многогранно. Используя

оп­

тимальность % и то обстоятельство, что ат,о(х)Ф

{0},

получим, привлекая предложение 8.4, что

х — гранич­

ный снизу элемент множества

(пат.оУ1 (хт)-

 

 

 

 

182 О П Т И М А Л Ь Н Ы Е Т Р А Е К Т О Р И Й [ГЛ. Ш

Из

сказанного

следует,

что

выпуклое

множество

(Яа;)хе(0,1) не

пересекается с многогранным

множеством

( « a T j 0 ) _ 1 ( x j ' ) ,

и потому,

используя

теорему

отделимости,

найдем

функционал / такой, что при % ЕЕ (0, 1)

 

 

 

/ ( t e ) < c =

miu

f(y).

(10.2)

 

 

 

 

!/S(naTo)-i(.vT)

 

 

 

Из

замечания

к предложению

 

8.5

вытекает,

что

/ ЕЕ К0-

Так

как

я ЕЕ (ияг,о)- 1 (^г), то,

используя

(10.2),

имеем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ (х) > с > / (Кх)

> 0.

 

 

(10.3)

Кроме того, снова привлекая

(10.2), получим

 

 

 

 

/ (х) =

l i m / (Кх) <

с.

 

 

(10.4)

 

 

 

 

X—1-0

 

 

 

 

 

 

Из (10.3) и (10.4)

вытекает,

что

 

 

 

 

 

 

 

0 < / ( i ) =

c =

m i u

/(у).

 

 

 

 

 

 

V & n a T

л)->(хт)

 

 

 

Таким образом, траектория % удовлетворяет необхо­ димому и достаточному условию характеристики (теоре­

ме 9.5) и, стало

быть, допускает характеристику.

Первая

часть

теоремы доказана.

 

Пусть

теперь

% — оптимальная

траектория модели

Z. Рассматривая

% как траекторию модели 9Kz, нетрудно

установить, рассуждая так же, как

при доказательстве

первой части, что каждый Г-кусок % допускает характе­ ристику. Для завершения доказательства осталось сос­ латься на теорему 9.6'.

2. 12™-оптпмальные траектории.

Среди ^-шаговых

траекторий хт = (^г);=о модели

Неймана — Гейла Z

наибольший интерес с экономической точки зрения пред­

ставляют те, для которых

существует

функционал

/ ЕЕ (-R+)* такой, что

 

 

 

f(xT)=

max

f(y).

(10.5)

Эти траектории будем называть слабо Я^-оптималъными. Если, кроме того, хотя бы при одном /, удовлетворяющем равенству (10.5), выполняется неравенство / (хт) > 0, то траекторию % назовем Щ-оптпималъной. Интерес к

Т Р А Е К Т О Р И И В К О Н К Р Е Т Н Ы Х М О Д Е Л Я Х

183

этим траекториям вызван тем, что именно функционал / из (R+)* уместно трактовать как цены (при этом коорди­ ната /* функционала / интерпретируется как цена едини­ цы i-ro «продукта»). Очевидно, что слабо ^"-оптимальная траектория % слабо оптимальна. Если, кроме того, / (хт) ^> О, то эта траектория оптимальна.

 

К

 

сожалению,

для

 

/?"-оптимальных Г-траекторий

не

всегда

выполняется

принцип

оптимальности,

т.

е.

i-кусок

.й"-оптимальной тра­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ектории

не

обязан

быть

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R+-

оптимальным.

 

Приведем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пример, подтверждающий это

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

обстоятельство.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и м е р .

В

пространств

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R-

рассмотрим

конус

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К

=

 

Л 2

\х"- >

х1}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

н множество

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(рис.

25).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассмотрим модель Неймана — Гейла Z,

определяемую

произ­

водственным

отображением

а

: А' —» П (Л2 .),

где

а

(х)

=

а

х 1 )

|.

Отображение

а

суперлинейно;

оно

аддитивно

(т.

е. а

(ху +

х2)

=

=

a (xj)

-f- а

2 )); нетрудно проверить, что конус Z

многогранен и,

стало

быть, Z — модель Неймана.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исследуем 2-шаговые траектории модели Z.

С этой целью

по­

строим модель

 

Поскольку

а

{К)

=

Л 2 ,

то

 

 

 

 

 

 

 

 

Ш\ -

{{0,1,

2}, (Л',),= 0 > 1 ,2 ,

(/c,),=0,li2,

к ,

 

, ) 0 < « ^ , Ь

 

где

Х0

 

=

Ху

=

Л% =

В2,

К0

 

=

Ку

= А", А'2

=

Л 2 ,

 

 

 

 

 

 

 

Д 1(х)

=

о (г)

П

К,

 

а г л

 

(х)

=

в (г),

а2 , 0 =

а-

(х).

 

 

 

Положим as 0 =(l, 2). Тогда

a

( х 0 ) = § , a 2

(a;0) =

U

2-

х1)

 

Каждая Л2 -онтимальиая 2-шаговая

траектория %2, исходящая

из

точки

0,

имеет вид

ул

= (х0 ,

хх,

я2 ),

где ^

 

=

(0, 1),

х2 =

(2,

X),

причем

0 <^ X

2: 1-кусок Xi =

(хо,

-Ч)

траекторпн

у_о оптимален,

но

не

Л2 -оптимален.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Этот пример показывает также, что Л"-оптимальная траектория не всегда допускает характеристику

184 О П Т И М А Л Ь Н Ы Е Т Р А Е К Т О Р И И [ Г Л . I I I

Ф = (/,)iLo такую, что /, ЕЕ (it1™)*. Действительно, траек­ тория %2, рассмотренная в примере, исходит из внутрен­ ней точки конуса X и потому допускает характеристику ф = (/0, /ц/о). При этом функционал fx обладает тем свой­ ством, что fx х) = max fx (у). Все функционалы, обладаю-

щие этим свойством, не принадлежат конусу (i?+)*. Представляет интерес описать те модели Неймана —

Гейла, в которых Л+-оптимальные Г-траектории обладают «хорошими» свойствами. Одна из этих моделей рассмат­ ривается в следующем пункте.

3.Правильная' модель Нейиаиа — Гейла. Модель

Неймана — Гейла назовем правильной, если конус

К =

= PrxZ совпадает с Д+- Наряду с моделью (10.1) для

изу­

чения траектории правильной модели можно использо­

вать

модель

 

 

 

 

 

 

 

 

3JZ = {Е, ( Х (

( 1 )

) , е Е ,

(K^)teB,

( а $ ) ( х . ц е В } ,

 

где, как и раньше, Е

=

{0, 1, 2, . . .},

XJl)

= Rn,

К$° =

= R+

(t ЕЕ Е), а% =

дг -(

(т, t)

ЕЕ Е).

Очевидно, -что

2RZ — правильная конечномерная

модель

второго

рода,

пучок траекторий которой совпадает с совокупностью всех

траекторий модели

Z. Из

предложения 8.6 следует, что

Г-траектория % = (xt)f=0

 

модели

3?z, исходящая

из точ­

ки х такой, что

ат

(х)

-j=

{0},

является

оптимальной

Г-траекторией этой

модели тогда и только

тогда,

когда

X Л+-оптимальна,

как

Г-гдаговая

траектория модели Ъ.

Это простое замечание позволяет легко установить спра­ ведливость следующих утверждений.

1)Для Д"-оптимальных Г-шаговых траекторий пра­ вильной модели Неймана — Гейла Z выполнен принцип оптимальности.

2)Из каждой точки х конуса R\ исходит Д"-оптималь- ная траектория модели Z (т. е. траектория, обладающая

тем свойством, что каждый ее Г-кусок Л"-оптимален).

3)Если Л""оптимальиая траектория % исходит из

внутренней точки х конуса

то она допускает характе­

ристику ф = (/() такую, что ft ЕЕ (#+)*.

§ 10]

Т Р А Е К Т О Р И И В К О Н К Р Е Т Н Ы Х М О Д Е Л Я Х

185

4) Если Z — модель Неймана, то каждая /^-опти­ мальная траектория %, исходящая из точки х, для которой а1 (х) Ф {0} при всех t Ф 0, допускает слабую характе­ ристику ф = (/() такую, что /, £5 (i?+)*; каждая ^ - о п ­ тимальная Г-шаговая траектория, исходящая из х, до­ пускает характеристику, обладающую тем же свойством.

4. Модель типа Неймана — Гейла. Рассмотрим дина­ мическую модель нестационарной экономики, функцио­

нирующую

в

дискретном времени, которая

называется

моделью типа

Неймана— Гейла. Она определяется как

последовательность

выпуклых замкнутых конусов

(Z,)^0 ,

где Zt С

Д ?

X ЁТ\

(0,

у) $ Z,

при у ф

0 и Pr2 Z, f]

f] i n t

Ф

ф. (Иногда

под

моделью

типа

Нейма­

на — Гейла понимают модель, определяемую лишь конеч­ ным числом конусов (см. § 5); эта модель, однако, очевид­ ным образом вкладывается в определенную выше, и мы ее отдельно не рассматриваем.) Траекторией модели Ней­

мана — Гейла

называется

последовательность % = (xt)

такая,

что (xt,

x i + 1 ) Е- Zt (t

= 0, 1,. . .). Нетрудно пост­

роить,

подобно

тому, как это было сделано в п. 1, техно­

логическую модель второго рода, пучок траекторий ко­ торой совпадает с совокупностью всех траекторий рас­

сматриваемой модели.

Если Pr x Zt

=

i?"',

т.

е. модель

типа Неймана — Гейла

правильна,

то

для

ее

изучения

можно использовать правильную технологическую мо­ дель второго рода, построенную так же, как и в п. 3.

Модель Неймана — Гейла является частным случаем модели типа Неймана — Гейла (в этом случае последо­ вательность (Zt) постоянна). Исследуя траектории модели Неймана — Гейла, мы по существу нигде не использо­ вали ее специфику (т. е. постоянство последовательности (Zt )), поэтому все результаты пп. 1 3 верны с естествен­ ными оговорками и для случая модели типа Неймана — Гейла.

5. Модель, функционирующая в непрерывно» времени. Траектории рассматриваемой модели определяются с помо­ щью дифференциального включения вида х Ez а (х) — х. Покажем прежде всего правомерность такого определения с помощью предельного перехода для последовательности моделей с дискретным временем, когда временной интер­ вал между двумя смежными моментами стремится к нулю.

186

О П Т И М А Л Ь Н Ы Е Т Р А Е К Т О Р И И

[ Г Л . Ill

Рассмотрим

модель Неймана — Гейла,

задаваемую

конусом Z или соответствующим ему отображением а. Согласно экономической интерпретации модели, изло­

женной

в § 5,

вектор

(х,у) ЕЕ Z представляет

собой

процесс

переработки

набора «продуктов» х в набор

у за

единицу

времени.

 

 

 

 

Предположим,

что

этот

процесс переработки продук­

тов во времени происходит равномерно, т. е., например, за половину единичного временного интервала перера­ батывается только половина набора х в у, а другая поло­ вина остается неизменной.

Иначе говоря, если единичный временной интервал уменьшить в два раза, то набор х перерабатывается в набор х/2 + у12. В случае, когда в качестве единичного интервала взята Mm часть первоначального интервала,

из набора х делается набор'—— % 4- ^у.

Таким образом, если имеется набор х (£), то возможные «приращения» набора х за время Mm, отнесенные к этому промежутку времени, определяются соотношением

 

/

1\

т—1

1

 

 

 

 

_

1/т

~~У

Х

где

(t), у)

ЕЕ Z.

 

 

у х,

 

Переходя к пределу при т

со, получаем х =

где

(х,

у) ЕЕ Z или, что то же самое,

х ЕЕ а (х)

— х.

 

Дадим теперь точное определение модели с непрерыв­

ным временем. Нам будет удобно считать здесь, что в про­

странстве

R71 норма введена следующим

образом: |х| =

= 2

Рассмотрим

промежуток

[О,

Т]

и каждому

t ЕЕ [О,

Т] поставим

в соответствие отображение

at ЕЕ

ЕЕ А (Д™, 2?") и линейный оператор

В{:

R"

Rn.

Счи­

таем, что почти при всех t

 

 

 

 

 

 

\at\

+ \Bt\kc

<оо.

 

 

 

(10.6)

Модель экономики, функционирующую в непрерывном времени, можно задать с помощью дифференциального включения

и ЕЕ о, (и) — Btu

(t ЕЕ [0, Л ) .

(10.7)

Траекторией включения (10.7) на промежутке It', t"\

ТРАЕКТОРИИ В КОНКРЕТНЫХ МОДЕЛЯХ

187

назовем абсолютно непрерывную функцию и, определен­ ную на этом промежутке и такую, что *) u(t) > О, й (t) ЕЕ ЕЕ a-i (и (£)) — Bj и (t) почти при всех t. Вместо выражения «траектория на промежутке [О, ТЪ будем употреблять слово «траектория». В дальнейшем считаем, что выпол­ нено следующее условие:

(*)

если

х ЕЕ

и

0 ^

t' < t" ^ Т, то

из точки х

исходит

траектория

 

дифференциального

включения

(10.7)

на промежутке

[f,

t"].

 

З а м е ч а и и е. Можно показать (Кастайп [1]), что при неко­ торых естественных предположениях относительно функции F: t —<• —> щ + В,, для каждой точки t' g= [0, Т] найдется е > 0 такое, что траектория семейства (10.7) на промежутке [t', t' -f- е] существует

При изучении траекторий нам понадобится

Л е м м а 10.1. Пусть

и — траектория

включения

(10.7) на промежутке

[f, t"].

Тогда

 

 

 

|И01<|ИО|И(-''>

(*<=и',П),

 

где С — константа,

фигурирующая

в

(10.6).

Д о к а з а т е л ь с т в о .

Положим

у (t)

— \ и (t) \\ —

71

 

 

 

 

 

 

= 2"*(0- Используя

(10.6),

имеем

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

з/(0 = S * (*) < I* w I < с«»

(о и = °у (*)•

Пусть v (£) = Су (£) — у- (£). Тогда функция у является

решением линейного

дифференциального

уравнения

 

 

y =

Cy-v

(10.8)

при начальном условии у (f)

— \и (t')\\. Решая уравнение

(10.8) , получим,

что

 

 

 

 

 

 

г

 

у (t) =

««м-)

(||и (^') I _ J gcit'^v

(т) dx) .

 

 

 

Ь

 

*) Из абсолютной непрерывности функции и (t) вытекает, что каждая ее координата и1 (t) имеет почти всюду суммируемую произ­ водную ц* (t). Под й (t) понимается вектор-функция (й1 (t), й2 (t),...

188

 

 

 

О П Т И М А Л Ь Н Ы Е

Т Р А Е К Т О Р И И

 

 

 

[ГЛ .

Ш

Поскольку

v (т) >

0

ЕЕ [ f ,

П),

то г/ ( * ) <

|| и (Г) || ес«-<'>

Лемма

доказана.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Каждая траектория и включения (10.7) на промежут­

ке W, t"] полностью определяется элементом и

(t')

конуса

R+

и измеримой функцией и. Из леммы 10.1 и

формулы

(10.6) вытекает, что для t

ЕЕ It',

t"]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 и (t) С || и (t) К

СI и (Г) 1 еС('"-»'>,

 

 

(10.9)

откуда следует, в частности, что г"г принадлежит

простран­

ству Ln вектор-функций,

определенных на W,

t"]

и сум­

мируемых там с квадратом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Через

Q

обозначим

подмножество

пространства

R n

X Ln,

состоящее

из всех

элементов

вида

(t'),

гг),

где

и — траектория

включения

(10.7)

на

промежутке

U',

t"].

(Иными словами,

пара

(х,

z) входит в Q тогда и

только

тогда,

когда

функция

и:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и {t) =

х

+ J z (т) dx

(t

EE [f,

t"]),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

является траекторией

на

W,

t"].)

 

 

 

 

 

 

 

 

Л е м м а

10.2. Множество

£2,

определенное

выше,

является выпуклым замкнутым

конусом.

 

 

 

 

 

 

Д о к а з а т е л ь с т в о .

То

обстоятельство, что Q — выпук­

лый конус, вытекает непосредственно из определения этого множест­

ва,

вогнутости и

положительной

однородности

отображений

at и

линейности

операторов

В{ (t'

<J t

<J

t").

 

 

 

 

 

 

Покажем, что Q замкнуто. В самом деле, пусть ((xj, zj)) — по­ следовательность элементов этого множества и (xi, z^) —» (х, z). Так как (ZJ) сходится к z в пространстве Z,2 , то по известной теореме Рисса (см., например, Натаисои [1]) из последовательности (zi) можно выбрать подпоследовательность (г$;), стремящуюся к z почти всюду. Пусть точка t 6Е [*', t"] такова, что z{; (t) —» z (i).

Положим

Щ1 (*) = x\l

+ \

Чг

М dx,

u(t)

= x + ^z (х) dx.

 

г

 

 

 

 

г

Из определения следует, что щ1

(t)

—> и (t),

откуда вытекает, в част­

ности, неравенство

и (t)

^

0.

Считаем, далее, что точка t обладает

тем свойством, что при всех I

 

 

 

^ ( » ) б в , к г ( « ) ) - - 5 , ^ ( 0 .

Множество таких точек имеет полную меру.

i iel

Т Р А Е К Т О Р И И

В К О Н К Р Е Т Н Ы Х

М О Д Е Л Я Х

 

189

Из замкнутости отображений аг теперь следует справедливость

соотношения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z (О

S

at

(0)

Bt

и

(г).

 

(10.10)

Таким образом,

функция

и:

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

(£) =

а; + ^ г (т) fit,

 

 

 

 

 

 

 

 

!'

 

 

 

 

 

почти при всех t

удовлетворяет включению (10.10). Так как г = й и

нроме того, и (t)

^ 0 при всех t, то эта фупкция является траекто­

рией включения (10.7) на промежутке [£', I"].

Тем самым замкнутость

множества

S2 доказана.

 

 

 

 

 

 

 

 

С л е д с т в и е .

Выпуклый

конус

Q слабо

замкнут.

Пусть

/ЕЕ

(#+)*.

Траекторию

и

включения

(10.7)

назовем

оптимальной

смысле

/),

если /

(Т))

> 0

и / (и(Т))

> / (у (Т))

для любой траектории гу этого вклю­

чения, исходящей из точки и (0).

 

 

 

 

 

Для изучения оптимальных

траекторий дифференци­

ального включения рассмотрим технологическую модель

Ж = {[0, Т], (Xt)0<t<T,

(JT,)o«<r,

(ar.rW<r«T}.

(10.11)

Здесь Xt есть подпространство

пространства Rn,

натяну­

тое на орты с номерами из множества /,, которое опреде­

ляется так: г ЕЕ It

тогда

и только

тогда,

когда найдется

траектория и включения

(10.7) такая, что и1

(t)

>

0 (0 ^

<

t <

Т),

Kt

=

R+ f]Xt

(0 <

t <

Г) ;

 

отображение

а,»,определено

следующим образом:

точка

х"

входит

в а,", 1> (х')

тогда

и только тогда,

когда

х"

ЕЕ

i f г

и

най­

дется

траектория

и

включения

 

(10.7)

на

промежутке

W,

П

такая, что и (Г) =

 

ж', к (t")

=

ж".

 

 

 

 

 

 

Проверим, что

объект

 

(10.11)

действительно

являет­

ся

технологической

моделью.

Покажем сначала,

что

аг,г£=А

(Кг,

Кг).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) Для любого

ж ЕЕ Kf

 

множество aj», с

(ж) непусто;

это следует из условия (*).

Кроме того, ar, г (ж') CZ

Кг.

 

2)

Отображение

 

с

 

вогнуто

 

и положительно

одно­

родно; справедливость этих утверждений следует из су­ перлинейности отображений а, и линейности операторов Bt.

3)

ar, г — гейловское отображение;

действительно,

если

и — траектория включения (10.7)

на промежутке

[f, t"]

и и (f) = 0, то, как следует из леммы 10.1, и (t") = 0.

4)

at",i> — замкнуто.

 

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ