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收稿日期:"((":!(:";
作者简介:马利军,男,硕士研究生。
不确定情况下两部门经济模型
最优投资率的确定
马利军, 程希骏, 伍 建
(中国科技大学 管理科学系,安徽 合肥")(("<)
摘 要:本文依据索罗的经济增长模型,推导出两部门经济模型的最优投资率,并在此基础上讨论了生产函数为
柯布:道格拉斯函数时,最优投资率满足的条件。
关键词:最优投资率;最优控制原理;稳态概率分布
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( 引言
经济增长是各国宏观经济政策的主要目标,而投资又是保证经济增长的最主要条件;因此确定最优投
资规模是经济决策者要考虑的主要问题之一。在知道最佳投资规模的情况下,政府可以通过实行各种各
样的政策来保证最优投资规模的到达从而实现经济增长的目标。
按照宏观经济理论,投资主要来源于社会储蓄;在两部门宏观经济均衡模型条件下,社会储蓄完全转
换为投资,因而最优投资规模的确定等价于最优社会储蓄率的确定。考虑未来世界的不确定性,我们需要
在不确定情况下求出最优的社会储蓄率。
本文以索罗(2$%$U)的经济增长模型为基础,考虑两部门情况下最优储蓄率的确定。且假定资本劳动
比服从下列扩散的随机过程,
O;Z<(;)O&[[$(;)]!/"O= (!)
其中,<(;)Z2(;)*(;)[((\!["");;$(;)Z"";";;(&)Z>(&)/?(&),资本劳动比;.(&)Z8
(&)/?(&),人均消费量;*(;)Z@(>,?)/?Z@(>/?,!),人均产出量;2(;)Z![./*(;),单位储蓄率;
而(,!,""均为常数。
万方数据
! 最优储蓄率的确定
社会的经济增长的最终目的是使全体人类福利的最大化,也就是平均每个人的消费效用最大化。考
虑未来情况的不确定性,也就需要最大化个人消费的期望效用。也就是考虑如下的规划问题:
"#$
!
"[#(!)]%"#$
$
"{#[(!&$)%(&)]} (’)
这里效用函数# 为严格凹的()*+,-"#**./)01,*23,0*效用函数。如果以!&(&)为稳态下的资本
劳动比率&的转移概率密度函数,则(’)式具体为
"#$
$!
4
5
#[(!’$)%(&)]!&(&)6& (7)
这里根据8)")10)9前向方程可以推导出
!&(&)()&’",$:[
’
#’*
(&)] (;)
) 满足
!(!
4
5
)&’",$:[’#’*
(&)] (<)
"(’+’$/#’,$(,+%’#’"5
*(&)(!
&
$(-)%(-)-’’6-;.*(&)(6*6&($
(&)%(&)&’’
*
··
(&)(6(6*6&
)/6&(6$6&%
(&)&’’+$(&)6%6&&
’’’’$(&)%(&)&’7 (=)
由(=)有(!’$)%(%’&’.*,因而(7)的最优规划问题变为:
"#${[)!
4
5
/(%’&’.*)&’",$:(’*/#’)6&]+%[!’)!
4
5
&’",$:(’*/#’)6&]} (>)
这里,%为限制条件下求解最优解的乘子;根据最优控制原理,我们有(>)的欧拉方程:
5( 66&
[/0&’’",$:(’*/#’)]+’#’&
’",$:(’*/#’)(/’%)] (?)
且根据@#10#*1,条件极值原理,分别得
5(!
4
5
/!&(&)6&’%!
4
5
!&(&)6& (A)
5(!’)!
4
5
&’",$:(’*/#’)6& (!5)
将(?)求微分展开,并且将(=)中的*
·
、*
··
以及"代入(?)可以得到下式:
5(’/1&’%6$
#
6& + ’/1&
’%0+’#’%( )/0$#+&’%0/1’’$#’&/0+
’
#’
(/’%) (!!)
上述方程在理论上是可以通过常微分方程的求解方法,求解出$# 与&的关系。但是一般来说由于效
用函数、生产函数的多样性,所以很难得到$#的显式解。只有当生产函数是2’3类型生产函数的情况下
而且假定$# 是一个水平值时,可以确定$# 是唯一的。下面我们给出证明。
’ B&C生产函数时最优储蓄率的确定
当生产函数为2’3类型的时候,我们有%(&)(&&,这时原问题可以转换为:
"#$
$!
4
5
/[(!’$)&&]!(&;$)6& (!’)
这里,!(&;$)是可以通过把%(&)(&&代入(;)、(=)计算得到的。
!(&;$)(!’&’(()4
(&’",$:(’4&&’!) (!7)
;A 运 筹 与 管 理 ’557年第!’卷
万方数据
定义 !!(""!)/(!"#);#!"$/[(!"#)$"]
(!")式的一阶最大值条件为
!
#
$
"%
"$%"&
#%’( )%%&!$ (!&)
定义((&;$)!%[(!"$)&#],并且注意到有
(’!%(/%&!#(!"$)&#"!%’,且"%"$!
!
$ "
"&#"!
(!"#)$[ ]" %
将两者代入(!&),有
!
#
$
#(!"$#)!$#"
"&#"!
(!"#)$[ ]" (%"&%{ }(’%( )&/#(!"$#[ ])!$ (!’)
采用分部积分,可以得到下式:
!
#
$
(&%)(’%&!(&%
#
$
"!( %%&(&%)%&!$"!
#
$
( %%&
(&%)%& (!()
而且有
%
%&
(&%)![!)##(!"#)&#"!""]% (!))
将(!))代入(!()并且代入(!’),有
!
#
$
(% ##(!"#)""#
(!"$#)
(!"#)$[ ]" &
#"!) #
(!"$#)!
$# )!"[ ]{ }" %&!$ (!*)
观察(!*)可以知道,对于所有的&、(、%,如果$#+#,(!*)永远都是成立。因此,在生产函数是*,
+类型的生产函数时,对于所有的凹效用函数总有最优储蓄率$#+#。从而在不确定情况下,两部门经
济模型的最优投资率为#。
参考文献
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万方数据