索罗增长模型527.pdf
《索罗增长模型527.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《索罗增长模型527.pdf(79页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、 第一章 索洛经济增长模型 The Solow Growth Model 基本内容 1 索洛模型的基本假定 2 离散时间的索洛模型 3 离散时间索洛模型的过渡过程 4 连续时间的索洛模型 5 连续时间索洛模型的过渡过程 6 持久增长 7 带技术进步的索洛模型 8 比较动态分析 1 索洛模型的基本假定 一个分析经济增长和各国收入差异的基本框架.其核心假定是新古典总的生产函数.家庭与生产 I 封闭经济,唯一的最终产品.离散时间,t=0,1,2,.该经济里有众多的家庭,暂时假定家庭没有优化行为.这也是索罗模型与新古典增长模型的主要区别.为了简化,假定各个家庭相同,可以用代表性家庭来表示.家庭与生产
2、II 假定家庭的储蓄率外生 所有厂商具有相同的生产函数,可以用代表性厂商表示.对该经济中的唯一最终产品,生产函数为 ()(),(),()Y TF K tL tA t (1)假定资本与最终产品相同(比如玉米),用于生产更多的产品.()A t可以理解为技术.主要假定:技术是免费的;具有非竞争性与非排他性.关键假设 1 Assumption 1(连续性,可微性,边际产出为正且递减,规模报酬不变)生产函数3:F RR 关于 K 与 L 二阶连续可微,且满足 2222()()(,)0 (,)0()()(,)0 (,)0KLKKLLFFFK L AF K L AKLFFFK L AFK L AKL 同时,
3、F 关于 K 与 L 规模报酬不变.假定 F 关于 K 与 L 规模报酬不变,即关于这两个变量线性齐次.复习 定义 假定 K 为整数,如果对任意的R与KzR,有(,)(,)mgxy zg x y z,那么函数2:Kg RR为xR与yR的m 次齐次函数.定理(欧拉定理 Eulers Theorem)假定函数2:Kg RR为xR与yR的 m次齐次函数,偏导数分别是xg与yg,那么对任意的xR,yR以及KzR,有()()(),xymg x y zgx y z xgx y z y 同时,,(),xgx y z与,(),ygx y z是关于 x 与 y 的1m 次齐次式.市场结构与市场出清 I 假定市场
4、是竞争的,因此也可认为是竞争一般均衡模型.家庭拥有劳动,供给无弹性.经济中的劳动(力),()L t,无论在什么价格下,劳动的供给量均为()L t.劳动力市场出清条件:()()L tL t 上式对所有的 t 均成立,()L t 劳动需求(也可视为就业水平).一般来说,互补松弛条件的表述更为准确.记 t 时期的工资率为 w(t),于是劳动力市场出清条件可表示为 ()(),0(L tL tw t and()()(0)L tL t w t 市场结构与市场出清 II 假设 1 与竞争的劳动力市场意味着工资率必须严格为正.家庭拥有资本,并将其出租给厂商.记t期的资本租赁价格()R t.资本市场出清条件:(
5、)()sdKtKt LHS-家庭的行为决定;RHS-厂商的行为决定 假定家庭拥有的初始资本存量为()0K ()P t为 t 时期最终产品的价格,将其标准化为 1.利率 r(t)折旧率 家庭得到的实际回报()()r tR t.厂商优化 厂商优化 I 考虑代表性厂商的最大化问题:0)0,()()()(),()()()(),.L tK tmaxF K tL tA tw t L tR t K t 注意:1 上述最大化问题中的变量是总量.2 在 F 前面没有系数,这是因为最终产品的价格已正规化为 1.3 假定要素市场完全竞争:在厂商看来,()w t 与()R t是给定的.4 凹的问题,因为F是凹的.厂商
6、优化 II 由于 F 可微,一阶条件(FOC)为:()()()(),Lw tF K tL tA t (2)()()()(),.,KR tFK tL tA t (3)在(2)与(3)中,()K t与()L t分别表示厂商对资本和劳动的需求量.实际上,可以通过(2)与(3)求解()K t 与()L t,它们是资本租赁价格()R t 和工资率()w t的函数.厂商优化 III 命题 假定假设 1 成立,那么均衡时厂商的利润为 0,()()()()().Y tw t L tR t K t 证明:可直接从欧拉定理得到(注意到1m,即规模报酬不变).关键假设 2 假设 2(Inada conditions
7、)F满足 Inada 条件 0 0 0()()KKKKlim Fandlim Ffor all Lall A 0 0 0()()LLLLlimFandlim Ffor all Lall A 保证内点解.生产函数 Figure:Production functions and the marginal product of capital.The example in Panel A satisfies the Inada conditions in Assumption 2,while the example in Panel B does not.2 离散时间 Solow 模型 Solow
8、模型的动态过程描述 I K的折旧率为,于是 1 1()(),)K tK tI t (4)其中,()I t是t阶段的投资.对于封闭经济,产出等于消费与储蓄(投资)之和 ,()()()Y tC tI t (5)注意,该模型没有家庭效用的最大化问题,因此此处难以讨论社会福利等方面的话题.Solow 模型的动态过程描述 II 由于经济是封闭的(同时不考虑政府支出),于是 .()()()()S tI tY tC t 假定家庭的储蓄率是常数,则 ()(),S tsY t (6)1()()()C ts Y t (7)于是资本供给(家庭的行为决定储蓄率 s)可表示为()()(1 1 )()()()().sKt
9、K tS tK tsY t Solow 模型的动态过程描述 III 资本的供求相等 ()().sKtK t 同时也有劳动力市场供求相等()().L tL t 结合(1)与(4),可得 Solow 增长模型的动态方程:()()()1 ,1.()()()K tsF K tL tA tK t (8)非线性差分方程.Solow 增长模型的均衡由该方程以及 ()()()L tor L tand A t来刻画.定义均衡 I 没有家庭优化,但仍然有厂商最大化行为以及要素市场的出清.定义 在 Solow 模型中,对于给定的序列 0()(),tL tA t 以及初始资本存量()0K,0,()()()(,)()t
10、K t Y t C t w tR t是资本、产出、消费、工资率、租赁价格的均衡路径,其中()K t满足(8),()Y t由(1)给出,()C t由(7)给出,()w t与()R t 分别由(2)与(3)给出.注意,均衡是沿着时间的整条路径,而不是静态的点.不考虑人口增长与技术进步时的均衡 不考虑人口增长与技术进步时的均衡 I 进一步假定(稍后放松假定):1 没有人口增长;假定总人口为常数 L 0,即()L tL.2 假定没有技术进步,即()A tA.定义资本-劳动比率(人均资本)为 (,)K tk tL (9)利用规模报酬不变,人均产出)()(/y tY tL可表示为 ,1,()()().K
11、ty tFALf k t (10)不考虑人口增长与技术进步时的均衡 II 注意()f k依赖于 A,本可以将生产函数写成,()f k A;但由于 A是常数,因此可以假定 A=1.由欧拉定理 0()()()()()()0.R tfk tw tf k tk t fk t (11)由假设 1 可知(11)中的要素价格均为正.例子:Cobb-Douglas 生产函数 I 一类特殊的生产函数,但应用很广泛:1()()()()()(,01)Y tF K tL tA tAK tL t 满足假设 1 和 2.两边同时除以()L t,()()y tAk t 由(11)可得(1)()()()()Ak tR tAk
12、 tk t 由欧拉定理,()()()1.()()()w ty tR t k tAk t 例子:CobbDouglas 生产函数 II 或者直接从 Cobb-Douglas 生产函数有,111()()()(),R tAK tL tAk t 1 1,w tAK tL tAtk 直接可验证满足欧拉定理.不考虑人口增长与技术进步时的均衡 不考虑人口增长与技术进步时的均衡 I 将(8)的两端同时除以 L 可得人均量的表达式:()()1 1).)()k tsf k tk t (12)定义 稳态均衡(steady-state equilibrium)*()k tk.该经济将趋于该稳态均衡(但在有限时间不能到
13、达).稳态人均资本 不考虑人口增长与技术进步时的均衡 II 上图实线代表(12),虚线是45线.它们的(正的)交点*k表示稳态人均资本 *.()f kks (13)注意到还有另一交点0k,因为已经假定0(0)f.忽略该稳态值:如果资本不是必不可少的(essential),()0f可能大于 0 0k 可能变为稳态均衡点 本交点,即使存在,也不稳定。在经济上,本交点意义不大.不考虑人口增长与技术进步时的均衡 III 不考虑人口增长与技术进步时的均衡 IV 另一视角的稳态表示:折旧k与总投资()sf k的交点.1 同一图中也可展示消费与储蓄.2 稳态投资()sf k=折旧k(补充资本的量).消费与投
14、资的稳态 不考虑人口增长与技术进步时的均衡 V 命题 考虑 Solow 增长模型,同时假定 1 与 2 满足,则存在唯一的稳态均衡*,()0k 由(13)给出,人均产出为 *()yf k (14)人均消费为 *1().)cs f k (15)证明 之前的分析已经说明满足(13)的*k是稳态点.为了证明存在性,注意到由假设 2 以及洛必达法则(LHospitals rule),可得0/()(/)0.kklim f kkandlim f kk 由于假设 1,()/f kk是连续函数,于是由中值定理(Intermediate Value Theorem),存在*k满足(13).即*0()()0 0k
15、kf kf klimandlimsskk。唯一性证明:()/f kk对k求导数可得 22/0,()()()f kkfk kf kwkkk (16)其中第二个等号用到了(11).即()/f kk严格递减,因此至多存在一个解*k满足(13).方程(14)与(15)直接由定义可得.稳态点的不存在与不唯一 Figure:Examples of nonexistence and nonuniqueness of interior steady states when Assumptions 1 and 2 are not satisfied.不考虑人口增长与技术进步时的均衡 VI 可以直接进行比较静态分
16、析:s,A 与 对*k and*y的影响分析.但*c 关于储蓄率 s 不是单调函数(想想 s=1 与 s=0).事实上,存在特殊的储蓄率,golds“黄金储蓄率”,使得*c最大。注意,此时并未意指黄金储蓄率就一定比其它储蓄率好(本章未考虑消费者偏好 消费 c 与储蓄率 s 的关系如下(省略掉了其它相关参数):*1,()()()()(,)c ss f ksf ksks 其中,第二个等号运用了在稳态时有()sf kk.不考虑人口增长与技术进步时的均衡 X 上式对 s 求导数可得 *()().)c skfksss (17)golds 满足*)0(/goldc ss.相应的稳态黄金资本存量为goldk
17、 .命题 在 Solow 模型中,能达到的最高稳态消费对应的储蓄率为 golds,与之对应的稳态资本 goldk满足 .goldfk()(18)黄金法则(The Golden Rule)Figure:The“golden rule”level of savings rate,which maximizes steadystate consumption.动态无效性(Dynamic Inefficiency)当经济位于低于goldk的位置时,高的储蓄将提高稳态消费;当经济位于高于goldk的位置时,降低储蓄反而可以提高稳态消费.对于后者,人均资本存量太高,因此投资很高,从而消费减少-动态无效性(
18、dynamic inefficiency).但由于没有效用函数,因此在使用 无效性这一术语时“inefficiency”需要格外谨慎.当内生化消费储蓄决策后,这种“动态无效性”将不会产生.小结:离散时间 Solow 模型 人均资本存量演化方程()()1 ()1)k tsf k tk t.稳态资本存量由次关系给出.()f kks 消费 1()()()C ts Y t 要素价格()()0()R tfk t()()()()0)w tf k tk t fk t 稳态均衡(Steady State Equilibrium)Figure:Steady-state capital-labor ratio i
19、n the Solow model.过渡时期动态分析(Transitional Dynamics)均衡路径(Equilibrium path):并非仅指一个状态,而是关于资本,产出,消费和要素价格沿时间的整条路径.在工程或物理学中,均衡往往仅指一个点,因此也称之为稳态均衡.在经济学中,非稳态的行为也是由家庭与厂商的优化行为以及市场出清的共同作用形成的.有必要分析过渡过程差分方程(12)从任意初始值0(0)k出发的过渡过程。关键问题:经济会走向稳态吗?它沿过渡过程是如何演化的?3 离散时间 Solow 模型的过渡过程 过渡过程:复习 I 对于非线性自治差分方程 ()1 ,()x tG x t (
20、19)()nx tR and:.nnG RR 假定 x 为()G 的不动点,即().xG x x 有时也被称之为(19)的一个均衡点.也称x为(19)的不动点或稳态点(stationary point or a steady state)定义 稳态点 x 是(局部)渐近稳定的,如果对任意(19)的解0()tx t,其中(0)xB x,存在开集()B xx满足,使得()x tx;如果对任意()0nxR,其均衡解0()tx t均满足()x tx,则x为全局渐近稳定的 过渡过程:复习 II 关于稳定性的简单判据 记()x t状态为,参数,a bR,则关于线性差分方程1()(x tax tb,其唯一均
21、衡点*x全局渐近稳定的条件是 1a is(/()()1x txba).假定:g RR在稳态 x(()g xx)可微,则如果)1(g x,那么非线性差分方程 1 ()()x tg x t的稳态解x局部渐近稳定;如果对任意xR,均有 1()g x,那么x全局渐近稳定.离散时间 Solow 模型的过渡过程 命题 假定假设 1 与 2 满足,那么由(12)表示的索洛模型的稳态均衡点是全局渐近稳定的,即从任意0(0)k出发,()k t将单调收敛于k.命题证明:过渡过程 I 记()()()1g ksf kk.注意到对任意 k,有0()g k.由(12),()1 ,()k tg k t (20)有唯一的稳态
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 增长 模型 527
限制150内