高级宏观经济学 袁志刚版 部分配套习题的答案

第二讲单期代表性行为人模型1.若效用函数现为：1),(lclcu（10）其他条件与实例中给出的相同，试分别求分散经济与计划经济的最优解。计划者目标函数为：}{max1,lclc..ts10)(lhzkyc代约束条件进目标函数，可以得到无约束的最大化问题：110])([maxllhzkl一阶条件为：)(lFOCllhkzllhkz)1()()()1()1(011)1(0求解可得：1)1(hl1)1(hn代n进生产函数可得：101)1(hzkyc企业利润函数为：wnkrnzk)1(1企业利润最大化的一阶条件为：0)1(11rnkzk0)1(wnkzn利用这两个一阶条件可以取得均衡的价格解，为：1)1(0hzkw11)1(110hkzr2.考虑一个具有如下代表性行为人的模型。代表性消费者的效用函数如下：lclcu),(其中，c是消费，l是闲暇，且0。消费者拥有一单位的时间禀赋和0k单位的资本。代表性企业生产消费品的技术由如下的生产函数来表示：1nAky其中，y是产出，A是全要素生产率，k是资本投入，n是劳动投入，且10。记w为市场的实际工资，r为资本的租金率。a.试求解实现竞争均衡时的所有价格和数量。b.试分析全要素生产率A的一个变化会对消费、产出、就业、实际工资以及资本租金率产生怎样的影响。解：a.第一步，分析消费者行为：lclculclc,,max),(max..ts0)1()1(krlwc代约束条件进目标函数，可转化为无约束的最大化问题。lkrlwl])1()1([max0对l求一阶导数，并令其为零，可得：1w第二步，分析企业的行为：dddddkkrwnnAk)1()1(1nFOC0)1(wnAkdddkFOC011rnAkdd根据市场出清条件，可得如下方程组：0111)1(kkrnAknAkddddd求解得：1110)1()1(ArkAn第三步，全部均衡解：10)1(11kAnl011100)1()1(kAkAAkcy1w或者，考虑计划经济情形：lclculclc,,max),(max..ts10)1(lAkc代约束条件进目标函数，可转化为无约束的最大化问题：llAkl10)1(max对l求一阶导数，并令其为零，可得：1)1()1(0lAk解得：10)1(1kAl10)1(kAnb.0)1()1(101kAAl0)1()1(101kAAn0)1(1011kAAcAy0)1(11AAr0Aw说明：闲暇将随技术进步而减少，因而就业将随技术进步而增加；产出、消费和资本租金率将随技术进步而上升；实际工资不会随技术进步的变化而变化。3.考虑一个如下的含有政府的代表性行为人的经济。消费者的偏好由如下的效用函数代表：glclculnlnln),(这里，c是消费；l是闲暇；g是政府购买；0,。消费者拥有一单位的时间禀赋。私人消费品的生产技术如下：zny这里，y是产出，n是劳动投入，0z。假设政府通过向消费者征收一个总额税来为自己的购买融资。（1）对于一个给定的g，试求均衡时的消费、产出和就业。证明这些均衡数量是帕累托最优的。（2）试分析当政府购买发生变化时，这些均衡数量会受到怎样的影响。平衡预算乘数时大于1还是小于1，解释之。（3）现在假设政府是一个“仁慈”的政府，它将选择一个最优的g。也就是说，政府将选择一个合适的g去最大化代表性行为人的福利。试求解最优水平的政府购买数量。解：（1）在给定0,g时，消费者的最优规划问题可以表述如下：]lnln[lnmax,glclc..ts)1(lwc代约束条件进目标函数，可以转化为无约束的极值问题：gllwllnln])1(ln[max该最大化问题的一阶条件为：0)1(llww利用这一一阶条件，可以求得消费者的闲暇需求函数：wl11)1()(ww利用闲暇的需求函数，再加上消费者的时间约束和预算约束，我们可以进一步求得消费者的劳动供给和消费需求函数：)1(wwn，1wc从企业的利润最大化问题中，我们能得到：zw竞争均衡的定义要求政府的预算要平衡：g代这些表达式进入消费者的闲暇和消费需求函数中，可以得到如下的竞争均衡数量：)1()(zgzl，)1(zgzn，1gzc注意，当我们把消费者的时间预算代进其预算约束的时候，我们已经运用了劳动市场的出清条件，ln1。利用或者商品市场出清条件，ygc，或者生产函数，zny，并与上述均衡数量相结合，可以求得均衡产量：1gzy给定时，0g我们可以借助如下的社会计划者最优问题来求得帕累托最优的均衡数量：]lnln[lnmax,glclc..ts)1(lzgc代约束条件进目标函数，可以转化为无约束的极值问题：glglzllnln])1(ln[max该最大化问题的一阶条件为：0)1(lglzz利用该一阶条件，可以求得消费者的闲暇需求函数：zgl11)1()(zgz利用闲暇的需求函数，再加上消费者的时间约束、生产函数和资源约束，我们可以进一步求得如下的均衡数量：)1(zgzn，1gzy，1gzc因为这些解与上面我们已经推导出来的竞争均衡数量是相同的，因此，竞争均衡分配是帕累托最优的分配。在这一例子中，之所以两者的结果相同是因为总额税并不会产生扭曲效应。（2）因为在题（1）中我们已经求得均衡数量解，因而，我们只需要简单地让这些均衡解对g求全导数，就可以得到结论：0)1(zdgdn01dgdy011dgdc可以注意到，平衡预算乘数是小于1的。因为，1，所以，11dgdy。（回忆：政府预算约束g必须成立，因而，g的任何一个变化一定对应着的一个相同变化：dgd。因此，我们有“平衡预算乘数”这一名词。）也可以注意到，挤出是不完全的：因为0，所以111dgdc。（3）为了确定最优水平的政府购买数量，政府在给定行为人对g变化的最优反应的基础上通过选择一个合适的g来最大化代表性行为人的福利。我们可以把在题（1）中求得的行为人的决策规则看成是一个g的函数：)(gcc和)(gll。这些函数告诉我们行为人的最优选择c和l是如何随着g的变化而变化的。政府的最优化问题可以描述如下：gglgcgln)(ln)(lnmax或者，等价地：gzgzgzgln)1()(ln1lnmax一阶条件如下：01ggzgz或者ggz1（1）求解（1）式可以得到最优的政府购买水平：1zg（2）4.考虑一个具有和题3相同的偏好和生产技术的代表性行为人经济。假设现在政府通过向消费者的劳动收入征收比例税来为自己的购买进行融资。让t代表税率，因而政府的总税收收入等于)1(ltw，这里，w是实际工资。（1）写出政府的预算约束。（2）对于给定的g，试求竞争均衡中的消费、产出和就业。讨论这一均衡是否是帕累托最优均衡。（3）证明竞争均衡的最优数量将随着g的变化而变化。（4）求解实现福利最大化的政府购买g的水平。这里的答案为什么与在题1中征总额税时的答案不同？请解释之。解：（1）政府的预算约束是政府购买等于税收收入：)1(ltwg（2）由于税收扭曲的存在，我们不能用社会计划者的最优问题去求解竞争均衡。在给定0,g时，消费者的最优规划问题可描述如下：]lnln[lnmax,glclc..ts)1)(1(tlwc代约束条件进目标函数，可以转化为无约束的极值问题：gltlwllnln)]1)(1(ln[max该最大化问题的一阶条件为：0)1)(1()1(ltlwtw利用该一阶条件，可以求得消费者的闲暇需求函数：1l代闲暇的需求函数进预算约束方程，我们可以进一步求得消费者的消费需求函数：1)1(twc可以注意到消费与税后收入成正比关系。因此，消费将随税率的提高而下降。从企业的最大化问题中，我们可以得到：zw市场出清条件是：ln1)(znygc因此，竞争均衡的数量解将由如下的表达式给出：1l，11n，1zy，gzc1我们在第三题的（1）部分已经求得帕累托最优的数量解。通过对比，可以发现只有在0g时两个解才一致。只要0g，竞争均衡分配将总是次优的。（3）0dgdn，0dgdy，1dgdc注意，在这种情况下，挤出效应是完全的：1dgdc。（4）政府的最优化问题能描述如下：gglgcgln)(ln)(lnmax这里，)(gc和)(gl代表了竞争均衡的数量（我们已经在（2）中求得）。代入)(gc和)(gl的表达式，可以得到政府的最优化问题：ggzgln1ln1lnmax或者，更简洁地：ggzgln1lnmax一阶条件如下：ggz)1(1（3）求解（3）式可以得到最优的政府购买水平：1zg（4）比较表达式（4）和第三题中的表达式（2），我们可以看到在目前的情形下，政府的购买水平更小（因为0）。也就是说，最优水平的g在征总额税时要比在征比例税时来得大。因为，在征比例税时，税收将对劳动供给和消费需求产生一个扭曲效应。而这些额外的成本是伴随着政府的行为而产生的，因此，g自然会下降。第三讲两期动态模型1.在我们的讲义的实例中曾描述了一个两期模型，现在，若在这个两期模型中的期效用函数成为：21)(ttccu（1）.试推导出欧拉方程。（2）.试求代表性消费者的最优消费组合),,(121bcc。（3）.试求均衡的利率r。（1）欧拉方程为)1()()(1rcucutt因为21)(ttccu，所以2121)(ttccu，因而有：)1(2112rcc（2）我们有三个未知数，但相应的也有三个方程，一个是欧拉方程，另两个就是约束条件。2121112212)1()1(crbybcyrcc求解得：)1()1(1)1(2121rrryyc)1(1)]1()[1(21222rryyrc)1()1(1)1(21211rrryyyb（3）在均衡时，01b，因此：121122yyr2.假设玛丽只生活两期。在每一期里她都可以不劳而获地得到一些消费品：第一期记为1e；第二期记为2e。她对两期消费品的偏好可由如下的效用函数来表达：)ln()ln(),(2121ccccu，其中，1c和2c分别是她在第一期和第二期的消费；是一个间于0和1之