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1、动态最优化方法——第5讲变分法无限计划水平第五讲变分法无限计划水平(一)无限计划水平问题计划水平无限地延伸到未来。即,目标泛函中的积分区间从[0,T]变成[0,∞)TVyFt,yt,ytdt0变为:VyFt,yt,ytdt0是一个广义积分第五讲变分法无限计划水平(一)无限计划水平问题补充知识:广义积分广义积分形式:bafxdt和fxdt计算:bbbfxdtlimafxdt和fxdtlimafxdtab
2、a若极限存在,称此广义积分收敛若极限不存在,称此广义积分发散第五讲变分法无限计划水平(一)无限计划水平问题补充知识:广义积分例子:1(1)2dx1xb1b111dxlimdxlimlim11(收敛)1x2b1x2bxbb11(2)dx1x1b1b1xdxblim1xdxblimlnx1blimlnbln1blimlnb(发散)第五讲变分法无限计划水平(二)无限计划水平的收敛性无限计划水平变
3、分法问题:VyFt,yt,ytdt0收敛性的充分条件(一):给定广义积分Ft,yt,ytdt,如果被积函数F在整0个积分区间上是有限的,而且如果F在某个有限时刻(t0)处达到0,且对于所有t>t0保留为0,那么此积分将收敛。Ft0Ft,yt,ytdtFt,yt,ytdt000t0t第五讲变分法无限计划水平(二)无限计划水平的收敛性收敛性的充分条件(二):对于积分Ft,yt,ytdt,0t如果被
4、积函数具有形式Gt,yt,yte(0),而且函数G是有界的,那么此积分收敛。如:0Gt,yt,ytGˆet1Gˆttt0Gt,yt,ytedt0GˆedtGˆ0edtGˆGˆ00所以此积分收敛第五讲变分法无限计划水平(二)无限计划水平的收敛性注意:以下条件并非充分条件对于积分0Ft,yt,ytdt,t时F0并不一定意味着积分收敛例子:b1b111Idtlimdtl
5、imlim1110t12b0t12bt1bb101b1bI20t1dtblim0t1dtblimlnt10blimlnb取决于被积函数趋于0的速度第五讲变分法无限计划水平(三)无限计划水平的横截条件一般横截条件:FyFTFy0ytTytTT无限计划水平问题需把一般横截条件修改为:FyFTFy0ytytT要求两项中的任何一项都必须单独趋于0第五讲变分法无限计划水平
6、(三)无限计划水平的横截条件第一项:FyFytT由于没有固定的T,T非零,所以要求下列条件:limFyF0yt第二项:FyTytlimyty(常数)如果问题设定了一个渐近终结状态:tyT0,第二项自动消失,不需要横截条件如果终结状态是自由的,需附加横截条件:limF0yt第五讲变分法无限计划水平(四)经济学例子——企业的最优投资路径投资模型:企业总投资(Ig)分为两个部分:1.净投资IdK/dtKtK(K是资本存量)2
7、.重置投资:K(折旧率)最优投资路径依赖于最优资本路径:***IKtKtg(乘数—加速数模型、新古典投资模型、托宾q理论模型等)第五讲变分法无限计划水平(四)经济学例子——企业的最优投资路径(1)乔根森模型(新古典投资模型)1.企业假设使用资本K和劳动L两种要素生产产出,生产函数假设为新古典生产函数:QQK,L新古典生产函数的特征:1)正的边际产出:Q0,Q0kL2)要素的边际产出递减Q0,Q0KKLL3)规模报酬不变QaK,aLaQK,L第五讲变分法无限计划
8、水平(四)经济学例子——企业的最优投资路径(1)乔根森模型(新古典投资模型)2.企业的现金收入:PQ(P为产品价格)企业的现金支出:工资额WL(W为单位货币工资)新资本支出mIg(m为资本“机器”价格)企业任何时刻的净收益:PQK,LWLmIPQK,LWLmKKg3.把所有未来时期的净收益进行折现,并在时间上加总,得企业的现值净价值:tNK,LPQK,L