Nazwisko i Imi¦

Rozwi¡zania

Indeks

Ekonomia Mat. / 19 czerwca 2008r.

1 2 3 4 5 6

×

1. Funkcja produkcji jest okre±lona wzorem

√

√

2

Q(K, L) =

K +

L

,

gdzie K, L > 0. Niech q > 0 b¦dzie zadan¡ wielko±ci¡ produkcji. Pokaza¢, »e funkcja K(L) zadana równaniem Q(K, L) = q jest malej¡ca i wypukªa, tj. dK/dL < 0 i d2K/dL2 > 0.

Rozwi¡zanie. Równanie

√

√

2

Q(K, L) =

K +

L

= q

deniuje funkcj¦ K = K(L). Ró»niczkuj¡c to równanie po L otrzymujemy

√

!

p

K0(L)

1

2

L +

K(L)

+ √

= 0

2pK(L)

2 L

sk¡d

pK(L)

K0(L) = −

√

< 0.

L

Ro»niczkuj¡c ponownie otrzymujemy

√L + pK(L)

K00(L) =

> 0.

2L3/2

2. Rynek w chwili t jest zdeniowany poprzez funkcje poda»y S(t) = −γ + δP (t) + uP 0(t) + wP 00(t) i popytu D(t) = α − βP (t).

Zakªadamy, »e rynek w ka»dej chwili jest w równowadze oraz α, β, γ, δ > 0, u, w > 0 i u2 > 4w(β + δ). Znale¹¢ równowag¦ oraz pokaza¢, »e dla takich zaªo»e« jest ona asymptotycznie stabilna.

Rozwi¡zanie. Zaªo»enie o znajdowaniu si¦ rynku w równowadze prowadzi do równania ró»-

niczkowego postaci

−γ + δP (t) + uP 0(t) + wP 00(t) = α − βP (t) lub po przeksztaªceniu

wP 00(t) + uP 0(t) + (β + δ)P (t) = α + γ.

Równowaga wynosi wi¦c (α + γ)/(β + δ). Wielomian charakterystyczny dla równania jednorod-nego jest postaci

W (λ) = wλ2 + uλ + β + δ.

Poniewa» u2 > 4w(γ + δ) (na mocy zaªo»enia) zatem istniej¡ dwa pierwiastki rzeczywiste λ1, λ2

oraz korzystaj¡c z pozostaªych zaªo»e«

β + δ

u

λ1λ2 =

> 0

i λ1 + λ2 = − < 0

w

w

a wi¦c λ1,2 < 0 i w konsekwencji równowaga jest asymptotycznie stabilna.

3. Niech dany b¦dzie rynek scharakteryzowany funkcj¡ popytu Dt = α − βPt oraz funkcj¡

poda»y St = −γ + δP ?, gdzie P ? = P ? + η(P

), η ∈ (0, 1). Zakªadamy, »e rynek jest t

t

t−1

t−1 − P ?

t−1

w równowadze w ka»dym okresie t.

a) Poka», »e zachowanie si¦ cen Pt jest opisane równaniem ró»nicowym postaci

ηδ

η(α + γ)

Pt+1 − 1 − η −

Pt =

.

β

β

b) Znajd¹ rozwi¡zanie tego równania.

Rozwi¡zanie. Poniewa» Dt = St wi¦c

α + γ − βP

α − βP

t

t = −γ + δP ? ⇒ P ? =

.

t

t

δ

Wstawiaj¡c uzyskan¡ zale»no±¢ do równania na P ? otrzymujemy po prostych przekszaªceniach t

ηδ

η(α + γ)

Pt+1 − 1 − η −

Pt =

.

β

β

Równowaga wynosi (α + γ)/(β + δ) st¡d rozwi¡zanie to

ηδ t

α + γ

α + γ

Pt =

1 − η −

P0 −

+

.

β

β + δ

β + δ

4. Niech dana b¦dzie funkcja x(t) speªniaj¡ca równanie ró»niczkowe postaci ˙x = 2t/ ln(x) razem z warunkiem x(0) = e. Znale¹¢ ekstrema funkcji x.

Rozwi¡zanie. Poniewa» ˙x = 2t/ ln(x) wi¦c ˙x(t) = 0 wtedy i tylko wtedy gdy t = 0. Aby znale¹¢ drug¡ pochodn¡ ró»niczkujemy 2t/ ln(x) otrzymuj¡c 2 ln(x) − 2t ˙x/x

¨

x =

(ln(x))2

sk¡d ¨x(0) = 2 ln(x(0))/(ln(x(0)))2 = 2 > 0 a wi¦c t = 0 jest min. funkcji.

5. Niech funkcja warto±ci bedzie zadana pewn¡ funkcj¡ V (t) = f(t) a roczna nominalna stopa wynosi r i zakªadamy ci¡gªy model dyskontowania. a) Pokaza¢, »e warunki pierwszego rz¦du na 2

ekstremum warto±ci bie»¡cej (present value) A(t) sprowadzaj¡ si¦ do równo±ci r i stopy wzrostu V . b) Pokaza¢, »e warunki drugiego rz¦du sprowadzaj¡ si¦ do faktu, »e stopa wzrostu V musi by¢ malej¡ca.

Rozwi¡zanie. Warto±¢ bie»¡za wynosi A(t) = e−rtf(t) sk¡d dA

f 0(t)

dV /dt

= e−rtf 0(t) − e−rtrf (t) = 0 ⇒ r =

=

.

dt

f (t)

V

Warunk drugiego rz¦du (na max) s¡ postaci d2A = e−rt f(t)r2 − 2f0(t)r + f00(t) < 0

dt2

Podstawiaj¡c r = f0(t)/f(t) otrzymujemy 0(t)

d2A

e− tff(t) (f (t)f 00(t) − f 0(t)2)

=

< 0

dt2

f (t)

wnioskujemy1, »e f00f − (f0)2 < 0. Poniewa»

d V 0(t)

f 00f − (f 0)2

=

dt

V (t)

f 2

zatem otrzymujemy »¡dan¡ równowa»nosci (podobnie równowa»ne s¡ warunki dla min).

1Zakªadamy, »e warto±¢ V jest dodatnia.

3