Overlapping Generations Model

分散经济

个体:

厂商:see Ramsey-Cass-Koopmans Model#厂商

R(t)=f′(k(t))w(t)=f(k(t))−kf′(k(t))

市场出清:

1+r(t)R(t)

个体效用最大化问题为

max{c1(t),c2(t+1),s(t)} u(c1(t))+βu(c2(t+1))s.t. c1(t)+s(t)≤w(t) c2(t+1)≤[1+r(t+1)]st

u(⋅) 关于 c 是严格递增的,因此约束条件取等号,问题等价于

max{c1(t),c2(t+1),s(t)} u(c1(t))+βu(c2(t+1))s.t. c1(t)+c2(t+1)1+r(t+1)=w(t)

Lagrangian 函数为

L=u(c1(t))+βu(c2(t+1))+λ[w(t)−c1(t)−c2(t+1)1+r(t+1)]

F.O.C.

∂L∂c1(t)=u′(c1(t))−λ=0∂L∂c2(t+1)=βu′(c2(t+1))−λ11+r(t+1)=0

整理得欧拉方程

u′(c1(t))u′(c2(t+1))=β[1+r(t+1)]

从而解得

s(t)=s(w(t),R(t+1))

注意:可以证明,稳态时储蓄率 s∗=∂s(t)∂w(t) 和 Solow Model 一样为常数。

资本的动态方程为

K(t+1)=L(t)s(t)=L(t)s(w(t),R(t+1))

其中 L(t)≡(1+n)tL(0) ,等式两边除以 L(t+1)=(1+n)L(t) 得

k(t+1)=s(w(t),R(t+1))1+n
Note

如果考虑技术进步,资本动态方程为

K(t+1)=A(t)L(t)s(t)

等式两边除以 A(t+1)=(1+g)A(t) 得

k(t+1)=s(w(t),R(t+1))(1+n)(1+g)

代入厂商最优条件以及稳态条件 k∗=k(t+1)=k(t) 得

k∗=s(f(k∗)−k∗f′(k∗),f′(k∗))1+n

实例一

假设效用函数形式为

U=c1(t)1−θ−11−θ+βc2(t+1)1−θ−11−θ

欧拉方程为

[c1(t)c2(t+1)]−θ=βR(t+1)

代入约束条件求解 s(t)

[w(t)−s(t)R(t+1)s(t)]−θ=βR(t+1)s(t)=w(t)ϕ(t+1)

其中 ϕ(t+1)≡[1+β−1θR(t+1)θ−1θ]>1

假设生产函数形式为 F(K,L)=KαL1−α⟹f(k)=kα,最优化条件为

w(t)=(1−α)kαR(t)=αkα−1

资本动态方程为

k(t+1)=w(t)(1+n)ϕ(t+1)

代入厂商最优条件以及稳态条件得

k∗=(1−α)(k∗)α(1+n)[1+β−1θαθ−1θ(k∗)(α−1)θ−1θ]

实例二

假设效用函数形式为

U=ln⁡c1(t)+βln⁡c2(t+1)

欧拉方程为

c2(t+1)c1(t)=βR(t+1)

代入约束条件求解 s(t)

R(t+1)s(t)w(t)−s(t)=βR(t+1)s(t)=β1+βw(t)

假设生产函数形式为 F(K,AL)=Kα(AL)1−α⟹f(k)=kα,最优化条件为

w(t)=(1−α)kαR(t)=αkα−1

资本动态方程为

k(t+1)=β1+βw(t)(1+n)(1+g)

代入厂商最优条件以及稳态条件得

k∗=β1+β(1−α)(k∗)α(1+n)(1+g)⟹k∗=[β(1−α)(1+β)(1+n)(1+g)]11−α
Note

对比 Solow Model 的结果

s(k∗)α=(n+g+δ)k∗⟹k∗=[sn+g+δ]11−α

这里的储蓄率 s 对应实例二当中的 β1+β,可见二者非常相似;实际上实例二的结果和离散 Solow Model 完全相同。

社会计划者经济

社会计划者最优化问题为

max ∑t=1∞βst[u(c1(t))+βu(c2(t+1))]s.t. F(K(t),L(t))=K(t+1)+L(t)c1(t)+L(t−1)c2(t)

最终解得欧拉方程为

u′(c1(t))u′(c2(t+1))=βf′(k(t+1))

相当于将利润最大化条件代入分散经济的欧拉方程,因此分散经济并无效率损失。

在预算约束等式两边除以 L(t)=(1+n)L(t−1) 后取稳态

F(K(t),L(t))L(t)=L(t+1)L(t)K(t+1)L(t+1)+c1(t)+c2(t)1+nf(k∗)−(n+1)k∗=c1∗(t)+c2∗1+n≡c∗

我们将等式右侧定义为跨期总消费 c∗,为使其最大化

∂c∗∂k∗=f′(k∗)−(n+1)=0⟹kg∗=(f′)−1(n+1)

因此存在一个资本黄金率 kg∗ 以及对应储蓄率 sg∗ 使得跨期总消费最大化。