Consumption-Saving Problem
The problem is
一般地,消费者通过选择消费序列 和资本序列 最大化终身效用。
特别地,不同于静态最优化方法找到一个最优解,动态最优化方法试图找到一个最优函数。定义政策函数(policy function)将资本序列 映射为最优消费序列 ,使得 ,将其代回目标函数可以得到值函数。
序列的映射可以看作如下递归过程:
- 输入 ,设定 ,由约束方程得到 ,然后迭代,对应政策函数 ;
- 输入 ,设定 ,由约束方程得到 ,然后迭代,政策函数是
约束方程的存在减少自由度,所以可以任选 或 作为控制变量,这里采用后者。
无论采用哪种视角,政策函数的参数都是状态变量 ,因此值函数的变量也是 。
值函数可以写为
代入约束条件
F.O.C.
根据包络定理
One Step Forward
代回F.O.C.得到 Euler Equation
代入最优政策函数 就可得得到 的显式解。
General Problem
这里将从 0 期至无穷期的优化问题一般化为 t 期至无穷期的最优化问题, 是状态变量, 是控制变量, 由约束方程决定,故政策函数为
Bellman Equation可以写为
F.O.C.
根据包络定理
假如通过合理设定控制变量使得 ,one step forward
代回F.O.C.
代入政策函数 可以解得显式解。
两个控制变量的例子
消费和劳动影响效用,劳动以时间衡量,时间标准化为 1,第二个约束显然是紧的,否则增加消费总可以提高效用,因此问题可以改写为
状态变量为 ,控制变量为 和 ,由约束方程得到
Bellman Equation 写为
F.O.C.
根据包络定理
one step forward
代回F.O.C.得到