Barro(1990) Model

代表性家庭

假设劳动供给是固定常数且标准化为 1,即 L(t)=L¯=1

瞬时效用函数为

u(c(t))=c(t)1σ11σ

目标函数为

U(0)=0eρtu(c(t))L¯dt(ρ>0)

资产的动态方程为

A˙(t)(1τ)[r(t)A(t)+w(t)L¯]c(t)L¯

其中,人均资产定义为

a(t)A(t)L¯A(t)˙=da(t)L¯dt=a˙(t)L¯

从而得到:

a˙(t)=(1τ)[r(t)a(t)+w(t)]c(t)

综上所属,家庭最优化问题为

maxc(t) 0c(t)1σ11σeρtdts.t. a˙(t)=(1τ)[r(t)a(t)+w(t)]c(t) limta(t)exp[0t(r(s)n)ds]0

Set up the current-value Hamiltonian function

H^(a,c,μ)=c(t)1σ11σ+μ(t){(1τ)[r(t)a(t)+w(t)]c(t)}

Maximum Principle

(1)H^(a,c,μ)c=0c(t)σ=μ(t)(2)H^(a,c,μ)a=μ˙(t)+ρμ(t)μ˙(t)μ(t)=ρ(1τ)r(t)(3)H^(a,c,μ)μ=a˙(t)(4)limt[eρtμ(t)a(t)]=0

根据(1)可得

σln[c(t)]=ln[μ(t)]σc˙(t)c(t)=μ˙(t)μ(t)

结合(2)得到欧拉方程

c˙(t)c(t)=(1τ)r(t)ρσ

代表性企业

代表性企业生产函数为

y(t)=Ak(t)αg(t)1α

其中,政府支出为

g(t)=τy(t)

利润最大化问题为

maxAk(t)αg(t)1αR(t)k(t)w(t)

F.O.C.

Aαk(t)α1g(t)1α=R(t)Ak(t)αg(t)1αAαk(t)αg(t)1α=w(t)

根据 Cobb-Douglas函数的性质可知

R(t)k(t)w(t)=α1α

以及

k(t)=αy(t)R(t)1=(1α)y(t)w(t)

均衡

现在我们已经有资产动态恒等式和边际产出恒等式,此外:

政府平衡预算恒等式为

τ(r(t)a(t)+w(t))=g(t)

市场出清恒等式为

a(t)=k(t)r(t)=R(t)

利用恒等式消去资本动态方程中的变量得到变量关系式

k˙(t)=(1τ)[r(t)k(t)+w(t)]c(t)=(1τ)[αy(t)+(1α)y(t)]c(t)=y(t)g(t)c(t)

利用恒等式消去欧拉方程中的变量得到数值解

c˙(t)c(t)=(1τ)r(t)ρσ=(1τ)Aαk(t)α1g(t)1αρσ

其中 g(t)k(t) 可以通过消去生产函数中的产量得到

g(t)=τAk(t)αg(t)1α[g(t)k(t)]α=τA[g(t)k(t)]1α=(τA)1αα

代入欧拉方程得到数值解

c˙(t)c(t)=(1τ)Aα(τA)1ααρσ=α(1τ)A1ατ1ααρσ

政策分析

求使得增长率最大化的税率 τ

τ=αA1ασ[τ1αα+1αα(1τ)τ1αα1]=αA1αστ1αα[1+1αα1ττ]=αA1αστ1αα1ατ[ατ+(1τα+ατ)]=αA1αστ1αα1ταατ

令上式等于零得到最优税率 τ=1α,且

{τ>0if τ<1ατ<0if τ>1α

所以这是唯一的最优税率。

我们回顾一下背后的机制:

外部性

在分散经济模型中,厂商自认为无法影响政府投资,因此私人边际产出为

MPPk=y(t)k(t)|g(t)=g(t)=Aαk(t)α1g(t)1α=α(1τ)A1ατ1αα

因此社会边际产出为

MSPk=y(t)k(t)|g(t)=τy(t)=A1ατ1αα
Note

在生产函数中消去政府支出得到的就是社会生产函数(形式类似 AK Model

y(t)=Ak(t)ατ1αy(t)1αy(t)α=Ak(t)ατ1αy(t)=A1ατ1ααk(t)

显然 MPP 低于 MSP,相应地分散经济增长率低于社会计划者经济。