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的消费。
(1)画出跨时期预算曲线,指出截距位置。 (2)村民今年消费量是多少? (3)老鼠会吃掉多少? (4)村民明年消费多少?
(5)如果考虑后年,且效用函效为u?c1,c2,c3??c1c2c3,求解问题(2)~c3是后年的消费,(4)。
44解:(1)跨期预算线为c1?c2?m1?m2?1200,c1?1000,如图5-8所示。截距在纵
33轴c2上,纵轴截距为900。
图5-8 村民的跨期预算线
(2)跨期决策的消费者的效用最大化问题为:
maxc1c2c1,c2 ① 4s?t?c1?c2?12003c1?1000 ②
这里之所以会有②式这个约束条件是因为这是一个封闭的村庄,所以如果第一年的粮食不够吃,这个村庄不能从别的地方借到粮食,也就是说第一年的消费上限是1000公斤。但是在求解这个问题的过程中,可以先不用理会②式的约束,只需要对目标函数式和①式应用拉格朗日乘数法求出最优解,然后在判断最优解是否满足②式即可。利用拉格朗日乘数法解得c1?600公斤,c2?450公斤且c1?600公斤满足②式。故村民今年的消费量为600。 (3)根据(2)的结果,村民将存储1000?600?400公斤玉米,其中400?0.25?100公斤将被老鼠吃掉。
(4)根据(2)的结果可知,第二年村民会消费450公斤玉米。 (5)跨期决策的消费者的效用最大化问题为:
c1,c2,c3maxc1c2c3
24?4?s?t?c1?c2???c3?2977.8 ①
3?3?c1?1000 ②
4c1?c2?1200 ③
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c3?1000 ④
③式的含义是说村民们在前两年的总消费不能超过前两年的总收入(因为该村庄不能对外借粮食)。④式的含义是说第三年的消费至少等于该年度的收入,这是因为在这个模型中,假设消费者只生存三年,所以最后一年要消费掉所有的玉米,包括前两年盈余的和第三年新收的玉米。关于求解这个最优化问题,有几个要注意的地方:
1)在这个最优化问题中,最多只能有两个等式约束,因为如果有三个等式约束,那么就可以直接解出c1、c2和c3,优化问题就没有意义了。
2)约束①式是恒成立的,所以②、③、④三个式子中只能有一个是等式,其余的都是严格的不等式。
3)对于严格的不等式约束,可以在优化问题的求解中可以不予考虑,只需验证在等式约束下算出的答案是否满足不等式约束。
下面分三种情况求解这个最优化问题:
1)若②、③、④式都是严格的不等式,那么最优化问题变为:
c1,c2,c3maxc1c2c3
24?4?s?t?c1?c2???c3?2977.8
3?3?解得:c1?992,c2?744,c3?558,但是c3?558不满足④式的约束,所以这组解舍去。
2)若②式是严格的等式,那么最优化问题变为:
c1,c2,c3maxc1c2c3
4?4?s?t?c1?c2???c3?2977.8
3?3?c1?1000
解得:c1?1000,c2?741.6,c3?556.2,但是c3?558不满足④式的约束,所以这组解舍去。
3)若③式是严格的等式,那么最优化问题变为:
c1,c2,c3maxc1c2c3
24?4?s?t?c1?c2???c3?2977.8
3?3?4c1?c2?1200
3解得:c1?600,c2?450,c3?1000,这组解满足所有的约束,所以它就是最优解。
4)若④式是严格的等式,最优解同③式。 综合上述分析可知,村民的最优消费计划为c1?600(公斤),c2?450(公斤),c3?1000(公斤)。老鼠会吃掉100公斤。
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