Новожилова М.В., Коюда П.М. Моделювання економічної динаміки

Подождите немного. Документ загружается.

131

1. Що таке чисті інвестиції?

2. Наведіть принцип акселерації.

3. Які реальні процеси задаються рівнянням природного росту?

4. Як можна формалізувати функцію ціни від інтенсивності випуску продукції?

5. Надайте характеристику диференціального рівняння, яке задає логістичну

криву.

6. Яке призначення моделі Еванса?

7. Наведіть основне припущення моделі Еванса.

8. Що таке лінійно-однорідна функція? Надайте математичну

та економічну

характеристику.

9. Що таке норма інвестицій, фондоозброєність, норма амортизації?

10. Яке рівняння має назву рівняння неокласичного росту?

11. Яка траєкторія має назву стаціонарної в моделі Солоу?

12. Поясніть поведінку основних макропоказників на стаціонарній траєкторії в

моделі Солоу.

13. Наведіть визначення ”золотого правила росту” Солоу.

14. Поясніть поняття магістралі.

15. Наведіть тлумачення теореми

про магістраль.

16. Наведіть основні припущення моделі гонки озброєнь.

17. Надайте характеристику моделі гонки озброєнь.

18. Які випадки поведінки моделі Ричардсона мають місце при

∞

→ ?

Обґрунтуйте свої висновки аналізом значень характеристичних чисел (3.33).

19. Як залежіть поведінка моделі від значень коефіцієнтів

a і b в моделі

гонки озброєнь?

20. Наведіть характеристику моделі існування популяції в умовах

співіснування з іншими популяціями.

21. Як визначити координати відмінної від нуля точки рівноваги системи у

моделі хижак-жертва.

22. Поясніть залежність характеру динаміки поведінки економічної

системи, яка задається спрощеною математичною моделлю національної

економіки, від значень екзогенних змінних

23. Поясніть необхідну і достатню умову стабільності моделі Вальраса

регулювання ціни.

3.11. Завдання для самостійної роботи

1. Відновіть процес визначення загального розв’язку однорідного

диференціального рівняння (3.16) з урахуванням початкової умови.

2. Самостійно проинтегрировать рівняння (6.20) (при р(у) = b - ау) і

одержати явні вираження для y.

3. Поясніть геометричну інтерпретацію динаміки моделі Еванса (рис..

132

4. Надати розв’язання рівняння (1) у подробицях.

5. Розробити програмну реалізацію моделі прогнозування попиту на товари

тривалого користування за допомогою логістичної функції, яку подано у п. 3.2.

(Приклад 3.1).

6. Конкретизуйте загальний випадок моделі Солоу, який розглянуто в п.3.4.,

стосовно виробничої функції Кобба-Дугласа

F(K, L)=А

−1

, А>0, 0<

<1.

Зауваження 3.4. Використати матеріал посібника [Малыхин]

7. Сформулювати „золоте правило” економічного зростання для виробничої

функції Кобба-Дугласа.

8. У спрощеній моделі національної економіки, описаній вище (п. 3.7)

⋅−⋅=

′

= γ(W

−

E),

припустимо, що урядові витрати не постійні і задані рівнянням Е = Е

+ cW, де

с > 0.

8.1. Знайдіть точку рівноваги системи і покажіть, що в реальній моделі

с< 1

с1 −

8.2. Покажіть, що точка рівноваги не є сідлом;

8.3. При яких умовах економіка буде стійкою?

8.4. Виберіть підходящі значення параметрів

, γ, с так, щоб точка

рівноваги була стійким фокусом. Побудуйте фазовий портрет системи в

випадку .

133

4. Дискретні динамічні моделі в економіці

4.1. Загальна економічна рівновага

Економічна наука має справу з кількостями та цінами товарів або факторів

виробництва. Товари і фактори виробництва купуються і продаються на

ринках. Розглянемо ринок одного товару і тільки одне агрегування –

об'єднання покупців (споживачів) в одну групу і продавців (виробників) в іншу.

Загальна економічна рівновага – це стан, при якому обсяг виробництва

пропорції обміну є такими, що на ринку досягнуто рівність між попитом та

пропозицією, і при цьому жоден з учасників ринкових угод не зацікавлений

змінювати свої обсяги покупок або продажів.

Для розуміння специфіки поточної господарської кон'юнктури і

прийняття рішень про заходи економічної політики важливо виявити, чи є

економічна рівновага стійкою

(стабільною) або нестійкою.

Для стабільності стану рівноваги необхідно, щоб найменше відхилення

системи від цього стану викликало до дії сили, що прагнуть відновити

рівновагу. Це означає, що перевищення ціною рівноважного значення

обов’язково породжує дію сил, які впливають на зниження ціни. Для умов

досконалої конкуренції це означає, що ріст ціни веде

до розширення пропозиції

в порівнянні з попитом.

Отже, умова стабільності полягає в тому, що ріст ціни приводить до

більшого розширення пропозиції в порівнянні з попитом, а падіння ціни - до

більшого розширення попиту в порівнянні з пропозицією.

4.1.1. Функції попиту та пропозиції на ринку досконалої конкуренції

Розглянемо ринок благ, та припустимо, що на ринку є один вид товару,

може змінюватися тільки його ціна, а всі інші фактори, від яких залежить

попит на даний товар

− ціни на інші товари, основні виробничі фонди,

характер технології, що застосовується, податки і дотації,

природнокліматичні умови

− залишаються незмінними. Тоді функція

пропозиції є залежністю пропозиції

q від ціни p:

S(p).q

(4.1)

Особливістю даної функції пропозиції є те, що для багатьох видів товарів

вона монотонно зростає (

). Ріст пропозиції при збільшенні ціни

пояснюється тим, що збільшується оптимальний обсяг випуску товару

підприємством при збільшенні його ціни, а так само тим, що для виробництва

134

високорентабельного товару в галузь включаються нові підприємства. При

цьому на площині

qOp крива пропозиції задається рівнянням

C(q)

= ( MC –

marginal cost)

і являє собою геометричне місце точок мінімумів ліній

постійного прибутку (лінія

на рис.4.1).

Рис.4.1. Криві попиту та пропозиції,

– функція корисності,

– прибуток

Наступна функція, яка використовується

− це функція попиту, що має

вигляд:

D(p)q

(4.2)

у випадку, коли споживач пред'являє попит на визначений товар, враховуючи

свої переваги і бюджетні обмеження. Причому змінюється тільки ціна товару, а

всі інші фактори, від яких залежить попит на нього (ціни інших товарів,

грошовий доход, накопичені заощадження тощо), залишаються незмінними.

Характерна риса цієї функції — її монотонне убування для багатьох

видів

товарів (

), при цьому її графік (крива D на рис. 4.1) є геометричним

місцем точок на площині

qOp , у яких ціна приймає максимально можливе

значення на лініях постійної корисності.

Функції попиту та пропозиції є основними складовими моделі ринку

товарів.

Перетинання графіків попиту та пропозиції відбувається в точці

рівноваги (точка

)

p*(q*, на рис.4.1), а відповідна цій точці ціна * pp

називається

рівноважною. Якщо ціна на ринку вище рівноважної, то

пропозиція перевищує попит і виникає затоварення. У цій ситуації

товаровиробники (продавці) багатьох видів товарів готові піти на зниження

ціни з метою залучення більшого числа покупців. Отже, при значеннях ціни

вище рівноважної відбувається тиск на неї убік зменшення.

135

Якщо ж ціна на ринку нижче рівноважної, то попит перевищує

пропозицію, і товар стає дефіцитним. У цій ситуації частина покупців готова

заплатити за товар більш високу ціну, але знизити ризик і з упевненістю

придбати товар. Таким чином, при значеннях ціни нижче рівноважної

відбувається тиск на ціну вбік збільшення. Ці дві тенденції

приводять до того,

що на ринках багатьох видів товарів, як правило, установлюється рівновага,

при якій попит дорівнює пропозиції.

У силу властивостей кривих попиту та пропозиції рівноважний розв’язок

є стійким у тому змісті, що в умовах строго фіксованої рівноважної ціни

−

= − товаровиробник, максимізуючи прибуток, поставляє на ринок товар

у кількості

* q

)

S(p*

; одночасно споживач, прагнучи максимізувати

корисність, пред'являє попит

* q

)

D(p*

При встановленні рівноважної ціни на ринку досконалої конкуренції

обсяг товарів, який пропонується товаровиробником і доставляє йому

максимум прибутку за даною ціною, дорівнює попиту споживача.

Динамічні нерівноважні моделі ринку використовуються для аналізу

поведінки змінних (ціна, попит, пропозиція) у часі у випадку, коли ціна в

початковий момент відрізняється від рівноважної. При цьому

процес

установлення рівноважної ціни можна представити різними моделями при

використанні функцій попиту (4.2) і пропозиції (4.1).

Розрізняють два підходи

− неперервний, у якому динаміка цін описується

диференціальним рівнянням (див. рівняння Еванса

− п. 3.3.)

))p(S a(D(ð(

−=

і дискретний, коли значення змінних на проміжку часу

[t, + приймаються

постійними. В останньому випадку послідовним інтервалам часу

[t,

відповідають значення ціни

p , попиту

D і пропозиції

S . У залежності від

гіпотез, які використовуються, у дискретній моделі динаміки цін відбувається

або запізнювання пропозиції

− у цьому випадку приходимо до процесу

)D(ð)S(ð

t1t

, (4.3)

або запізнювання попиту

− у цьому випадку одержуємо процес

)S(ð)D(ð

. (4.4)

Дискретні моделі вигляду (4.3), (4.4) становлять інтерес тому, що вони

більш послідовно, ніж неперервні моделі, відбивають процедури прийняття

рішень.

Проведемо аналіз можливості досягнення рівноваги між попитом та

пропозицією, а також стійкості цін і обсягів товарів на ринку з досконалою

136

конкуренцією, який описується кривими попиту та пропозиції при наявності

запізнювання в часі пропозиції товару

− гіпотеза (4.3).

4.1.2. Павутиноподібна модель

− модель динаміки ринкових цін.

Умова стабільності моделі

Найпростішою ілюстрацією вищевикладеного положення служить

динамічна павутиноподібна модель ринкової рівноваги, яка є однією з

класичних економіко-математичних моделей.

Таку назву модель одержала завдяки геометричній інтерпретації

− на

площині

qOp відповідний ітераційний процес подається у виді павутини, що

“намотується” на криві попиту та пропозиції.

Павутиноподібна модель дозволяє досліджувати стійкість цін і обсягів

товарів на ринку, який описується традиційними кривими попиту та пропозиції

при наявності запізнювання в часі (лага) одного з процесів.

Ця динамічна модель була отримана зі статичної моделі попиту

та

пропозиції [22]. Отже, пропозиція

реагує на зміну ціни

з лагом в один

період, у той час як попит

визначається ціною, і обидві ці залежності лінійні:

bp aD

, (4.5)

1-t11t

pb aS

(4.6)

Виробники вважають, що ціна, установлена на початку поточного

періоду, не змінюється протягом цього періоду і є основою для вибору обсягів

виробництва в майбутньому періоді.

Таким чином, у функцію пропозиції вклинюється часовий лаг тривалістю

в одну одиницю часу. Дійсно, рішення про обсяг виробництва приймається з

урахуванням поточних цін, але виробничий цикл

має визначену тривалість, і

відповідна цьому рішенню пропозиція з'явиться на ринку по закінченню даного

циклу.

Істотним припущенням моделі є очищення ринку. У кожному періоді

ринок установлює таку ціну, при якій попит поглинає в точності весь обсяг

пропозиції, тобто немає постачальників з нерозподіленим товаром і споживачів

з незадоволеним попитом.

Балансове

рівняння моделі має вигляд:

. (4.7)

Остаточно, з урахуванням (4.5), (4.6) модель (4.7) приймає вигляд

a -apb - bp

11-t1t

. (4.8)

Рівняння (4.8) є лінійним різницевим неоднорідним рівнянням першого

порядку з постійними коефіцієнтами. Методику розв’язання таких рівнянь

137

подано в п. 2.4.

Як частинний розв’язок

p* різницевого неоднорідного рівняння (4.8)

можна використовувати рівноважний розв’язок

)b -a)/(b-(a * p

. (4.9)

Відповідне неоднорідному рівнянню (4.8) однорідне різницеве рівняння

має вигляд

0pb -bp

1-t1t

. (4.10)

Розв’язуючи характеристичне рівняння для рівняння (4.10)

0bb

−

одержимо значення характеристичного числа

b/b

Загальний розв’язок однорідного різницевого рівняння (4.10) має вигляд:

/b)Ñ(b(t)р =

. (4.11)

У припущенні, що початкове значення ціни

00t

ð ð| =

є відомим,

довільна постійна має значення *p-p Ñ

= .

Загальний розв’язок неоднорідного рівняння (4.8) приймає вигляд:

1e0t

p /b))(bp -(pð +=

. (4.12)

Зазначимо ще раз, що частинний розв’язок (4.9) має економічну

інтерпретацію

статичної ціни рівноваги.

Загальний розв’язок однорідного різницевого рівняння (4.10) визначає

динаміку розвитку економічної системи, тобто вигляд інтегральної кривої

−

характер поведінки ціни в часі

− визначається саме рівнянням (4.11).

Суть павутиноподібної моделі полягає у такому:

а) Пропозиція реагує на ціни з деяким лагом (відставанням у часі), тобто

поточна пропозиція

визначається ціною попереднього періоду

−

, а

поточний попит

визначається ціною поточного періоду

p .

б) Ціни кожного періоду

p установлюються на такому рівні, щоб зрівняти

попит та пропозицію, тобто на рівні, при якому

Умова стабільності моделі полягає в тому, що ріст ціни приводить до

більшого розширення пропозиції в порівнянні з попитом, а падіння ціни –

більшому розширенню попиту в порівнянні з пропозицією.

138

Звичайно, графік попиту

на площині qOp має від’ємний кутовий

коефіцієнт відносно осі

, а пропозиція

– додатний кутовий

коефіцієнт відносно осі

: 0b

> .

Таким чином,

0/bb

, і ціна здійснюватиме рухи навколо свого

рівноважного значення. Амплітуда цих періодичних коливань може бути

зростаючою, постійною або зменшуватися (рис. 4.2), у залежності від

співвідношення

|b||b|

=> (символ

=> означає «менше, дорівнює, більше»),

тобто в залежності від того, чи більше кутовий коефіцієнт прямої попиту

|b|

ніж кутовий коефіцієнт прямої пропозиції

|b|

б)

(q*,p*)

139

в)

Рис. 4.2. Теорема про ринкову рівновагу в павутиноподібній моделі:

а) випадок стійкої рівноваги

б) випадок нестійкої рівноваги

а) випадок регулярних коливань

Таким чином, умова стабільності (умова, за якою ціна збігається до

рівноважного значення), як видно зі співвідношення (4.11), для

павутиноподібної моделі запишеться

1|/bb|

, тобто |b||b|

Теорема 3 (Про ринкову рівновагу в павутиноподібній моделі). У

павутиноподібній моделі точка рівноваги є стабільною, якщо кутовий

коефіцієнт нахилу кривої попиту більше, ніж кутовий коефіцієнт нахилу кривої

пропозиції:

1|/bb|

, тобто

|b||b|

. (4.13)

З економічної точки зору умова стабільності формулюється в такий

спосіб: визначальним моментом для стійкості системи є менш сильна реакція,

що згладжує, на зміну ціни тієї функції, що має часовий лаг (у даному

випадку

− функція пропозиції).

Під реакцією, що згладжує, мається на увазі еластичність функції. Якщо

крива попиту має більшу еластичність, ніж крива пропозиції, то рівновага на

такому ринку буде стійкою (рис. 4.2 а). Якщо крива попиту має меншу

еластичність, ніж крива пропозиції, то рівновага на такому ринку буде

нестійкою (рис.4.2 б). Нарешті, при однаковій

еластичності кривих попиту та

пропозиції ціни на ринку будуть регулярно коливатися з постійною амплітудою

(рис.4.2 в).

Зауваження 4.1. Відмітимо, що кутові коефіцієнти

b,b прямих попиту

і пропозиції

чисельно дорівнюють відповідно

)

, )(tgb

= ,

(рис. 4.2.а).

4.1.3. Поняття про теорію сподівань

Представлення суб'єктів ринку про майбутній рівень цін − інфляційні

сподівання −

входять у число найважливіших параметрів, що визначають

поведінку цих суб'єктів.

Вважається, що значення сподівань зручніше формувати в самій моделі

140

як ендогенні параметри.

У залежності від способу формування ендогенних сподівань останні

поділяються на статичні, адаптивні і раціональні [14].

Найпростішим прикладом економічної моделі з ендогенними

сподіваннями є розглянута вище «павутиноподібна» модель ціноутворення.

Виробник, вирішуючи напередодні, яке кількість товару він виставить завтра

на ринок, орієнтується на сформовану сьогодні ціну:

−

= . Це значить,

що очікувана продавцем у поточному періоді ціна наступного періоду

дорівнює сьогоднішній ціні. Такий спосіб формування сподівань називається

статичним сподіванням.

Співвідношення кутових коефіцієнтів графіків функцій попиту та

пропозиції (рис. 4.2) задає характер процесу «павутиноподібного»

ціноутворення, який може бути таким, що збігається, розбіжним або циклічним.

При цьому виникає природне запитання: чому два останніх випадки не

зустрічаються в реальному житті? Справа в тому, що в реальній економіці

усі учаться на своїх помилках. Якщо виробник бачить, що обраний їм

спосіб оцінки майбутньої ціни товару приносить йому усе більше збитків, він

скорегує процедуру формування своїх сподівань. Цей факт знаходить втілення

в концепції адаптивних сподівань, відповідно до якої очікувана виробником у

періоді [t

−

1] ціна періоду t визначається за формулою:

10)pp(pp

1t1t

<<−+=

−−−

αα

, (4.14)

де

−

коефіцієнт адаптації.

У концепції адаптивних сподівань передбачається, що при

визначенні ціни періоду

у період

)

(

−

виробник враховує свою помилку

при попередньому прогнозі ціни (вираз в круглих дужках). При відсутності

помилки

)pp(

−−

, економічний суб'єкт і в майбутньому

орієнтуватиметься на правильно визначену їм у минулому ціну. Якщо,

наприклад, у понеділок виробник очікував, що у вівторок ціна буде

дорівнює 5 грн., а насправді у вівторок вона виявилася 7 грн., і коефіцієнт

адаптації

виробника дорівнює 0.5, то у вівторок він буде очікувати, що

в середу ціна установиться на рівні 6 грн. Якби його прогноз виправдався, то

і на середу він очікував би ціну 5 грн.

Використання адаптивних сподівань в цілому стабілізує модель.

Традиційна павутиноподібна модель ринкової рівноваги (4.5 – 4.7) може бути

представлена як окремий випадок більш загальної моделі

вигляду:

bp aD

, (4.15)

t11t

pb aS +=