效用函数和生产函数都假设是拟凹的,这样一来,最优解就是唯一的!那么,什么是拟凹呢?
以最大值为例。如果函数是严格凹的,那么函数的图像是一个山峰。这个山峰需要满足,任意两点凸组合处的函数值严格大于两点函数值的凸组合。
![](https://img.haomeiwen.com/i6468275/d202171c3e8388d1.png)
如这个图上半部分就是严格凹的函数。严格拟凹是需要两点的凸组合处的函数值大于较低点处的函数值,如图下半部分,这里的图像像是一个倒扣的钟(出自蒋中一数理经济学基本方法),钟的开口处向内凹进!
![](https://img.haomeiwen.com/i6468275/fd3e2e90d8977baf.png)
可以证明,拟凹函数等价于上优集是凸集。因为凸集允许直线,所以拟凹函数的上优集可以出现直线。但是,严格拟凹函数要求消费束xt的效用严格大于端点处的效用,所以就排除了直线的可能性。
所以,严格拟凹有一连串的结论:
无差异曲线严格凸向原点
边际替代率递减
效用最大化有唯一解,解是马歇尔需求。
这三个结论是完全等价的。
在更严谨的分析中,还假设了消费集是紧集,这个性质其实不是非常要紧。类似的,在生产论中,如果生产函数是严格拟凹的,那么成本最小化有唯一解,解是条件要素需求。我们常用的CES生产函数因为是齐次函数,所以它们还是严格凹函数(参见Jehle Reny定理3.1),但是成本最小化只要求技术是拟凹的。
从优化理论上看,严格凹函数与无约束最优化时取得全局最优解的二阶条件相关,严格拟凹函数与约束最优化时的二阶条件有关。可以查阅任意数理经济学的课本,或者Reny,Nicolson的数学预备部分。
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