Кіріспе

Экономикалық модель

Математикалық экономикадағы Ароу–Дебреу моделі – теориялық жалпы тепе-теңдік моделі. Ол белгілі бір экономикалық шарттар (дөңес қалаулар, толық бәсекелестік және сұраныстың тәуелсіздігі) бойынша, экономикадағы әрбір тауар үшін жиынтық ұсыныс жиынтық сұранысқа тең болатындай бағалар жиынтығы болуы керек деп тұжырымдайды. Бұл модель жалпы (экономикалық) тепе-теңдік теориясының орталық бөлігі болып табылады және басқа микроэкономикалық модельдер үшін жиі жалпы анықтама ретінде қолданылады. Оны Кеннет Ароу және Жерар Дебреу 1954 жылы ұсынды, ал 1959 жылы оны жетілдірді. АD моделі – бәсекелестік экономиканың ең жалпы модельдерінің бірі және жалпы тепе-теңдік теориясының маңызды құрамы, себебі оны экономиканың жалпы тепе-теңдігінің (немесе Уолрасиялық тепе-теңдіктің) болуын дәлелдеу үшін пайдалануға болады. Көбінесе, бірнеше тепе-теңдік болуы мүмкін. Ароу (1972) және Дебреу (1983) модельді жасағаны үшін Нобель сыйлығына жеке-жеке ие болды. Ал Маккензиге бұл сыйлық берілген жоқ.

Ресми мәлімдеме

Екі теореманың мазмұны [әлеуметтік экономиканың негізгі теоремалары] экономикадағы бұрыннан бар сенімдер. Ароу мен Дебреу осы мәселені дәлелдеуге мүмкіндік беретін әдістермен қарастырды. Gérard Debreu. Бағалау тепе-теңдігі және Парето оңтайы (1954). Бұл мәлімдеме толыққанды дұрыс; бұрын сенім болған, енді білім пайда болды. Бірақ мұндайда көп нәрсе салмақта болды. Ұлы ғалымдар әлем туралы, сондай-ақ біз кім екеніміз туралы ойлау жолымызды өзгертеді. «Құндылық теориясында» жарияланған Арро-Дебреу моделі негізгі ойлауды өзгертіп, баға теориясының стандартты моделіне айналды. Ол қаржы, халықаралық сауда, мемлекеттік қаржы, көлік және тіпті макроэкономикадағы «эталондық» модель болып табылады. Ол Маршалл, Хикс және Самуэльсонның «қалай бар» екендігінен гөрі, «Құндылық теориясындағы» «қалай бар» екендігіне тез арада өтті. Hugo Sonnenschein. Дебреу конференциясындағы сөздері, Беркли, 2005.

Бұл бөлімде көрсетілген презентация негізінде жасалған.

Arrow Debreu моделінің интуитивті сипаттамасы

Арроу-Дебреу моделі экономиканы үш түрдегі агенттердің комбинациясы ретінде моделейді: үй шаруашылықтары, өндірушілер және нарық. Үй шаруашылықтары мен өндірушілер нарықпен, бірақ бір-бірімен тікелей емес, мәміле жасайды. Үй шаруашылықтары бастапқыда иеленген тауарлар жиынтығын – «мұра» деп санауға болатын қорға ие. Математикалық айқындық үшін барлық үй шаруашылықтары бастапқыда барлық қорларын нарыққа сатуға міндетті. Егер олар қордың бір бөлігін сақтағысы келсе, кейіннен оны нарықтан қайта сатып алуы керек. Қорлар жұмыс уақыты, жерді пайдалану, жүгерінің тонналары сияқты болуы мүмкін. Үй шаруашылықтары өндірушілерге пропорционалды меншік иеленеді, оларды акционерлік қоғамдар деп қарастыруға болады. Өндірушінің табатын пайдасы үй шаруашылықтары арасында, әр үй шаруашылығының өндірушідегі үлесіне пропорционалды түрде бөлінеді. Меншік бастапқыда белгіленеді және үй шаруашылықтары оны сата, сатып ала, жасай немесе жоя алмайды. Үй шаруашылықтары қорларын сатудан түсетін табыс пен өндірушінің пайдасынан түсетін дивидендтердің қосындысынан бюджет алады. Үй шаруашылықтары тауарлар жиынтығына қатысты преференцияларға ие, бұл берілген болжамдар бойынша оларды пайдалылықты барынша арттырушы етеді. Үй шаруашылықтары өз бюджетіне қол жеткізе алатын ең жоғары пайдалылықты қамтамасыз ететін тұтыну жоспарын таңдайды. Өндірушілер тауарлар жиынтығын басқа тауарлар жиынтығына айналдыра алады. Өндірушілердің жеке пайдалылық функциялары жоқ. Керісінше, олардың барлығы тек пайданы барынша арттыруға бағытталған. Нарық тек нарықтық баға векторын «таңдай» алады, яғни әр тауардың бағасының тізімі, оны әрбір өндіруші мен үй шаруашылығы қабылдайды (келіссөздер болмайды – әрбір өндіруші мен үй шаруашылығы бағаны қабылдайды). Нарықтың пайдасы немесе зияны жоқ. Оның орнына, нарық нарықтық баға векторын таңдауға ұмтылады, сонда әрбір үй шаруашылығы мен өндіруші өздерінің пайдалылығы мен пайдасын барынша арттырса да, олардың тұтыну және өндіріс жоспарлары «үйлеседі». Яғни, «базар тазарады». Басқаша айтқанда, нарық «Вальрасиялық аукционшы» рөлін атқарады. +Арроу-Дебреу моделінің басынан соңына дейінгі қадамдары. Үй шаруашылықтары мен өндірушілер қор мен өндірушілерге меншік иеленеді, барлық қорларын нарыққа сатады, пайданы барынша арттыру үшін өндірісті жоспарлайды, нарық пен бір-бірі арасында сатып алу келісімдерін жасайды, өндіріс жоспарларын іске асырады, барлық өнімді нарыққа сатады, барлық пайданы меншік иелеріне пропорционалды түрде бөліп үй шаруашылықтарына жібереді, бюджеттік шектеулерді ескере отырып, пайдалылықты барынша арттыру үшін тұтынуды жоспарлайды және жоспарланған тұтынуды нарықтан сатып алады.

Нөмірлеудің орнатылуы

Жалпы, агенттердің индекстерін жоғары индекс ретінде, ал вектор координаттарының индекстерін төменгі индекс ретінде жазамыз.

нарық

Тауарлар индекстелген. Бұл экономикадағы тауарлардың саны. Бұл шектеулі сан. Баға векторы – ұзындығы болып табылатын вектор, оның әрбір координатасы нақты тауардың бағасын көрсетеді. Бағалар нөл немесе оң сан болуы мүмкін.

бүкіл экономика

Экономика – бұл тупл, яғни тауарлар, тұтынушылардың қалаулары, тұтыну мүмкіндіктері жиынтығы және өндірушілердің өндіріс мүмкіндіктері жиынтығы. Бастапқы үлестірілімі бар экономика – бұл экономика, соған қоса экономиканың бастапқы үлестірілімінен тұратын тупл. Экономиканың күйі – әрбір үй шаруашылығы мен өндіруші үшін бағалар, тұтыну жоспарлары және өндіріс жоспарларының туплі: Күй мүмкін, егер әрбір , әрбір , және . Берілген табыспен өндіріс мүмкіндіктерінің орынды жиынтығы – . Егер экономикада үлестірім болса, баға векторына сәйкес келетін күй – . Егер экономикада үлестірім болса, баға векторы бастапқы үлестіріммен экономика үшін тепе-теңдік баға векторы болып табылады, егер тауар тегін болмаса, онда ұсынылым сұранысқа тең, ал тауар тегін болса, онда ұсынылым сұраныстан тең немесе артық (тегін тауардың артық ұсынылуына рұқсат етіледі). Күй тепе-теңдік күйі болып табылады, егер ол тепе-теңдік баға векторына сәйкес келетін күй болса.

Қорытындылар

Үй шаруашылықтары туралы түсіндірмелерді жеңілдете аламыз ба? Дәлелдеу үшін қажетті техникалық болжам. Жоқ. Бұл сұраныс функцияларының болуы үшін қажет. Жергілікті қанағаттанбау: Үй шаруашылықтары әрқашан біршама көбірек тұтынуды қалайды. Жоқ. Бұл Уолрас заңының орындалуы үшін қажет. Қатаң дөңгелек, қатаң түрде шектеулі маргиналдық пайдалылық. Иә, тек дөңгелектікке дейін, Какутанидің тұрақты нүкте теоремасымен. Келесі бөлімді қараңыз. Дөңгелек, шектеулі маргиналдық пайдалылық. Иә, дөңгелектік емес, Шэпли-Фолкман леммасымен. Ұзындығы: жабық. Дебрю теоремалары бойынша пайдалы функциялардың болуы үшін қажетті техникалық болжам. Жоқ. Егер қалау үздіксіз болмаса, артық сұраныс функциясы да үздіксіз болмауы мүмкін. Қатаң дөңгелек. Екі тұтыну жиынтығы үшін, олардың арасындағы кез келген жиынтық кішісінен жақсы. Иә, тек дөңгелектікке дейін, Какутанидің тұрақты нүкте теоремасымен. Келесі бөлімді қараңыз. Дөңгелек. Екі тұтыну жиынтығы үшін, олардың арасындағы кез келген жиынтық кішісінен нашар емес. Иә, дөңгелектік емес, Шэпли-Фолкман леммасымен. Үй шаруашылығында әрқашан кем дегенде бір мүмкін тұтыну жоспары болады. Банкроттық жоқ. Бұл сұраныс функцияларының болуы үшін қажет. +Өндірушілер туралы түсіндірмелерді жеңілдете аламыз ба? Қатаң дөңгелек, масштаб эффектісінің жоқтығы. Иә, тек дөңгелектікке дейін, Какутанидің тұрақты нүкте теоремасымен. Келесі бөлімді қараңыз. Дөңгелек, масштаб эффектісінің болуы. Иә, дөңгелектік емес, Шэпли-Фолкман леммасымен. 0-ді қамтиды. Өндірушілер тегін жабыла алады. Дәлелдеудің жұмыс істеуі үшін қажетті техникалық болжам. Жоқ. Бұл ұсыныс функцияларының болуы үшін қажет. Шекараланған. Кез келген шексіз үлкен "тегін түскі ас" жоқ. Жоқ. Экономикаға тапшылық қажет. Шекараланған. Экономика кез келген шексіз үлкен трансформацияларды кері қайтара алмайды.

Конвексизмнің рөлі

1954 жылы Маккензи және Ароу мен Дебреу екеуі де Какутанидің тұрақты нүкте теоремасын қолданып, компактты, дөңгелек жиыннан өзіне-өзіне үздіксіз функцияның тұрақты нүктелері арқылы жалпы теңгерімнің бар екенін тәуелсіз түрде дәлелдеді. Ароу-Дебреу тәсілінде дөңгелек болуы маңызды, себебі мұндай тұрақты нүкте теоремалары дөңгелек емес жиындықтарға қолданылмайды. Мысалы, бірлік шеңберін 90 градусқа бұрудың тұрақты нүктелері жоқ, бірақ бұл бұру компактты жиынды өзіне-өзіне үздіксіз түрлендіреді; компактты болғанымен, бірлік шеңбері дөңгелек емес. Керісінше, бірлік шеңберінің дөңгелек қабығына қолданылған сол бұру (0,0) нүктесін өзгеріссіз қалдырады. Какутани теоремасы дәл бір тұрақты нүктенің бар екенін айтпайтынын ескеріңіз. Бірлік дискіні y осіне көшіру тік сызық сегментін өзгеріссіз қалдырады, сондықтан бұл көшіруде шексіз көп тұрақты нүктелер болады.

Үлкен экономикадағы құрғақ емес

Қиырлық туралы болжам көптеген қолданылуларға кедерес келтірді, олар туралы 1959-1961 жылдары Франсис М. Батор, М. Дж. Фаррелл, Тжаллинг Купманс және Томас Дж. Ротенберг "Саяси экономика журналында" талқылады. Олар кейбір тұтынушылардың қалаулары қиыр болмаған жағдайда экономикалық тепе-теңдіктің бар екенін дәлелдеді.

Узава теңдестік теоремасы

(Узава, 1962) Уолрастың заңына сәйкес келетін, үздіріссіз артық сұраныс функциясымен сипатталатын экономикадағы жалпы тепе-теңдіктің болуы Брауэрдің тұрақты нүкте теоремасына эквивалентті екенін көрсетті. Демек, Брауэрдің тұрақты нүкте теоремасын пайдалану жалпы жағдайда тепе-теңдіктің бар екенін дәлелдеу үшін қажет.

Қиыршық және қатаң қиыршық

Қатаң дөңестіктің болжамдары дөңестікке дейін жеңілдетілуі мүмкін. Бұл өзгеріс ұсыныс және сұраныс функцияларын нүктелік мәнді функциялардан жиынтық мәнді функцияларға (немесе "сәйкестіктерге") айналдырады, сондай-ақ Брауэрдің тұрақты нүкте теоремасын Какутанидің тұрақты нүкте теоремасына қолдануға көшеді. Бұл өзгеріс минимакс теоремасының Нэш тепе-теңдігінің болуына жалпылауымен ұқсас. Әл-ауқат экономикасының екі негізгі теоремасы өзгеріссіз күшінде қалады.

Теңгерімдік пен "жарым теңгерімдік"

Нарықтық тепе-теңдіктің анықтамасы әрбір шаруашылықтың бюджеттік шектеулерді ескере отырып, пайдалылықты максималдайтынын болжайды. Яғни, осыған қарама-қарсы мәселе – пайдалылық шектеулеріне байланысты шығынды минималдау. Яғни, нақты сан үшін екі мәселенің арасындағы дуалдық айырмасы теріс емес, тіпті оң болуы мүмкін. Осыған байланысты, кейбір авторлар дуалдық мәселені және оның "квази тепе-теңдігінің" (немесе "компенсацияланған тепе-теңдігінің") қасиеттерін зерттейді. Кез келген тепе-теңдік – квази тепе-теңдік, бірақ керісіншесі міндетті түрде дұрыс емес. "Квази тепе-теңдік" техникалық мәселесін болдырмау үшін көпбұрышты конус болуы немесе әрбір жиынның ішкі кеңістігі бос емес болуы қажет. Егер осы шарт орындалмаса, біз тек оның квази тепе-теңдіктер жиынына кіретінін ғана дәлелдей аламыз.

Ақшаның болуын есепке алу

Мұнда ақша туралы ешқандай теория ұсынылмайды және экономика айырбас құралы ретінде тауардың қызметінсіз жұмыс істейді деп ескеріледі. Gérard Debreu. Құндылық теориясы: Экономикалық тепе-теңдіктің аксиомалық талдауы (1959) Теориялық тұрғыдан алғанда, қазіргі таңдағы ең қызығушылық тудыратын және күрделі мәселе – ақшаның Arrow-Debreu экономикасында орын таба алмайтыны. Бұл жағдай макроэкономистер үшін де маңызды болуы керек, бірақ көбінесе назардан тыс қалады. Әдетте экономистер ақшаның есептесу бірлігі, құнды сақтау, айырбас құралы және кейкелген төлем стандарты ретіндегі функцияларын қарастырады. Дегенмен, бұл жоғарыда сипатталған Arrow-Debreu толық нарығымен үйлесімсіз. Толық нарықта "уақыт басында" нарықта бір реттік транзакция ғана жүзеге асады. Содан кейін үй шаруашылықтары мен өндірушілер уақыт аяқталғанға дейін жоспарланған өндірістерін, тұтынуларын және тауарларын жеткізіп беруді орындайды. Осылайша, құнды сақтауға немесе айырбас құралына қажеттілік туындамайды. Бұл тек Arrow-Debreu толық нарығына ғана емес, сонымен қатар формасы бойынша ерекшеленетін, бірақ математикалық тұрғыдан оған тең келетін модельдерге де (мысалы, шартты тауарлар нарығы және Arrow сақтандыру шарты) қатысты. Frank Hahn. Монетарлық теорияның негіздері (1987).

Жалпы тепе-теңдіктерді есептеу

Scarf (1967) жалпы тепе-теңдікті есептейтін алғашқы алгоритм болды. Толығырақ ақпарат алу үшін Scarf (2018) және Kubler (2012) еңбектерін қараңыз.

Тепе-теңдіктер саны

Кейбір экономикалардың белгілі бір мүліктік векторларында шексіз тепе-теңдік баға векторлары болуы мүмкін. Дегенмен, "көбінесе" экономикада тек шектеулі тепе-теңдік баға векторлары болады. Мұндағы "көбінесе" дегеніміз "Сард теоремасындағыдай, Лебег өлшемі нөлге тең жабық жиынтығынан басқа барлық нүктелерде" дегенді білдіреді. Мұндай көбістеу теоремалары көптеген. Мысалы: