• 検索結果がありません。

THE OPTIMUM PATH OF ECONOMIC GROWTH

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

シェア "THE OPTIMUM PATH OF ECONOMIC GROWTH"

Copied!
24
0
0

読み込み中.... (全文を見る)

全文

(1)

THE OPTIMUM PATH OF ECONOMIC GROWTH

その他のタイトル 最適経済成長経路についての一考察

著者 Jimbo Ichiro

journal or

publication title

關西大學經済論集

volume 18

number 3

page range 389‑411

year 1968‑08‑20

URL http://hdl.handle.net/10112/15192

(2)

389 

Article 

THE OPTIMUM PA TH OF ECONOMIC GROWTH 

Ichiro Jimbo 

I.  Production Function 

We suppose an economy engagedin the production of n different  commodities, and that technologicalpossibility of production of . these  commodities is  described  by the  transformation set  T,  where  T is  strictlyconvex cone representing a set of pairs of vectors, {u(t), v(t+l)},  such that an output vector v in period t is produced from an input  vector u in period t,  and v (t+l), in turn, equals to u (t+l).  We also  assume that the production function is  subject to  constant return to  scale.  This transformation set  T satisfies the following assumptions.  ASSUMPTION T1 

T is  a closed convex cone contained the  nonnegative orthant of  2ndimensional vector space. 

ASSUMPTION T2 

{O,  v(t+l)} E T always implies v(~+l)=O, and this  suggests. that  Koopmans'Impossibility of the Land of Cockaigne fa satisfied.  ASSUMPTION T3 

There exists oo >v;(t) >o, where v;(t)  denotes the jth component  of the v(t)  vector. 

ASSUMPTION T4 

A set of u(t)  is  compact.  ASSUMPTION T5 

The mapping from u(t) to v(t + 1)  is  continuous.  ASSUMPTION T6 

{u(t), .l.u(t)} E T, where .  i.ls a scalar given by the1 following definition. 

(3)

390 

闊西大學「純清論集」第

18

巻第

3

DEFINITION 

Let be a price vector.  Then the  growth factor  is  represented  by 

,l= P•v(t+1)

P•u(t)

( 1 . 1 )  

We exclude  the  case  where P•u(t)=O, because if P•u(t)=O, the  economy produces only free goods and this is nonsense from the view point of economics. 

LEMMA 

1 . 1  

The model has a maxmum growth factor Proof 

Equation (Ll) is  a continuous mapping, say f, defined on the com‑

pact metric space; 

f:T R

isthe onedimensional vector space) 

By applying the famous maxmum theorem, a maximum value入*exists  within the range. 

LEMMA 1.2 

There exists  {u*(t),  v*(t+1)}  in  T such that  v*(t+1)=*u(t)

Proof 

*z

; ぇ

,l /(u*(t),  v*(t+ 1)) 

o<入*く0 0

Q.E.D. 

(1.2)  (1.3)  (1.4) 

By the definition of ,l  and assumption T3, there exists oo >*>O, v*(t+l)=

*u(t)is  nothing but a special  case  of  equation  (1.1).  By  assumption T6 it  is  obviC>us that 

{u*(t),  v*(t+ 1)} E T, 

Q.E.D.  This lemma shows that  there  exists  a maximum growth factor  associated with a balanced growth path, i•e•, the Neumann Ray.  , LEMMA 1.3 

There is  a non‑empty set such if  (P,  v(t + 1)一入*u(t))::;o,then 

p:?: holds for any {u(t),  v(t+ 1)} E T.  Proof 

Let X= {v(t+l)一入*u(t)¥{u(t),v(t+l)} ET}. 

134 

(4)

The Optimum Path of  Economic Growth (Jimbo)  9 1 

Then, the  sex  X consists  of  elements  of  performing  a continuous  mapping from the Zndimensional vector space  T to the ndimensional  vector space X.  Since  T is  a compact set,  so is  X,  Now if 

v(t+l)=J*u(t)  (1.5)  holds, we must have 

<P,  v(t+l)一入*u(t))=O.

If otherwise, one of the following relation must hold: 

v(t+ l):?: *u(t) (1.6)  v(t+l)

*u(t) (1. 7)  As to the former case, let us assume that k equalities hold.  Then  Xis contained in  the  (n‑k) dimensional vector  space.  As a result,  X'has no intersection  with the  interior  of the  nonnegative orthant  of ndimensional vector space, R

訂.

Thus we have a hyperplane with  nonnegative coefficients passing through the origin and separating X  from the interior of R,1+.  As to the latter case, equation (1.7)  implies  v(t+l)一入*u(t)額 . Thus, in any case, it  is  established that X has no  intersection with the interior of  R,+.Applying the separation theorem,  we arrive at the conclusion that P:?:O exists if is  the normal vector  to the separate hyperplane. This prove that, 

p = f , o .  

Q.E.D  COROLLARY i.1 

If either equation (1.5)  or (1.7)  holds, theQ there exists P>O. 

Proof 

Let uE U where ub,and ‑U* denote the polar convex cone of 

‑U, 

‑U*= {uj(u,  v)::s;;O,  u EU}. 

To prove this corollary, let  us suppose the contrary.  If 

PE ‑U*, P<O, 

(1.8) 

(1.9)  then no positive  vector  is  contained in  ‑U*, so that the  latter does  not intersect with the positive orthant of  ndimensional vector space,  say  S.  Thus  S and ‑U* are  separated by a hyperplane  passing  through the origin and having semipositive coefficients, w~O. If we  assume that yE ‑U*, then we get: 

(w, v)~O (1.10) 

135 

(5)

392 

闊西大學「継清論集』第

18

巻第

3

‑U**= {uj(u, v)~O, vE ‑U*). 

S~, wE ‑U**.  As U is  a t;onvex cone, U=U**. 

( 1 . 1 1 )  

Therefore, we must have w U, w

Thiscontradicts with the as sumptton. 

Q.E.D.  In  the  following dicussion shall  supose p >o for  the  sake  of  simplicity. 

We shall  now postulate that  social  preference  function,  g(v(t)),  is given by a continuous mapping from the ndimensional vector space  to onedimensional vector space, and that  g(v(t))>O for any v(t).  We  also assume that g(v(t)) satisfies the following two con~itions.

ASSUMPTION P1 

is  a quasiconcave function.  ASSUMPTION P2 

P

  <t)>P

(t)implies g((t))>g((t)),where

(t)is thethelement  of the nclimensional vector space and p is  a price vector. 

ASSUMPTION T7 

It  takes at least  rperiods to  reach the  Neumann Ray from any  point outside of the Ray.  The same condition applies to a movement  from the Neumann Ray to any other point. 

THEOREMl.1 

When the initial :point u(O) and the composition of goods

atthe  terminal period are given in the span N, we want to find the growth  path maximising g(v(t)), or optimum growth path.  If the time span 

‑ N is  sufficiently large, an potimum path v(t)  starting from the initial  state u(O) stays on the Neuman Ray for certain periods. 

Proof  Putting 

p,v(l) 

= . l 1 ;  

p,v(2) 

= , l 2 ;  """ 

P•v(N)

=,lN 

P•u(O) p,u(l)'P•u(N-1)

the growth factor, on the Neumann Ray from u*(O) to v*(N), is given  by 

So that 

136 

p,v*(l)  p,v*(2)  P・v*(N) 

=  = 

・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・

= 

P•u*(O) P•u*(l) P•u*(N-1)

(6)

The Optimum Path of'Economic Growth (Jimbo) 

P•v*(N) (,l*) P•*u(O)

Other growth paths would take the growth factors,  'P•v(N)

=ふ如...

AN, 

P•u(O)

By LEMMA 1.2, ,i,  is  less  than  maximum growth factor

入*

so that  ,l*

一店砂

fora sufficiently small number o>O.  Consider a growth path  {u(t), v(t+l)}, that is out of the Neumann Ray during mperiods (rri<M,  and coincides with the Ray during other periods in the  time span N. 

Then we have 

Since  ( 

_P•v(N)

P•u(O)

=ふ知・..

…• • • ••

•土)N→°

(入*)N—m(,l*-o) 恥,知……… Am,

(,l*)Nm>O 

8

ふ , 如・・・・・ •,lm ふ , 極 ・ ・ ・ ・

'"AN ,l*)~(,l*)m~(,l*)N >O  ,i,l*) < 1*o  ,  the larger m is  the smaller is  (  m=2r, we obtain the optimum growth path. 

COROLLARY 1.2 

0

,l*) ,  when  Q.E.D. 

If the model satisfies  ASSUMPTION CT1) ‑(T6),  (P1) and‑(P2),  there are growth paths converging to the Neumann Ray. 

Proof  Suppose 

{u*(t),  v*(t+l)} ET. 

{ が

(t),(t+l)}ET 

for v*(t+l)=i*u*(t), and(t+l)*u*(t)and

(t)=u*(t). To show that 

<P*, (t+l)一入*が(t))<Ois  satisfied  for any ray outside the  Neumann  Ray, we shall qiscuss the contrary, that is  (P*, (t+l)一入*が(t))<(.Ofor  such a path.  Since  (P*, (t+l),1*

が ( t ) )

by LEMMA 1.3  and >o,  we have

(t+l)=,1*

(t). This contradicts  with the assumption that  (t+1)=/=(t),hence 

<P*, (t+l))<(P*,v*(t+l)). 

Q.E.D.  THEOREM 1.2 

If relative prices are changed, there is no o~timum balanced growth  path. 

y・,

参照

関連したドキュメント

5 used an improved version of particle swarm optimization algorithm in order to solve the economic emissions load dispatch problem for a test system of 6 power generators, for

Now it makes sense to ask if the curve x(s) has a tangent at the limit point x 0 ; this is exactly the formulation of the gradient conjecture in the Riemannian case.. By the

For this case the proof seems especially natural. Suppose that Kµ is summable on ∂Γ with respect to the arclength. on ∂Γ with respect to the arclength. The statement presents a

This paper gives a decomposition of the characteristic polynomial of the adjacency matrix of the tree T (d, k, r) , obtained by attaching copies of B(d, k) to the vertices of

I ) basic cellular material which is used by living cells as raw material for mitosis; 2) a generic non-utilisable material which may inhibit mitosis. Numerical

The question posed after Theorem 2.1, whether there are 2 ℵ 0 closed permutation classes with counting functions mutually incomparable by the eventual dominance, has a positive

The orthogonality test using S t−1 (Table 14), M ER t−2 (Table 15), P P I t−1 (Table 16), IP I t−2 (Table 17) and all the variables (Table 18) shows that we cannot reject the

We give a necessary and sufficient condition for the maximum multiplicity of a root of the matching polynomial of a tree to be equal to the minimum number of vertex disjoint