《公共经济学原理与模型》第10章税收效应分析第02节税收与生产消费和劳动(附斯拉斯基.docx
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1、公共经济学原理与模型第10章 税收效应分析 第02节 税收与生产消费和劳动(附斯拉斯基公共经济学:原理与模型 第10章 税收效应分析 第102节 税收与生产、消费和劳动 = = 附录: 一、全微分与偏微分 对于两个或更多个自变量的函数,全微分度量的是由于每一个自变量的微小变化而引起的因变量的改变量 如果z=f(x,y),全微分dz的数学公式如下: dz=zxdx+zydy (511) 其中,zx和zy分别是z关于x和y的偏导数,dx和dy是x和y的微小改1 变量即,全微分可以通过求函数关于每一个自变量的偏导数并代入上述公式求得 例12 求全微分 1已知:z=x4+8xy+3y3 zx=4x3+
2、8y zy=8x+9y2 将其代入公式,得到 dz=(4x3+8y)dx+(8x+9y2)dy 2已知:z=(x-y) (x+1)zx=(x+1)(1)-(x-y)(1)y+1= 22(x+1)(x+1)zy=(x+1)(-1)-(x-y)(0)-1(x+1)-1= (x+1)2(x+1)2x+1全微分是 dz=y+11dx-dy 2(x+1)x+1如果其中的一个自变量为常数,例如dy=0,则有全微分: dz=zxdx 2 偏微分度量的是:当假设另一个自变量保持不变时,一个自变量的微小变化所引起的因变量的改变 二、全导数 现在我们研究这样一种情形:z=f(x,y),而y=g(x),即当x和y不
3、是相互独立的变量时,x的变化会通过函数f对z产生直接的影响,通过函数g对z产生间接的影响。 正如图53中路径图所示当x和y非相互独立时,要想度量x的变化对z的影响,必须给出全导数的概念全导数是x对z的直接影响z/x与通过y对z的间接影响zdy之和即,全导数为 ydxdzdy=zx+zy (512) dxdxx g y f z f 3 例13 求全导数的另一方法:先求z的全微分 dz=zxdx+zydy 再将方程两边同除以dx (在心里可以这样想).于是有 dzdxdy=zx+zy dxdxdx由于dx/dx=1,有 dzdy=zx+zy dxdx例14 已知 z=f(x,y)=6x3+7y 其
4、中y=g(x)=4x2+3x+8,关于x的全导数dz/dx为 dzdy=zx+zy dxdx其中zx=18x2,zy=7,和dy/dx=8x+3,代入上式有 dz=18x2+7(8x+3)=18x2+56x+21 dx为了检验答案,将y=4x2+3x+8代入原函数得到z关于x的一元函数,然后求导数: z=6x3+7(4x2+3x+8)=6x3+28x2+21x+56 所以, dz=18x2+56x+21 dx4 三、全导数的运用:含有多个内生变量的比较静态分析 在含有多个内生变量的经济模型中,比较静态要求每一个内生变量都有惟一的均衡条件成立有n个内生变量的系统一定有n个均衡条件 要想刻画某个外
5、生变量对任何或所有内生变量的影响,首先求出每个均衡条件关于该外生变量的全导数,然后再联立求出所要求的偏导数如果函数有连续导数,且由所有函数的关于外生变量的偏导数组成的雅可比行列式不为零,则由隐函数定理:内生变量的最优值可以表示为外生变量的函数,而且比较静态导数可由克莱姆法则求得。 例3 为了表示的简化,假定模型只有两个内生变量和两个外生变量,且为隐式广义函数,在函数中先列写内生变量,再列写外生变量,用分号把前者和后者分开 F1(y1,y2;x1,x2)=0 F2(y1,y2;x1,x2)=0 为求得系统关于外生变量x1的比较静态偏导数,首先求出两个函数关于x1的全导数 F1y1F1y2F1+=
6、0 y1x1y2x1x1 5 F2y1F2y2F2+=0 y1x1y2x1x1用短横表示均衡值,代入、整理并用矩阵记号表示为 F1y12Fy1F1y1F1-y2x1x1 =22yF2F-xy21x1JX=B 假设所有函数有连续一阶和二阶导数,而且所有函数(Fi)的关于所有内生变量(yi)的由全部一阶偏微分构成的雅可比行列式J不等于零,即 F1F2F2F1J=-0 y1y2y1y2利用克莱姆法则求解关于x1的比较静态导数特别地,假定J0,则该比较静态导数为 因此,为了求解比较静态导数yi/x1,我们用向量B替换J的第一列,构造一个新矩阵J1,然后代入上式(136) Jyi=i (13.6) x1
7、J 6 y1J1=x1JF1y1F2y1F1-x1F2-x1F1y2F2y2F1y2F2y2F1F2F2F1-xy-xy1212 =F1F2F2F1-y1y2y1y2同样地, F1y1F2y1F1-x1F2-x1F1y2F2y2y2J2=x1JF1y1F2y1F1F2F2F1-yx-yx1111 =1221FFFF-y1y2y1y2用类似方法,可以得到关于x2的偏导数 例4 假设商品服务市场(IS曲线)和货币市场(LM曲线)的均衡分别由下面式子给出 F1(Y,i;C0,M0,P)=Y-C0-C(Y,i)=0 0CY1,Ci0,Li0 (138) 这里,L(Y,i)=货币需求,M0=货币供给,C
8、0=自控消费,P=价格水平,它使M0/P成为货币实际供给而不是名义供给为了简化,让P保持不变 C0的变化对Y和i的均衡水平的影响用比较静态分析说明如下:(a)求出均衡条件(137)、(138)关于所需的外生变量的导数,这7 里的外生变量是C0 YYi-1-C-CYi=0C0CC00YiL+LYCiC=000(b)整理并用矩阵形式表示 1-CYLYY-CiC01= Lii0C0JX=B (c)接着,检验以确定雅可比行列式J0,使隐函数定理成立 J=(1-CY)Li+CiLY 应用符号, J=(+)(-)+(-)(+)=(-)0 C0J(1-CY)Li+CiLY(-)即,自控消费C0的增加将导致收
9、入的均衡水平的增加。 8 (e)通过用向量B替代J的第二列构造J2,并代入(136),求解第二个偏微分i/C0 J2=1-CYLY10=-LY 和 J-LYi-(+)=2=0 C0J(1-CY)Li+CiLY(-)即,C0的增加也将导致利率的均衡水平的增加。 M0的改变对Y和i影响请见下题例4 例4 假定例4中模型 Y-C0-C(Y,i)=0L(Y,i)-M0/P=00CY1,Ci0,Li0利用比较静态分析,货币供应M0的变化对Y和i的均衡水平的影响,要求P是常量。 解:求出关于M0的全导数, YYi-CY-Ci=0 M0M0M0Yi1L+LYMiM-P=0 00把它们设置为矩阵形式 9 1-
10、CYLYY-CiM00= iLi1/PM0JX=B 这里 J=(1-CY)Li+CiLYJ=(+)(-)+(-)(+)=(-)0 M0JP(1-CY)Li+CiLY(-)即,货币供应M0的增加会导致收入的均衡水平的增加。 对于i/M0, J2=1-CYLY01/P=1-CY P和 Ji1-CY(+)=2=0 因为由约束优化的二阶充分条件有J=H0但单独的二阶偏导数的符号无法从理论上确知。 (b) 对于a/pa lJ1a= paJ0aUabUbb-pbJ-pa-pb02a(paUbb-pbUab)-lpb= J因为二阶偏微分的符号未知,故其符号不确定。 1326 研究与问题1325相同的模型,
11、12 (a) 用矩阵形式表示函数关于pb的全导数然后 (b)求b/pb. 解: 由全导数定义式(512),即是有 dF1F1aF1bF1lF1=+=0 dpbapbbpblpbpbdF1UaaUabl即=+-pa+0=0 dpbapbbpbpbdF2F2aF2bF2lF2=+=0 dpaapbbpblpbpbdF2UbaUbbl即=+-pb-l=0 dpbapbbpbpbdF3F3aF3bF3lF3=+=0 dpbapbbpblpbpbdF3abl即=-pa-pb+0-b=0 dpapbpbpadzdy=zx+zy及(1320),于dxdx写成矩阵形式便是: apbb0pb=l blpbUaa
12、Uba-paUabUbb-pb-pa-pb0(b) 对于b/pb. 13 J2b= pbJUaaUba-pa0lbJ-pa-pb02b(pbUaa-paUba)-lpa= J其符号不确定。 327 继续使用问题1325中同样的模型, (a) 用矩阵形式表示函数关于Y的全导数然后求: (b) a/Y; (c) b/Y 解: 由全导数定义式(512),即是有 dF1F1aF1bF1lF1=+=0 dYaYbYlYYdF1UaaUabl=+-pa+0=0 即dYaYbYYdF2F2aF2bF2lF2=+=0 dYaYbYlYYdzdy=zx+zy及(1320),于dxdxdF2UbaUbbl即=+-
13、pb+0=0 dYaYbYpadF3F3aF3bF3lF3=+=0 dYaYbYlYYdF3abl=-pa-pb+0+1=0 即dYYYY14 写成矩阵形式便是: aYb0Y=0 -1lYUaaUba-paUabUbb-pb-pa-pb0 对于a/Y 0Uab0Ubb-1-pbJ-pa-pb0J1a= YJ=-(paUbb-pbUab) (1323) J它不能从数学角度来确定符号,但可以从经济学角度来确定符号如果a是一个正常商品,那么a/Y0;如果a是一种弱劣质品,那么a/Y=0;而如果a严格劣质品,那么a/Y0且从(1320), l=UaMUa=0 papa第一项中的替代效应毫无疑问是负的第
14、二项收入效应将取决于商品的属性对于正常商品,a/Y0,上面的收入效应是负的,使a/pa0对于弱劣质产品,a/Y=0,则a/pa0对于严格劣质产品,a/Y0和a/pa的符号将取决于不同效应的相对大小 1329 导出pb的变化对商品的最优需求量b的影响的Slutsky等式,并决定比较静态导数b/pb的符号 解: 16 从 2lpab(pbUaa-paUba)b =-+pbJJ但从, b-(pbUaa-paUba) =YJ代入上式, 2blpab=-bY pbJ这里右边第一项中的替代效应毫无疑问是负的第二项的收入效应将取决于商品的属性 五、收入效应与替代效应图解 熟知,价格变动和收入变动对需求量的均
15、有影响。 实际上,两者是相互联系,不可分割的。当价格发生变动时,虽然货币收入不变,但实际收入却在变化。 如在图519(a)中,当X的价格从PX1降到PX2时,X的需求量便从X1增至X2。 所增加的需求量X1X2是以下两种因素共同作用的结果: 17 一是PX下降后,提高了货币收入的购买力,也就是提高了实际收入,因而增加了对X的需求量; 二是PX下降后,与PY相比,PX更加便宜,因而以X替代Y,也增加了对X的需求量。当价格上涨时,情况则恰恰相反。 问题在于:如何剔除实际收入变动的影响,专门研究仅仅由于价格变动而引起的需求量的变动? 由于对实际收入不变所下的定义不同,存在着两种不同的分析方法。 (一
16、)希克斯分析法 希克斯(JR. Hicks)认为:所谓实际收入不变,是指原有的效用水平不变,即消费者维持原有的满足程度,保持原有的无异曲线。 1、总效应 从图519(a)可以看到,为了集中研究一种产品X的价格变动,纵轴已变为Y=I,即将货币收入I当作商品Y的价值,PY恒等于1。当PX从PX1下降到PX2时,预算线从A1B移至A2B,选择点自E1移至E3,X的需求量从X1增至X3,增加X1X3。这种由于价格变动而产生的需求量的总变化,叫总效应(total effect)。 总效应,是以下两种效应之和: 18 替代效应 假定实际收入不变,仅仅由于价格变动所引起的需求量的变化,叫替代效应(subst
17、itution effect)。 当选择点自E1移至E3后,反映消费者效用水平的无异曲线自I1变为I2。要使实际收入不变,就必须使消费回到原来的效用水平I1,剔除由于价格下降而增加的实际收入。 具体做法是:作一条与A2B平行但与I1相切的希克斯补偿预算线(compensated budget line)A1B。BB就是为维持原有效用水平而必须剔除的货币收入,叫补偿变量(compensated variation)。 补偿(compensate)的含义是:当价格上升时,实际收入减少,应予补充;当价格下降时,实际收入增加;应予剔除。无论补充还是剔除,都称作“补偿”,使消费者保持实际收入不变。 由于
18、相对价格发生变化,补偿预算线A1B的斜率不同于原有预算线A1B,选择点从E1移至E2,对X的需求量从X1增至X2,增加了X1X2。X1X2的需求量就是替代效应。所以,PX变动的替代效应,就是不计实际收入的变化,仅仅由于价格变动,消费者的选择点沿着原来的无异曲线移动而引起的X需求量的变化。 19 Y B Y=I B E1 E3 E2 I2 I1 O X1 1 3AX2XA1 A2 X 正常品 Y B B Y=I E1 E3 E2 I1 O I2 X1 X3 X2 A1 A1 A2 X 劣等品 20 Y B B Y=I E3 E1 E2 I2 I1 O X3 X1 X2 A1 A1 A2 X 吉芬
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