Dans la plupart des manuels de microéconomie, il est mentionné que la fonction de production à élasticité constante de substitution (CES),
(où l'élasticité de substitution est ), a pour limites à la fois la fonction de production de Leontief et celle de Cobb-Douglas. Plus précisément,
et
Mais ils ne fournissent jamais la preuve mathématique de ces résultats.
Quelqu'un peut-il fournir ces preuves?
De plus, la fonction CES ci-dessus incorpore des rendements d'échelle constants (homogénéité de degré un), car l'exposant extérieur étant . Si c'était le cas, disons , alors le degré d'homogénéité serait .
Comment les résultats limites sont-ils affectés si ?
Réponses:
Les preuves que je présenterai sont basées sur des techniques pertinentes au fait que la fonction de production CES a la forme d'une moyenne pondérée généralisée .2
Cela a été utilisé dans le document original où la fonction CES a été introduite, Arrow, KJ, Chenery, HB, Minhas, BS et Solow, RM (1961). Substitution capital-travail et efficacité économique. The Review of Economics and Statistics, 225-250.
Les auteurs y ont référé leurs lecteurs au livre Hardy, GH, Littlewood, JE et Pólya, G. (1952). Inégalités , chapitre .
Nous considérons le cas général
1) Limiter quandρ→∞ ρ→∞ ρ≤0 ρ
Puisque nous sommes intéressés par la limite quand nous pouvons ignorer l'intervalle pour lequel , et traiter comme strictement positif.
Sans perte de généralité, supposons . Nous avons également . Ensuite, nous vérifions que l'inégalité suivante s'applique:K≥L⇒(1/Kρ)≤(1/Lρ) K,L>0
en augmentant la puissance pour obtenirρ/k
(1)
qui prend en sandwich le moyen terme dans à , donc(1) (1/Lk)
Donc, pour nous obtenons la fonction de production de Leontief de base.k=1
2) Limite lorsqueρ→0
Écrivez la fonction en utilisant exponentielle comme
Considérons l'expansion de Maclaurin de premier ordre (expansion de Taylor centrée sur zéro) du terme à l'intérieur du logarithme, par rapport à :ρ
Insérez-le dans et débarrassez-vous de l'exponentielle externe,(4)
S'il est opaque, définissez et réécrivezr≡1/ρ
Maintenant, cela ressemble à une expression dont la limite à l'infini nous donnera quelque chose d'exponentiel:
Le degré d'homogénéité de la fonction est conservé et si on obtient la fonction Cobb-Douglas.k k=1
Ce fut ce dernier résultat qui a fait Arrow et Co appeler paramètre « distribution » de la fonction CES.a
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La méthode habituelle pour obtenir Cobb-Douglas et Leotief est la règle de L'Hôpital .
Une autre méthode devrait également être utilisée. Le réglage sera retourné et Par La dérivée totale via les différentiels nous aurons Avec quelques manipulations notre équation principale sera obtenue.γ=1 Q=[aK−ρ+(1−a)L−ρ]−1ρ
Fonction linéaire :limρ→−1dQ⇒Q=aK+(1−a)L
Fonction Cobb-Douglas : Prendre l'intégrale des deux côtés produirait
Fonction Leontief :limρ→∞dQ⇒min(aK,(1−a)L)
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