数理经济学
(高级教程)
英文名:Foundations of Mathematical Economics
林致远 编著
2010 年 3 月
序言
本书目标
本书是数学工具和经济模型的结合体,旨在为我国经济类研究生的“高级微观经济学”
和“高级宏观经济学”课程的学习提供必要的经济数学基础。通过本书的学习,读者有望平稳
实现从中级水平从高级水平的过渡,从而能够较为顺利地阅读高级微观经济学和高级宏观经
济学的标准教材。①
数学是现代经济学的语言,经济学借助数学刻画复杂的世界。对于许多开始接触高级水
平的现代经济学课程的学人来说,如何跨越横亘在面前的数学工具这道门槛,通常是一个不
小的挑战。本书试图从经济建模的视角来整合数学工具,并形成相对完整的概念体系。鉴于
静态优化模型是经典微观经济理论的核心,动态优化模型是当代宏观经济理论的核心,而这
两类模型在数学上恰好属于约束最优化问题的阵营,为此,本书实际上是围绕在约束最优化
这一数学问题和方法,对高级经济学的基本概念体系进行整合的。借助这一结构上的整合,
读者可以更好更快地理解数理经济模型的精义之所在。
先修课程
学习本书要求读者先修高等数学和中级经济学等课程。在高等数学方面,要求掌握微积
分、线性代数和概率论等学科的一些基础知识。在这方面,我国当前经济类研究生入学考试
中对高等数学的要求提供了一种方便的参考尺度。在中级微观经济学方面,需达到平狄克和
鲁宾菲尔德、范里安(2006)等标准教材书所要求的水准;在中级宏观经济学方面,需达到
①比如,高级微观经济学的标准教材:杰里和瑞尼(2002)、马斯-科莱尔等(2001)、瓦里安(1998)、蒋
殿春(2006)等;高级宏观经济学的标准教材:罗默(2009)、布兰查德和费希尔(1992)、扬奎斯特和萨
金特(2005)、巴罗和萨拉伊马丁(2000)等。
等布兰查德(2003)、曼昆(2009)、萨克斯和拉雷恩(1997)等标准教材书所要求的水平。
本书的组织
经典微观经济理论以静态优化模型为核心,当代宏观经济理论以动态优化模型为核心,
这两类模型可以归结为一类问题:参数约束最优化问题。下图反映了本书的基本组织框架:
参数约束最优化问题
f
(第1章)
x θ
,
max
θ
D
静态优化问题
动态优化问题
凸集
(第2章)
凹函数和拟凹函数
(第3章)
解的存在性和连续性
(第4章)
求解方法和比较分析
(第5章)
动态系统
(第6章)
最优控制
(第7章)
动态规划
(第8章)
Kuhn-Tucker
定理
全书围绕参数约束最优化问题这一对象展开分析,全书共分 8 章,基本内容如下:
第 1 章首先阐述数理经济模型的性质,随后介绍经济学中的参数约束最优化问题及其四
个分析对象:解的存在性、解的连续性、求解方法和比较分析。
第 2 章和第 3 章分别介绍解决参数约束最优化问题的概念基础:作为约束的凸集和作为
目标函数的凹函数和拟凹函数。
第 4 章和第 5 章是参数约束最优化模型在微观经济学中的具体表现形式:静态优化问题。
第 4 章解决模型的前两个问题:解的存在性和解的连续性;第 5 章解决模型的后两个问题:
求解方法和比较静态分析。
第 6 章至第 8 章是参数约束最优化模型在宏观经济学中的具体表现形式:动态优化问题。
第 6 章介绍离散时间动态系统和连续时间动态系统,这两类系统既可以独立用于刻画动态经
济的特征,也经常作为动态优化问题之约束条件的形式而出现。第 7 章阐述最优控制原理在
解决连续时间动态优化问题中的应用,第 8 章介绍动态规划原理在解决离散时间动态优化问
题中的应用。
致谢
本书的写作是多方敦促和帮助的结果。在此,首先感谢厦门大学经济学院的李文溥教授,
由于他的构想和提议,本书成为经济类研究生课程系列教材的组成部分;其次,感谢过去数
年间曾经听过笔者授课的学生,正是由于他们的期待、宽容以及所提的无数建议,才使最初
的讲义在一次次易稿中变成今天的这部作品。最后,感谢北京大学出版社经管事业部的人力
和资金支持。
尽管写教材看来不过是资料汇编,但于笔者而言却绝对是一件苦差事儿。尽管笔者为本
书的写作倾注了大量心力,但囿于自身的学识和视界,书中缺陷和错漏之处恐怕在所难免,
恳请使用本书的读者提出宝贵意见,以便将来做进一步的修改和补充。
林致远
2010 年 4 月 6 日于厦门大学海滨
目录
图形表
符号表
整数集
实数集
N 维欧氏空间
N 阶连续可微函数集
矩阵
矩阵 A 的转置
A 的逆矩阵
单变量单值函数的一阶导数, x
单变量单值函数的二阶导数, x
单值函数关于第 n 个变量的一阶偏导数,
Nx
单值函数关于第 m 个变量、第 n 个变量的二阶偏导数,
Nx
N
NC
A
TA
1A
x
f
f
x
nxf
x
f
x x
m n
x
fx x 或
f x
单值函数
f
在点 x 的梯度,
Nx
fxx x 或
2 f
x 单值函数
f
在点 x 的 Hessi 矩阵,
Nx
f
xf x
向量值函数,即
f
1
f
,
f
, M
向量值函数
f 在点 x 处的 Jacobi 矩阵
: X Y
从集合 X 到Y 的对应
2
trA
det A
欧氏范数或 2l 范数
矩阵 A 的迹,即对角元素之和
方阵 A 的行列式
,N
~
2
服从正态分布的均值为、方差为 2 的随机变量
任意