Turnpike principle in a problem of management onesectoreconomy in the presence of restrictions on saving and consumption | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Upravlenie, vychislitelnaja tehnika i informatika – Tomsk State University Journal of Control and Computer Science. 2009. № 2 (7).

Turnpike principle in a problem of management onesectoreconomy in the presence of restrictions on saving and consumption

On a class of linearly-homogeneous production functions (F (K, L)) research of a problem ofoptimum control by one-sector economy (Y(t) = F (K(t), L(t)) = ƒ (t) + I (t) +C (t) + N(t)) in theshort run t Ўф[0,T] in the presence of restrictions on saving I (t) and consumption C (t) taking intoaccount industrial expenses ƒ (t) and tax deductions N (t) is resulted. Having accepted as criterionof an optimality specific consumption with discounting for all planned period, we come to back ofa problem of optimum control:k(t) = (1− Ґг)(1− u)s(t) f (k(t)) − Ґнk(t), t Ўф[0,T], k(0) = k0, k(T) ЎГ kT > 0,J=Ґг)(1−u)(1s(t)) f(k(t)) exp{−Ґдt} dt Ўж 0ЎВ s0 ЎВ s(t) ЎВ s1 ЎВ1,Ґн = Ґм + Ґл, Ґм > 0, Ґл > 0, Ґд > 0, 0 ЎВ Ґг < 1, 0 ЎВ u < 1,where s (t) - norm of saving, ƒ - factor of amortization of a fixed capital, ƒ - norm consumptionof materials of material inputs, u - the tax rate on profit and a labour force L(t) = L0 exp{Ґлt} ,L0 > 0 , ƒ > 0. The basic result is formulated in the form of the «Turnpike Theorem».Theorem 1. For sufficiently large control time T the solution to the problem has the followingform.1. Time interval [0, T] is divided into three intervals, i.e. [0,T] = [0,T)Ўъ[T,T]Ўъ(T,T ] .2. The control s(t)Ўф{s1;s0;s} , i.e. are a piecewise continuous with three possible values.3. On the turnpike time interval t Ўф[T,T] s (t) = s, and fixed capital per worker k(t) preserversthe constant value k .4. On the initial time interval t Ўф[0,T) when the economy is brought to the turnpike,s(t) = s1 , if k0 < k , and s(t) = s0 , if k0 > k∗ , is increased or decreased, respectively, k (t) fromk0 to k .5. On the final time interval t Ўф(T∗∗,T] when the economy is brought off the turnpike forsatisfying the condition of economic horizon k(T) = kT , s(t) = s1 , if kT > k, and s(t) = s0 ifkT < k∗ , is increased or decreased, respectively, k ∗ (t) from k ∗ to kT .The formulas determining s ∗ , k ∗ , T, ∗ T ∗∗ , and also values of criterion of quality on the optimumsolution are received. The «Golden Rule of Saving», defining how produce made by economyY ∗ (t) = F(K(t),L(t)), where K (t) = kL(t) as the sum of incomes from a fixed capitalYK∗ (t) and labour force YL∗(t) , is distributed on a turnpike between saving I ∗ (t), consumptionC ∗ (t), tax deductions N ∗ (t) and material inputs ƒ ∗ (t). The results are specified for the case ofCobb-Douglas production function and is made analyze results.

Download file
Counter downloads: 361

Keywords

production function, golden rule of saving, the turnpike theorem, Optimum control, one-sector economy, производственная функция, золотое правило накопления, магистральная теорема, односекторная экономика, птимальное управление

Authors

NameOrganizationE-mail
Dyomin N.S.Tomsk State Universitydyomin@fpmk.tsu.ru
Kuleshova E.V.Tomsk State Universitykuleshova.e@mail.ru
Всего: 2

References

Демин Н.С., Кулешова Е.В. Управление односекторной экономикой на конечном интервале времени по критерию максимизации налоговых отчислений // Сибирский журнал индустриальной математики. 2009. Т.12. № 1(37). С.74 - 88.
Демин Н.С., Кулешова Е.В.Управление односекторной экономикой на конечном интервале времени с учетом налоговых отчислений по критерию максимизации потребления работодателей // Изв. РАН. Теория и системы управления. 2008. №6. С.87 - 98.
Матвеев А.М. Методы интегрирования обыкновенных дифференциальных уравнений. М.: Высшая школа, 1967.
Демин Н.С., Кулешова Е.В. Управление односекторной экономикой на конечном интервале времени с учетом потребления работодателей //Автоматика и телемеханика. 2008.№9. С.140 - 155.
Понтрягин Л.С. и др. Математическая теория оптимальных процессов. М.: Наука, 1978.
Гурман В.И. Магистральные решения в процедурах поиска оптимальных управлений // Автоматика и телемеханика. 2003. №3. С.61 - 71.
Габасов Р., Габасова О.Р., Дмитрук Н.М. Синтез оптимальной политики для производственно-финансовой модели фирмы I. Построение магистралей //Автоматика и телемеханика. 1998. №9. C. 100 - 117.
Phelps E.S. Golden rules of economic growth. New-York: Norton, 1966.
Москаленко А.И. Оптимальное управление моделями экономической динамики. Новосибирск: Наука, 1999.
Дубовский С.И. Энергетика и распределение доходов в экономическом развитии. М.: УРСС, 2004.
Солоу Р.А. Перспективы теории роста //Мировая экономика и международные отношения. 1966. №8. Р.69 - 77.
Solow R.A. Contribution to the theory of economic growth //Quart. J. Economics. 1956. V. 70, P.65 - 94.
Интрилигатор М. Математические методы оптимизации и экономическая теория. М.: Айрисс пресс, 2002.
Митягин Б.С. Заметки по математической экономике // УМН. 1972. T.27. №3. С.3 - 19.
Ramsey F.P. Mathematical theory of savings // Econ. J. 1928. V. 38. P. 543 - 559.
Ашманов С.А. Введение в математическую экономику. М.: Наука, 1984.
Эрроу К. Применение теории управления к экономическому росту /Математическая экономика. М.: Мир, 1974.
 Turnpike principle in a problem of management onesectoreconomy in the presence of restrictions on saving and consumption | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Upravlenie, vychislitelnaja tehnika i informatika – Tomsk State University Journal of Control and Computer Science. 2009. № 2 (7).

Turnpike principle in a problem of management onesectoreconomy in the presence of restrictions on saving and consumption | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Upravlenie, vychislitelnaja tehnika i informatika – Tomsk State University Journal of Control and Computer Science. 2009. № 2 (7).

Download file