2. 3. Основні кроки процесу створення та розбудови економіко-математичної моделі.

3. Мистецтво побудови економіко-математичної моделі полягає в тому, щоб узгодити якомога більшу лаконічність її математичного запису із точністю модельного відтворення економічної реальності.

4. Модель — це об'єкт, що заміщує оригінал і відбиває найважливіші риси і властивості оригіналу для певної мети дослідження за обраної системи гіпотез.

5. Під економіко-математичною моделлю розуміють концентрований вираз найсуттєвіших економічних взаємозв'язків досліджуваних об'єктів (процесів) у вигляді математичних функцій, нерівностей і рівнянь, відношень формальної логіки тощо.

6. Моделювання є процесом побудови, вивчення та застосування моделей. Воно є невід’ємною частиною будь-якої цілеспрямованої діяльності.

7. Процес моделювання включає три елементи, що утворюють систему:

8. * суб'єкт дослідження (системний аналітик);

9. * об'єкт дослідження;

10. * модель, яка опосередковує відносини між об'єктом, який вивчається, та суб'єктом, який пізнає (системним аналітиком). Побудова моделі поєднується з такими категоріями, як абстракція, аналогія, гіпотеза.

11. Процес моделювання можна зобразити такою схемою: є об’єкт і є дослідник.

12. Перший крок передбачає наявність деяких знань про об'єкт-оригінал. Будується вербальна, тобто словесна модель, Пізнавальні можливості моделі зумовлюються тим, що модель відображає, з погляду системного аналітика, суттєві риси об'єкта-оригіналу. Очевидно, модель втрачає сенс як у випадку тотожності з оригіналом, так і в разі надмірного спрощення. Через це будь-яка модель заміщує оригінал тільки у строго обмеженому сенсі.

13. На другому кроці модель постає як самостійний об’єкт дослідження. Остаточним результатом цього етапу є множина знань про модель. Однією з форм такого дослідження є проведення «модельних» експериментів, за яких свідомо змінюють умови функціонування моделі і систематизують дані про її «поведінку».

14. На практиці реалізуються три основні ступені формалізації, тобто формування математичної моделі: змістовний опис; формалізована схема (графічна модель структури об’єкту); математична модель.

15. На третьому кроці здійснюється перенесення знань про модель на оригінал. Тлумачення результатів моделювання формує множину знань про об'єкт.

16. На четвертому кроці здійснюється практична перевірка одержаних за допомогою моделей знань та їх використання для побудови узагальнюючої теорії об’єкта й управління ним.

17. Моделювання — циклічний процес: знання про досліджуваний об'єкт розширюються та уточнюються, а модель поступово вдосконалюється.

18. Природним є ієрархічний підхід до формування моделей, що реалізує принцип «від простого — до складного. Отже, виникає ланцюжок (ієрархія) усе більш деталізованих моделей, кожна з яких узагальнює та ускладнює попередні, включаючи їх як частковий випадок.

19. Проникнення математики в економічну науку пов'язане з подоланням певних труднощів. Головні з них криються у природі економічних об’єктів і процесів. Більшість з яких можуть бути охарактеризовані поняттям «складна система».

20. Під економічною системою розуміють складну, імовірнісну, динамічну систему, яка належить до класу кібернетичних, тобто керованих систем.

22. 4. Модель поведінки споживача.

Головне завдання під час вивчення питання щодо поведінки споживача полягає в тому, щоб установити, в яких обсягах він купує наявні товари та послуги за заданих цін і доходу.

Модель поведінки споживача

У теорії споживання вважається (робоча гіпотеза), що споживач завжди прагне максимізувати свою корисність, і єдине, що його стримує, — це обмежений дохід:

(7.3)

Ця задача на умовний екстремум приводиться до знаходження безумовного екстремума функції Лагранжа:

L(x) = u(x) –  (px – M).

Необхідні умови локального екстремуму:

(7.4)

. (7.5)

Це дійсно визначає точку максимуму, бо матриця u — від’єм­но визначена. З (7.5) бачимо, що споживач за фіксованого доходу так обирає набір x^*, що в цій точці відношення граничної корисності дорівнює відношенню цін:

Якщо розв’язати (7.4), (7.5) відносно x^*, отримаємо функцію попиту споживача:

(7.6)

23. 5. Модель (рівняння) Слуцького та елементи його аналізу.

Розгляньмо, як зміниться попит споживача, що визначається моделлю (7.3):

24. якщо зміниться ціна одного з товарів.

Нехай ціна n-го товару зросла на ap_n, тоді згідно з (7.6) попит на кожен товар зміниться так:

25. 

але, оскільки (7.6) — це лише інший запис (7.4) і (7.5), то рівняння для одержимо, диференціюючи за p_n ці співвідношення, тобто:

(7.7)

26. 

Система з (n + 1) лінійних рівнянь (7.7) відносно (n + 1) невідомих у матричній формі запишеться таким чином (штрих означає транспонування, p — вектор-рядок цін, U — матриця Гессе, x^* — вектор-стовпчик попиту на товари):

(7.8)

Матриця, обернена до матриці рівнянь (7.8), має вигляд:

27. 

де  = – (pU^–1 p) ^–1 > 0.

Тому розв’язок системи рівнянь (7.8) у матричній формі має вигляд:

28. 

Індекс n у матриці (в дужках) означає, що взято її n-й стовпчик.

Отже, збільшення (зміна) ціни на n-й товар привело до такої зміни попиту на товари:

. (7.9)

29. Тепер доцільно з’ясувати зміст складових, що входять у рівняння (7.9).

Зміна попиту за збільшення ціни з компенсацією

Розгляньмо таке збільшення доходу на dM, яке компенсувало б споживачеві збільшення ціни на dp_n (на n-й товар, благо).

Згідно з теоремою споживання це означає, що корисність споживача збереглася на попередньому рівні, тобто:

Маємо використати рівняння (7.5), з якого отримаємо:

30. 

Звідси маємо, що:

Тепер можемо визначити dM, використовуючи (7.4) та (7.10):

тобто дохід зріс рівно настільки, скільки необхідно було б додатково витратити споживачеві на придбання n-го товару в поперед­ньому обсязі за зростання ціни на величину dp_n.

За компенсованої зміни ціни отримаємо такі рівняння для :

випливає з

, (7.11)

Отже, збільшення ціни з компенсацією доходу приводить до такої зміни попиту:

(7.13)

Тобто друга складова у правій частині (7.9) — це зміна попиту, якщо зростання ціни n-го товару на dp_n компенсується збільшенням доходу на

Розгляньмо зміну попиту за зміни доходу.

Нехай дохід змінюється на dM, тоді попит зміниться так:

Рівняння для знову ж таки отримаємо, диференцію­ючи за M співвідношення (7.4), (7.5):

Тому

31. ,

звідки маємо:

(7.16)

32. Об’єднуючи (7.9), (7.13), (7.16), отримаємо таке рівняння Слуць­кого, яке є серцевиною теорії корисності:

(7.17)

А оскільки вивчається зміна попиту за зростання ціни на n-й товар, що не компенсується підвищенням доходу, то друга складова в (7.17) (з від’ємним знаком) якраз і знімає штучний приріст попиту, що викликаний компенсуючим зростанням доходу.

Для того щоб скористатися рівнянням Слуцького, вивчимо властивості матриці:

Ця матриця симетрична, оскільки симетричною є матриця U^–1, а остання симетрична внаслідок симетричності матриці U.

Матриця H від’ємно напіввизначена, що означає: zHz  0 для будь-якого вектор-рядка z.

Отже, навіть за компенсованого зростання ціни товару попит на цей товар усе-таки спадає.

Товар і називають цінним, якщо зі зростанням доходу попит на нього зростає , малоцінним — якщо .

Оскільки згідно з (7.14) (7.19)

то цінні товари обов’язково існують.

Попит на цінний товар спадає за зростання ціни на нього, це безпосередньо випливає з рівняння Слуцького для (i-го) товару:

33. 

Зменшення попиту на i-й товар приводить до зростання попиту на l-й товар. Такі товари називають взаємозамінюваними, наприклад, тваринні жири і рослинна олія.

Якщо ж , то товари i та m утворюють взаємодоповнювальну пару (компенсоване зростання ціни на бензин спри­чинює спад попиту як на бензин, так і на автомобілі).

Продукт l називають валовим замінником продукту i, якщо

Функція попиту має властивість валової замінності, якщо зі зростанням ціни на будь-який продукт і попит на решту продуктів не знижується:

34. 

Якщо ж , то функція попиту має властивість сильного валового заміщення. Можна довести, що функція попиту, породжена функцією корисності

має властивості сильного валового заміщення.

Ефекти заміщення та доходу за підвищення (зниження) ціни на один із товарів ілюструють рис. 7.1 та 7.2 відповідно.

Ефект доходу полягає у зміні споживання внаслідок зміни реального доходу, яка виникла через зміну цін.

Ефект заміщення полягає у зміні споживання внаслідок зміни відносних цін.

35. 

36. Рис. 7.1. Ефект заміщення та ефект доходу за підвищення ціни

37. 

38. Рис. 7.2. Ефект заміщення та ефект доходу за зниження ціни