# NK 模型

# 带货币的 RBC 模型

我们列出带货币的 RBC;MIU 模型和 CIA 模型,说明真实商业周期模型下依旧有以下几种可能。

  1. 带有货币
  2. 存在扭曲或者无效率
  3. 存在内生的扭曲或无效率
  4. 存在货币的非中性作用

但以上模型中即使有货币的供需问题,依旧是“价格中性”的。

# Example 1

已知有如下的居民效用函数:Etk=0+βku(Ct+k,Nt+k)Ct+kt+k 时的居民消费,Nt+kt+k 时的劳动供给,经济中并不存在实物资本。

已知此时经济中的生产技术如下 Yt=AtNtα,市场出清为 Yt=Ct,技术服从 lnAt+1=ρAlnAt+εt+1

(1) 求解此时的中央计划者经济。

(2) 若满足效用函数 u(Ct,Nt)=Ct1σ1σϕLNt1+ϕ1+ϕ,求解上述方程的稳态与一阶差分(对数线性化)近似(当 ϕL=α 时)。

# Example 3

考虑如下的分散化经济

居民效用

Etk=0+βku(Ct+k,Nt+k)

其中 Ct+kt+k 时的居民消费,Nt+kt+k 时的劳动供给,经济中并不存在实物资本。

居民融资约束

PtCt+QtBt+1=Bt+WtNt+Tt

其中 Pt 为消费品价格,Ct 为消费品产量,Wt 为名义工资,Nt 为劳动供给,Tt 为居民的转移支付,Bt 为时刻 t 通过国债获得的收益,Bt+1t+1 时刻的国债收益,Qt 为时刻 t+1 获得 1 单位的名义收入的短期国债,在时刻 t 出售的名义价格,因此 Rt+1N=1QtRt+1N 为债券的名义利率。

最终产品厂商利润

ΠtF=PtYtWtNt

其中 Pt 为最终产品价格,Yt 为最终产出,Wt 为名义工资,Nt 为劳动需求。

生产函数为

Yt=AtNtα

市场出清方程

  1. 实物市场产品出清Yt=Ct
  2. 国债市场出清Bt=0

冲击设定

lnAt+1=ρlnAt+εt+1A

稳态下 lnAt+1=lnAt=1

(1) 写出居民的欧拉方程和劳动供给方程。

解:

居民值函数

V(Bt;Qt,Pt,Wt,Tt)maxEtk=0+βku(Ct+k,Nt+k)s.t.PtCt+QtBt+1=Bt+WtNt+TtV(Bt;Qt,Pt,Wt,Tt)maxu(Ct,Nt)+βEtV(Bt+1;Qt+1,Pt+1,Wt+1,Tt+1)s.t.PtCt+QtBt+1=Bt+WtNt+Tt

无约束最优化

V(Bt;Qt,Pt,Wt,Tt)maxCt,Ntu(Ct,Nt)+βEtV(Bt+1;Qt+1,Pt+1,Wt+1,Tt+1)λt(PtCt+QtBt+1BtWtNtTt)

FOCs

uC(Ct,Nt)=λtPtuN(Ct,Nt)=λtWt

可得劳动供给方程

u/N(Ct,Nt)u/C(Ct,Nt)=WtPtβEtVt+1Bt+1(Bt+1;St+1)=λtQt

包络定理

VBt(Bt;St)=λtλtQt=βEtVt+1Bt+1(Bt+1;St+1)=βEtλt+1Etβλt+1λt1Qt=1

代入 λt=u/C(Ct,Nt)Pt 可得欧拉方程(跨期投资方程)

Etu/C(Ct+1,Nt+1)u/C(Ct,Nt)PtPt+11Qt=1

结果

(A-S)u/N(Ct,Nt)u/C(Ct,Nt)=WtPt(Euler)Etu/C(Ct+1,Nt+1)u/C(Ct,Nt)PtPt+11Qt=1

(2) 结合企业的利润最大化方程和市场出清方程,分析经济中的实物变量,说明此方程是价格中性的。

解:

企业利润方程

maxΠt=PtAtNtαWtNt

FOC

(A-D)WtPt=YtNt=αAtNtα1

结合 (A-D) 和 (A-S) 有

u/N(Ct,Nt)u/C(Ct,Nt)=WtPt=YtNt=αAtNtα1=αYtNt

生产技术与市场出清有

Yt=Ct=AtNtα

技术冲击方程

lnAt+1=ρlnAt+εt+1A

说明此时的市场配置是独立于物价的。

(3)u(Ct,Nt)=Ct1σαNt1+ϕ,且 W=PQ=β,求上述问题的对数线性化。

解:

y^t,n^t,c^t 类似问题2,可以获得

(1)ϕn^t+σc^t=a^t+(α1)n^t(2)c^t=y^t=a^t+αn^t(3)a^t+1=ρAa^t+εt+1A

同时有

WtPt=αYtAtw^tp^t=y^ta^t

Etu/C(Ct+1,Nt+1)u/C(Ct,Nt)PtPt+11Qt=1,定义如下:

i^t=lnRt+1NlnRN=Rt+1NRNRNw^t=lnWtlnW=WtWWp^t=lnPtlnP=PtPP

可得

σEtc^t+1+σc^t+p^tEtp^t+1+i^t=0

引入

Etp^t+1p^tEtπ^t+1

lnPt+1PtlnPP=lnπt+1lnπ=π^t+1

可得

c^t=Etc^t+11σ(i^tEtπ^t+1)

w^tp^t=y^ta^tc^t=Etc^t+11σ(i^tEtπ^t+1)

# Example 4 Simple MIU

居民效用

Etk=0+βku(Ct+k,Nt+k,Mt+kPt+k)

融资约束

PtCt+QtBt+1+Mt+1=Bt+WtNt+Tt+Mt

企业利润

ΠtF=PtYtWtNt

生产函数

Yt=AtNtα

市场出清方程

  1. 实物市场产品出清Yt=Ct
  2. 国债市场出清Bt=0

冲击设定

lnAt+1=ρlnAt+εt+1A

稳态技术下

lnAt+1=lnAt=1

(1) 写出居民的欧拉方程和劳动供给方程、货币需求方程。

解:

V(Bt,Mt1;Qt,Pt,Wt,Tt)maxEtk=0+βku(Ct+k,Nt+k,Mt+kPt+k)s.t.Mt+PtCt+QtBt+1=Bt+WtNt+Tt+Mt1

FOCs

uC=λtPtuN=λtWtβEtVt+1Bt+1=λtQt

可得劳动供给方程

u/Nu/C=WtPt

包络定理可得跨期投资方程

Etβu/C(Ct+1,Nt+1,Mt+1Pt+1)u/C(Ct,Nt,MtPt)1Qt=1

对于 FOC: 对 Mt

βEtVM(Bt+1,Mt;St+1)+u(M/P)(Ct,Nt,MtPt)1Pt=λt

包络: 对 Mt1

VtMt1(Bt,Mt1;St)=λt

代入之后

u(M/P)(Ct,Nt,MtPt)1PtuC(Ct,Nt,MtPt)1Pt=1Etβλt+1λt=1Qt

可得货币的需求方程

u(M/P)(Ct,Nt,MtPt)uC(Ct,Nt,MtPt)=1Qt

(2)u(C,N,MP)=C1σ1σαN1+ϕ1+ϕ+(M/P)1σ1σ,求实际产出和货币供给、需求方程。

解:

代入之后,除去货币需求方程外均与 3 中相同,稳态下 C=Y=N=1,同时又货币供给、需求方程为

MtPt=Ct(1Qt)1/σ

从而有

m^tp^t=c^t1σQ1Qi^t

η=1σQ1Q 即与 3 中货币外生供给相同,又 Q=β,有

η=β1β1σ

(3)u(Ct,Nt,MtPt)=[(1θ)Ct1r+θ(MtPt)1r]1σ1rϕLNt1+ϕ1+ϕ,若 ϕL=α1θ,θ=1β2β,求稳态与对数线性化。

作为一个不可分效用的MIU模型,有两点启示:

  1. RBC 模型未必是货币中性的,实际货币量 Mt/Pt 对经济的配置亦有影响;从而用上述不可分情形分析货币政策的价格型和数量型议题是经典方案。
  2. RBC 模型中,价格水平的作用是中性的,这里若无货币的工序方程 LM 曲线,要素是由实际货币供给变动和技术冲击、需求冲击等引起变化的。

# NK 基准模型

居民

Etk=0+βku(Ct+k,Nt+k)s.t.PtCt+Bt+1Qt=Bt+WtNt+Tt

最终产品厂商

Yt=[01yt(i)11εdi]ε/(ε1)ΠtF=max{yt(i)}i[0,1]PtYt01pt(i)yt(i)di

每个时刻有 (1θ) 的企业可调价,有 θ 的不可调价。

(1) 写出居民和最终厂商的最终条件。

解:

见题 3 有居民的最终行为条件如下

{Etu/C(Ct+1,Nt+1)u/C(Ct,Nt)PtPt+11Qt=1u/N(Ct,Nt)u/C(Ct,Nt)=WtPt

最终企业的最终条件:见题 5

ΠtF=max{yt(i)}PtYt01pt(i)yt(i)diYt=[01yt(i)11εdi]εε1

FOC 可得

εε1[01yt(i)di]εε11×Pt×(11ε)yt(i)1ε=pt(i)PtYt1εyt(i)1ε=pt(i)yt(i)Yt=(pt(i)Pt)ε 又有 PtYt=01pt(i)yt(i)di=01pt(i)(pt(i)Pt)εYtdiPt1ε=01pt(i)1εdi

从而可得

yt(i)=(pt(i)/Pt)εYtPt=[01pt(i)1εdi]1/(1ε)

(2)u(C,N)=C1σ1σαN1+ϕ1+ϕyt(i)=Atnt(i)α时,写出在时刻 t 可以调价的企业的最大化目标和最终条件。

解:

TCt+k(pt(i))[(pt(i)/Pt+k)εYt+kAt+k]1/αWt+kMt,t+kN=βk(Ct+kCt)σPtPt+k

企业的最大化目标

maxpt(i)Etk=0+θkMt,t+kN[(pt(i)Pt+k)1εPt+kYt+kTCt+k(pt(i))]

最终表示如下

{Etk=0+θkMt,t+kNPt+kεYt+kpt(i)ε}pt(i)=1αεε1k=0+θkMt,t+kNWt+k[(pt(i)/Pt+k)εYt+kAt+k]1/α

由求解可知,pt(i)i 可调价均相同,后面记为 pt

TCt+k(pt)=TCt+k(yt+k|t(pt),可得

dTCt+kdpt=dTCt+kdyt+k|tdyt+k|tdptMCt+k|tNTCt+kyt+k|t

yt+k|t=Pt+kεYt+kptε

MCt+k|tN=Wt+k1α(yt+k|tAt+k)1/α11At+k

上述表示可写为

(Etk=0+θkMt,t+kNyt+k|t)pt(i)=εε1Etk=0+θkMt,t+kNyt+k|tMCt+k|tN

(3) 因为 Nt=01nt(i)di,写出此时的劳动需求方程。

解:

yt(i)=(pt(i)Pt)εYtnt(i)=(yt(i)At)1/αnt(i)=pt(i)ε/αPtε/α(YtAt)1/αNt=01nt(i)di=01pt(i)ε/αPtε/αdi×(YtAt)1/α

(4) 已知 lnAt+1=ρlnAt+εt+1A。写出上述问题下的市场出清条件,并给出当 Pt+1=Pt=1At+1=At=1,且无垄断时的稳态解。

解:

居民的劳动供给

(1)αCtσNtϕ=WtPt

居民的跨期行为

(2)Etβ(Ct+1Ct)σPtPt+11Qt=1

最终产品定价

(3)Pt1ε=01pt(i)1εdi=θPt11ε+(1θ)Pt1ε

市场出清

(4)Yt=Ct=AtNtαdt

扭曲定义

(5)dt=[01(pt(i)Pt)ε/αdi]α

最优定价行为

(6)PtEtk=0+(θβ)k(Ct+kCt)σPtPt+kyt+k|t=εε1Etk=0+(θβ)k(Ct+kCt)σPtPt+kyt+k|tMPt+k|tN

定义产出

(7)yt+k|t=(PtPt+k)εYt+k

定义名义成本

(8)MCt+k|tN=Wt+k1α(yt+k|tAt+k)1/α11At+k

泰勒规则

略给定

冲击设定

lnAt+1=ρAlnAt+εt+1A

lnAt0Pt+11 时可得稳态

C=Y=d=P=pt(i)=Pt=1W=αQ=β

(5)dt 对数线性化,并结合 (4) 和 (2) 获得 I-S 曲线。

解:

p^t=01(Pt(i)P)1εp^t(i)di=01p^t(i)didt=[01(pt(i)Pt)ε/αdi]αd^t=εd(01p^t(i)diP^t)=0

y^t=c^t 代入 (2) 可以获得

Ety^t+1(i^tEtπ^t+1)1σ=y^ty~ty^ty^tn

又因 y^t=ρya^t,而 r^tn=σρy[Eta^t+1a^t] 代入之后可得 I-S 曲线

y~t=Ety~t+11σ(i^tEtπ^t+1r^tn)

(6) 定义 MCt+k|tN/Pt+k=MCt+k|t,用 mc^t+k|tp^t+kp^t1 表示 p^tp^t1

解:

对于 (6),可以获得

Etk=0+(θβ)k(1θβ)(σc^t+k+σc^t+p^tp^t+k+y^t+k|t+p^t=Etk=0+(θβ)k(1θβ)(σc^t+k+σc^t+p^tp^t+k+y^t+k|t+mc^t+k|tN)

可得

p^t=Etk=0+(θβ)k(1θβ)(mc^t+k|tN)p^tp^t1=Etk=0+(θβ)k(1θβ)(mc^t+k|t)+Etk=0+(θβ)k(1θβ)(p^t+kp^t1)

(7) 因为 MCt+k|t=(PtPt+k)(1α)εαMCt+k,将上式结合 Pt1ε=(1θ)(Pt)1ε+θPt11ε 获得通胀与物价的关系。

解:

Pt1ε=(1θ)(Pt)1ε+θPt11ε(1ε)p^t=[(1θ)p^t+θp^t1](1ε)p^tp^t1=(1θ)(p^tp^t1)p^tp^t1=11θ(p^tp^t1)

mc^t+k|t=mc^t+k(1α)εα(p^tp^t+k)MCt+k|t=Wt+kPt+k(Pt(i)εPt+kεYt+kAt+k)1/α11α1At+k=1At+kWt+kPt+k(Yt+kAt+k)1/α11αMCt+k[pt(i)Pt+k]ε(1/α1)

可得

mc^t+k|t=mc^t+k(1α)εα(p^tp^t+k)=mc^t+k(1α)εα(p^tp^t1)+(1α)εα(p^t+kp^t1)

代入 p^tp^t1=Etk=0+(θβ)k(1θβ)(mc^t+k|t)+Etk=0+(θβ)k(1θβ)(p^t+kp^t1) 可得

p^tp^t1=Etk=0+(θβ)k(1θβ)mc^t+k(1α)εα(p^tp^t1)+Etk=0+(θβ)k(1θβ)[1+(1α)εα](p^t+kp^t1)

Θ=αα+(1α)ε1,可得

p^tp^t1=Etk=0+(θβ)k(1θβ)mc^t+kΘ+Etk=0+(θβ)k(1θβ)(p^t+kp^t1)

p^t+1p^t=Et+1k=0+(θβ)k(1θβ)mc^t+1+kΘ+Et+1k=0+(θβ)k(1θβ)(p^t+k+1p^t)Et(p^t+1p^t)θβ=Etk=1+(θβ)k(1θβ)Θmc^t+k+Etk=1+(θβ)k(1θβ)(p^t+kp^t)

又因为

p^tp^t1=(1θβ)Θmc^t+(1θβ)(p^tp^t1)+Etk=1+(θβ)k(1θβ)Θmc^t+k+Etk=1+(θβ)k(1θβ)(p^t+kp^t1)=(1θβ)Θmc^+(p^tp^t1)+Etk=1+(θβ)k(1θβ)Θmc^t+k+Etk=1+(θβ)k(1θβ)(p^t+kp^t)

从而有

p^tp^t1=(1θβ)Θmc^+(p^tp^t1)+Etθβ(p^t+1p^t)

p^tp^t1=θβEt(p^t+1p^t)+π^t+(1θβ)Θmc^t

又因为

p^tp^t1=11θ(p^tp^t1)=11θπ^t11θπ^t=θβEtπ^t+111θ+π^t+(1θβ)Θmc^tθ1θπ^t=θ1θβEtπ^t+1+(1θβ)Θmc^tπ^t=βEtπ^t+1+(1θβ)Θ(1θ)θmc^t

λ(1θβ)Θ(1θ)θ 可得

πt=βEtπ^t+1+λmc^t

(8)Yt=AtNtα/dt,且 MCt=WtPtNtYt=1αWtPt(dtYtAt)1/α1dtAt,结合 ε1εαNtϕCtσ=Wt/Pt,分析上述方程。

解:

mc^t=w^tp^t+(1α1)(y^ta^t+d^t)+d^ta^td^t=0

可得

{mc^t=w^tp^t(11α)(y^ta^t)a^ty^t=a^t+αn^t=c^tw^tp^t=ϕn^t+σc^t

可得

mc^t=(w^tp^t)(11α)(y^ta^t)a^t=ϕn^t+σc^t(11α)(y^ta^t)a^t=ϕα(y^ta^t)+σy^t(11α)(y^ta^t)a^t=(σ+ϕ+1αα)y^t(ϕ+1α)at^

又因为

ϕ+1αa^t=(σ+ϕ+1αα)y^tnρmσ+ϕ+1ααmc^t=ρm(y^ty^tn)

从而可得菲利普斯曲线

π^t=βEtπ^t+1+λmc^t=βEtπ^t+1+λρmκ(y^ty^tn)y~t

从而可得 I-S 曲线

y~t=Ety~t+11σ(i^tEtπ^t+1r^tn)

P-C 曲线

π^t=βEtπ^t+1+κy~t

LM 曲线用 Taylor 规则替代

基本型

i^t=ϕππ^t+ϕyy~t

前瞻型

i^t=ϕπFEtπ^t+1+ϕyFEty~t+1

(9) 居民的福利变动

u(Ct,Nt)u(C,N)=uCC¯CtC¯C+