【趣味数学题】柯布-道格拉斯生产函数
郑涛(Tao Steven Zheng) 著
【问题】
科布-道格拉斯生产函数(Cobb-Douglas production function)是美国经济学家保罗·道格拉斯(Paul Douglas, 1892-1976)和数学家查尔斯·科布(Charles Cobb, 1875-1949)在1927年提出的一种计量经济学模型。他们将总产量建模为劳动力(labour) 和资本投资 (capital investment)
的函数:
其中 。
如果预算约束方程(budget constraint equation)为 ,其中
是劳动力和资本的单位成本(unit cost of labour and capital)。求使生产实现最大化的劳动力和资本投资价值(数值)。


【题解】
这个问题需要使用拉格朗日乘数法(Lagrange multipliers)。考虑以下函数:
计算出偏导数,然后写下成列方程式 :
这里 是指
所以,
利用以上两个方程式来求解 ,得
因此,
把 代入预算约束方程来解
。然后使用新发现的
数值解算
。
因此,最大化生产集解是