Эта производственная функция характеризуется постоянной эластичностью выпуска по отношению к изменению ресурса.
Рис. 3
На рис. 3 изображен график производственной функции
Теперь сформулируем экономические предположения.
Первое предположение. Производство невозможно при отсутствии хотя бы одного ресурса (точнее незаменимого ресурса), т. е.
Это означает, что каждый из ресурсов необходим хотя бы в малых количествах. Полное его отсутствие не может быть компенсировано другими ресурсами.
Второе предположение. При увеличении затрат производственных ресурсов выпуск продукции не уменьшается. Это означает, что предельные эффективности ресурсов положительны. В математической форме:
Предположение (10), являющееся на первый взгляд очевидным, выполняется не всегда. Например, при возрастании количества удобрений, приходящихся на единицу площади, производство зерна сначала растет, а затем начинает снижаться. Поэтому для производственных функций, не удовлетворяющих соотношению (10), вводится понятие экономической области. Использование ресурсов в сочетаниях, не попадающих в экономическую область, бессмысленно с экономической точки зрения.
Для функций (8), имеющих непрерывные производные, границами экономической области являются поверхности¶f/¶ хi= 0, которые называют разделяющими поверхностями.
Третье предположение. По мере увеличения количества одного ресурса при постоянных количествах других предельная эффективность использования этого ресурса не возрастает. Математически это требование для дважды дифференцируемых функций выглядит следующим образом:
Для производственной функции вида
Часто вместо условия (11) формулируется более сильное математическое требование, близкое к (11) по смыслу. Если f(x) – выпуклая вверх функция своих аргументов, на неотрицательном ортанте для любых двух неотрицательных векторов х' и х" и любого числа аÎ[0,1] справедливо неравенство:
Если используется единственный ресурс, а функция f(x) достаточно гладкая то требования (11) и (12) равносильны. Если же ресурсов несколько то (11) не эквивалентно (12), т. е. не эквивалентно выпуклости вверх функции f(x).
Четвертое предположение. Производственная функция характеризуется определенной отдачей от расширения масштабов производства. Последняя характеризует изменение выпуска продукции при пропорциональном изменении затрат ресурсов и математически выражается в умножении всех компонентов вектора хна положительный скаляр t. Скалярная функция f(x) является однородной функцией степени δ, если для любого вектора хи любого скаляра tона удовлетворяет соотношению:
. (13)
Математически четвертое предположение состоит в требовании однородности производственной функции. Если δ > 1, то производственная функция характеризуется возрастающей отдачей от расширения масштабов производства; если δ=1 – постоянной отдачей; при δ< 1 - убывающей отдачей. Естественно, что выполняется предположение δ ≥ 1, ибо в противном случае нарушалось бы условие (10) во всех точках положительного ортанта и отсутствовала бы экономическая область. Данное предположение выполняется далеко не для всех производственных функций, используемых в экономических исследованиях. Для характеристики последствий изменения масштаба производства вводят показатель ε(х), называемый эластичностью производства и определяемый следующие образом:
Этот показатель характеризует процентное изменение выпуска продукции при изменении масштаба производства на 1% при данной структуре ресурсов х. Для производственных функций, удовлетворяющих соотношению (13), получаем
Можно установить связь между эластичностью производства и эластичностью выпуска по отношению к изменению затрат ресурсов εi(х). Учитывая, что
, (15)
тогда
Таким образом, эластичность производства в некоторой точке пространстве ресурсов равна сумме эластичности выпуска по отношению к затратам производственных ресурсов в этой точке.
В случае единственного ресурса, например в функции (6), эластичность производства совпадает с эластичностью выпуска по отношению к изменению затрат ресурса. Для производственных функций с постоянной отдачей от расширения масштабов производства (13) связь между эластичностями выпусков и эластичностью производства приобретает вид:
Рассмотрим производственные функции, удовлетворяющие четырем сформулированным выше предположениям, а именно: (9), (11). (13), (17). Возьмем t, удовлетворяющее условиям 0 < t < 1. Из условия (12) получаем:
.
Поскольку в силу (9) имеем
Возможности замещения ресурсов
Возьмем производственную функцию с двумя ресурсами:
. (19)
Функции такого типа часто используются при описании народного хозяйства или его структурных единиц. В таких производственных функциях величина уимеет смысл конечной продукции народного хозяйства, x1 - общего количества основных фондов, x2- общего количества трудовых ресурсов в стране.
Функция (19) удовлетворяет всем предположениям предыдущего раздела, причем для нее δ= 1. Поэтому можно построить функцию φ(х), которая в данном случае будет показывать объем продукции на 1 трудящегося и имеет вид:
где χ- отношение количества основных фондов к численности трудящихся, т. е. фондовооруженность.
График функции