附录
在给出一些引理之后,我们证明了命题2和命题3。
引理1让k个是k的最优路径0>0.那么,不可能有一个整数T使得γkt吨=k个t吨+1对于所有t≥T型.
证明:让k个成为最佳路径k个0>0.假设存在T型.自k个t吨→0,假设3下存在一个整数T′≥T型这样的话β(f)′(k个T型′+1)>1最优消费的积极性意味着k个t吨+1<(f)(k个t吨)为所有人t吨所以存在ε>0足够小,因此
γk个t吨<(1+ε)k个t吨+1≤(f)(k个t吨),∀t吨≥T型′.
定义k个˜作为k个˜t吨=k个t吨对于t吨=1, …,T′和k个˜t吨=(1+ε)k个t吨对于t吨≥T′+1.可行,因为我们有:
γk个˜t吨=k个˜t吨+1 和k个˜t吨+1=(1+ε)k个t吨+1≤(f)(k个t吨)<(f)(k个˜t吨), 的t吨≥T型′+1
接下来,我们展示一下k个˜占主导地位k个对一些人来说ε足够小。定义Δ(ε)=U型(k个˜)−U型(k个).通过设置(f)^(k个)=(f)(k个)−γk个,我们有:
Δ(ε)=βT型′[u个((f)^(k个T型′)−γεk个T型′)−u个((f)^(k个T型′))]+βT型′ηw个(γεk个T型′)+βT型′+1[u个((f)˜((1+ε)k个T型′+1))−u个((f)˜(k个T型′+1)]+∑τ>T型′+1+∞βτ[u个((f)˜((1+ε)k个τ))−u个((f)˜(k个τ)]
因为第二项和最后一项是积极的u、 (f)我们得到的是凹的和可微的
Δ(ε)βT型′>[u个((f)^(k个T型′)−γεk个T型′)−u个((f)^(k个T型′))]+β[u个((f)^((1+ε)k个T型′+1))−u个((f)^(k个T型′+1)].
作为ε→0,我们有:
Δ(ε)βT型′>γk个T型′[−u个′((f)^(k个T型′))+βu个′((f)^(k个T型′+1))(f)^′(k个T型′+1)]>0,
这与k个. ■
引理2让k个是k的最优路径0>0.那么,存在一个整数T,使得γkt吨<k个t吨+1对于所有t≥T型.
证明:让k个成为最佳路径k个0>相反,假设对于任何T型存在T′≥T型这样的话γk个T型′−1=k个T型′.请注意T′可以进行选择,以便γk个T型′<k个T型′+1和β(f)′(k个T型′)>1根据引理1和事实k个t吨→0
最优消费的积极性意味着k个T型′<(f)(k个T型′−1)为所有人t吨这样就有了ε>0足够小,可以验证
k个T型′+ε<(f)(k个T型′−1) 以及γ(k个T型′+ε)<k个T型′+1.
让k个˜是一个可行序列,定义为
k个˜t吨=k个t吨 的t吨≠T型′ 和k个˜T型′=k个T型′+ε.
让我们定义Δ:ℝ+→ℝ+通过
Δ(ε)=u个((f)(k个T型′−1)−k个T型′−ε)+ηw个(ε)+βu个((f)(k个T型′+ε)−k个T型′+1)+βηw个(k个T型′+1−γ(k个T型′+ε)).
微分Δ(ε)关于ε并在进行评估ε=0,我们得到
Δ′(0)>−u个′((f)(k个T型′−1)−k个T型′−ε)+βu个′((f)(k个T型′+ε)−k个T型′+1)(f)′(k个T型′)≥0,
与Δ的事实相矛盾(ε)最大值必须为ε=0. ■
引理3让k个是k的最优路径0>0.然后,存在一个整数T,如下所示
ηw个′ (k个t吨+1−γk个t吨)−βηγw个′ (k个t吨+2−γk个t吨+1)≥0, ∀t吨≥T型.
证明:让k个成为最佳路径k个0>0.根据假设3,k个t吨∈[0,A类(k个0)]对所有人来说t吨以及根据命题2-(ii),k个是单调的。因此,k个必须收敛到某个k个不锈钢相反,假设对于任何整数T型存在τ≥T型这样的话
ηw个′ (k个τ+1−γk个τ)−βηγw个′ (k个τ+2−γk个τ+1)<0
作为τ→+∞, 我们有
η(1−βγ)w个′ (δk个S公司S公司)>0,
这与w′. ■
命题2的证明
假设k个0>0和那个k个是最佳的k个0.提议1-(ii)建立k个t吨+1<(f)(k个t吨)为所有人t吨.引理2确保存在一些T型具有γkt吨<k个t吨+1为所有人t吨≥T型。这意味着约束在时间上没有约束力T型之后,欧拉方程开始成立T型.
鉴于k个′0>k个0, k个′1≥k个1摘自Benhabib和Nishimura(1985)。如果k个′1=k个1,然后k个′t吨*=k个t吨*对于t≥1,因为存在与k个1。通过将此参数用于t吨>1,我们可以得出以下结论k个′t吨≥k个t吨,∀t吨.
命题3的证明
让k个成为最佳路径k个0>0.回想一下命题2,欧拉方程意味着
u个′((f)(k个t吨)−k个t吨+1)−ηw个′(k个t吨+1−γk个t吨)=βu个′((f)(k个t吨+1)−k个t吨+2)(f)′(k个t吨+1)−βηγw个′(k个t吨+2−γk个t吨+1)
为所有人t吨≥T型.
首先假设k个收敛到0。我们都有t吨≥T′:
u个′((f)(k个t吨)−k个t吨+1)>βu个′((f)(k个t吨+1)−k个t吨+2) (f)′(k个t吨+1)≥u个′((f)(k个t吨+1)−k个t吨+2)
其中第一个不等式来自引理3,第二个不等式来自某些不等式的存在性T′≥T型具有βf′(k个t吨)全部≥1t吨≥T′。这意味着c(c)t吨<c(c)t吨+1为所有人t吨≥T′.自c(c)t吨→0作为k个t吨→我们有一个矛盾。
假设现在k个发散到+∞。这违反了最大可持续资本存量的存在。