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ECON10192/20192 INTRODUCTION TO MATHEMATICAL ECONOMICS 2020-21

发布时间:2022-05-17

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ECON10192/20192

INTRODUCTION TO MATHEMATICAL ECONOMICS

2020-21

Part A: Please answer any TWO of Questions 1-3.

1.   (a) What is a sequence?   Describe (formally and in your own words) what it means for such a sequence to converge to a limit z 2 R.

(b)  Compute the rst ve elements of the sequence {zn}1 , where

2n2           

zn =

(c)  Prove the sequences { n}1  and {yn}1  converge, where

2n                             2n   

ƒ() = 

Plot this function in a graph .

(c)  Prove that ƒ is C1  at  0 = 1 .

(d)  Prove whether ƒ is Ck  at  0  = 1 for any k > 1 .  Is it Ck  for all k > 1 everywhere else? Explain your answer.

3.   (a)  Define what it means for a set U ✓ R to be compact .                 (b)  Prove that the set given by U = [0, 1) [ [2, 3] is not compact .

g() = m (  1)2,   1 © .

Plot this function in a graph .

(d)  In your own words, explain what it means for  0 2 U to be a global maximum of the function g .  Prove that g does not have a global maximum . Discuss this fact in the light of your answer to part (b) .

 

Part B: Please answer ALL of Question 4.

4. A professor chooses how much time to spend on three activities:  re- search, teaching, and administrative duties . The amount of time spent conducting research is written , the amount of time spent teaching y, and the amount of time spent attending to administrative duties z . The professor has a total amount of time t > 1, and has preferences over these three activities represented by a utility function  : R  7! R, with

(,y,z) = ln  + lny +  lnz,    where    > 0

is a xed parameter.  The time spent conducting research must be at least 1 or else the professor will be red; y and z cannot be negative .

(a) Write down the professors constrained optimization problem .            [4]

(b)  Prove that the professor’s objective function is concave and that   [8] the professor’s constraint set is convex .

(c) Why will a non-degenerate constraint qualication (NDCQ) hold?       [2]

(d) Write down the Lagrangian L for this problem .  Compute the rst-   [4] order conditions . Write down the associated complementary slack-        ness, feasibility, and non-negative multiplier conditions .

(e)  Briefly explain why the solution to the equations in your answer to   [2] part (d) will generate the solution to the problem in part (a) .

(f)  Find the optimal amount of time spent on each activity (,y,z[8] when t >  + 2 . What happens when t   + 2?

(g)  Derive the marginal utility of time as a function of t and plot it in a   [8] graph . Is this function continuous at t =  + 2? Is it differentiable?

(h)  Show that the multiplier associated with the constraint that at least   [4] time 1 must be spent conducting research is given by

m0,  1(1)  1  .

Interpret this multiplier both when t >  + 2 and when t   + 2 .