Les preuves que je présenterai sont basées sur des techniques pertinentes au fait que la fonction de production CES a la forme d'une moyenne pondérée généralisée .
Cela a été utilisé dans le document original où la fonction CES a été introduite, Arrow, KJ, Chenery, HB, Minhas, BS et Solow, RM (1961). Substitution capital-travail et efficacité économique. The Review of Economics and Statistics, 225-250.
Les auteurs y ont référé leurs lecteurs au livre Hardy, GH, Littlewood, JE et Pólya, G. (1952). Inégalités , chapitre .2
Nous considérons le cas général
Qk=γ[aK−ρ+(1−a)L−ρ]−kρ,k>0
⇒γ−1Qk=1[a(1/Kρ)+(1−a)(1/Lρ)]kρ
1) Limiter quandρ→∞
Puisque nous sommes intéressés par la limite quand nous pouvons ignorer l'intervalle pour lequel , et traiter comme strictement positif.ρ→∞ρ≤0ρ
Sans perte de généralité, supposons . Nous avons également . Ensuite, nous vérifions que l'inégalité suivante s'applique:K≥L⇒(1/Kρ)≤(1/Lρ)K,L>0
(1−a)k/ρ(1/Lk)≤γQ−1k≤(1/Lk)
⟹(1−a)k/ρ(1/Lk)≤[a(1/Kρ)+(1−a)(1/Lρ)]kρ≤(1/Lk)(1)
en augmentant la puissance pour obtenirρ/k
(1)
(1−a)(1/Lρ)≤a(1/Kρ)+(1−a)(1/Lρ)≤(1/Lρ)(2)
qui tient en effet, évidemment, compte tenu des hypothèses. Revenez ensuite au premier élément de et
(1)
limρ→∞(1−a)k/ρ(1/Lk)=(1/Lk)
qui prend en sandwich le moyen terme dans à , donc(1)(1/Lk)
limρ→∞Qk=γ1/Lk=γLk=γ[min{K,L}]k(3)
Donc, pour nous obtenons la fonction de production de Leontief de base.k=1
2) Limite lorsqueρ→0
Écrivez la fonction en utilisant exponentielle comme
γ−1Qk=exp{−kρ⋅ln[a(Kρ)−1+(1−a)(Lρ)−1]}(4)
Considérons l'expansion de Maclaurin de premier ordre (expansion de Taylor centrée sur zéro) du terme à l'intérieur du logarithme, par rapport à :ρ
a(Kρ)−1+(1−a)(Lρ)−1=a(K0)−1+(1−a)(L0)−1−a(K0)−2K0ρlnK−(1−a)(L0)−2L0ρlnL+O(ρ2)
=1−ρalnK−ρ(1−a)lnL+O(ρ2)=1+ρ[lnK−aL−(1−a)]+O(ρ2)
Insérez-le dans et débarrassez-vous de l'exponentielle externe,(4)
γ−1Qk=(1+ρ[lnK−aL−(1−a)]+O(ρ2))−k/ρ
S'il est opaque, définissez et réécrivezr≡1/ρ
γ−1Qk=(1+[lnK−aL−(1−a)]r+O(r−2))−kr
Maintenant, cela ressemble à une expression dont la limite à l'infini nous donnera quelque chose d'exponentiel:
limρ→0γ−1Qk=limr→∞γ−1Qk=(exp{lnK−aL−(1−a)})−k
⇒limρ→0Qk=γ(KaL1−a)k
Le degré d'homogénéité de la fonction est conservé et si on obtient la fonction Cobb-Douglas.kk=1
Ce fut ce dernier résultat qui a fait Arrow et Co appeler paramètre « distribution » de la fonction CES.a