2011年北京大学金融硕士考研真题

本页整理了 2011 年北京大学金融硕士考研真题,并配有精要答案要点。全卷分为微观经济学和统计学两部分,共八道大题,其中微观经济学五题、统计学三题。微观经济学部分涵盖消费者均衡、垄断定价、竞争供给、产业组织证明与志愿者困境。统计学部分考查两总体均值差、单因素方差分析,以及异方差回归中的 OLS 与 GLS。题型包括计算、证明、博弈均衡与假设检验。

微观经济学部分

1.

Stone-Geary 效用函数与消费者均衡(20 分)

某消费者的效用函数为 \[ U(X,Y)=\ln(X-3)+\ln(Y+2), \] 商品 \(X\) 的价格为 \(p\),商品 \(Y\) 的价格为 \(q\),消费者的收入为 \(I\)。

(1)(5 分)求最优消费量,并说明为什么 \(I\geqslant 3p+2q\) 是存在有效消费量的必要条件。

(2)(5 分)\(X\) 和 \(Y\) 的收入需求弹性分别是多少?

(3)(5 分)\(X\) 和 \(Y\) 是正常品还是奢侈品?

(4)(5 分)\(X\) 和 \(Y\) 有可能是低档品吗?或者有可能是吉芬商品吗?请给出严格的数学证明。

参考答案要点 ›

(1)预算约束为 \(pX+qY=I\)。内部解的一阶条件给出 \(p(X-3)=q(Y+2)\),故 \[ X^*=\frac{I+3p+2q}{2p},\qquad Y^*=\frac{I-3p-2q}{2q}. \] 有效消费要求 \(Y^*\geq0\),即 \(I\geq3p+2q\);在此条件下 \(X^*>3\),所以定义域与非负性要求均得到满足。

(2)在 \(I>3p+2q\) 的内部解下,收入需求弹性为 \[ E_{X,I}=\frac{I}{I+3p+2q},\qquad E_{Y,I}=\frac{I}{I-3p-2q}. \] (3)因此 \(0<E_{X,I}<1\),\(X\) 是正常品中的必需品;\(E_{Y,I}>1\),\(Y\) 是正常品中的奢侈品。

(4)由于 \[ \frac{\partial X^*}{\partial I}=\frac1{2p}>0,\qquad \frac{\partial Y^*}{\partial I}=\frac1{2q}>0, \] 两者都不可能是低档品。又有 \[ \frac{\partial X^*}{\partial p}=-\frac{I+2q}{2p^2}<0, \qquad \frac{\partial Y^*}{\partial q}=-\frac{I-3p}{2q^2}<0, \] 其中第二个不等式由 \(I\geq3p+2q>3p\) 得到,故两者也都不可能是吉芬商品。

2.

垄断厂商的价格歧视与两部收费(15 分)

一个垄断厂商面临两种类型的消费者。第一类消费者的反需求函数为 \(p=6-0.8q\),第二类消费者的反需求函数为 \(p=12-q\)。某市场上共有第一类消费者 10 人,第二类消费者 20 人。该厂商的边际成本始终为 3。

(1)(5 分)若厂商实行三级价格歧视,则对于两类消费者分别确定的价格和产量为多少?

(2)(10 分)若厂商对于首次进入市场的消费者一次性收取固定费用 \(F\),并按价格 \(p\) 收取费用。若厂商需要保证两类消费者都能消费,那么最优的 \(F\) 和 \(p\) 是多少?若厂商只需要保证一类消费者能够消费,那么最优的 \(F\) 和 \(p\) 是多少?厂商会做出何种选择?

参考答案要点 ›

(1)分别令两类消费者对应的边际收益等于 \(MC=3\)。第一类有 \(MR_1=6-1.6q_1\),第二类有 \(MR_2=12-2q_2\),所以每位消费者的最优价格与产量分别为 \[ (p_1,q_1)=(4.5,1.875),\qquad (p_2,q_2)=(7.5,4.5). \]

(2)若两类都进入,给定按件价格 \(p<6\),固定费应取第一类消费者剩余 \[ F=CS_1(p)=0.625(6-p)^2. \] 总利润为 \[ \Pi(p)=18.75(6-p)^2+(p-3)(315-32.5p), \qquad \Pi'(p)=187.5-27.5p>0. \] 因而严格要求两类都有正消费时不存在达到最大值的有限方案;令 \(p\to6^-\)、\(F\to0\),利润上确界为 360。

若只服务一类消费者,最优按件价格为边际成本 \(p=3\),再以固定费提取消费者剩余。只服务第一类时 \(F=5.625\)、利润为 56.25;只服务第二类时 \(F=40.5\)、利润为 810。比较可知厂商选择只服务第二类消费者,即 \[ p^*=3,\qquad F^*=40.5. \]

3.

价格接受者的供给与竞争均衡(20 分)

设市场上只有一家企业 \(i\) 为价格接受者,且其成本函数为 \[ C_i=(\alpha+\beta q_i)^2. \]

(1)(6 分)该企业的最优产量和价格分别是多少?

(2)(7 分)若市场有两家上述企业(同时为价格接受者),那么这两家企业的平均产量和价格为多少?若有 4 家呢?若市场有 \(N\) 家上述企业,当 \(N\rightarrow\infty\) 时,其平均产量和价格有什么关系?

(3)(7 分)若市场价格 \(p=a-bQ\),\(Q\) 为整个市场供应量,则该企业的最优产量是多少?市场存在唯一均衡的条件是什么?

参考答案要点 ›

边际成本为 \(MC_i=2\alpha\beta+2\beta^2q_i\)。(1)价格接受者把市场价格 \(P\) 视为给定,因此 \[ q_i^*=\max\left\{\frac{P-2\alpha\beta}{2\beta^2},0\right\}. \] 企业自身不能决定价格;题目未另给需求时,最优价格只能记为外生市场价格 \(P\)。

(2)在给定 \(P\) 下,两家、四家或一般 \(N\) 家相同企业的平均产量都等于上述单个企业供给量,平均价格均为 \(P\)。若把 \(N\to\infty\) 进一步解释为自由进入的长期竞争极限,则 \(P=\min AC\)。由 \(MC=AC\) 得 \[ \bar q\to\frac{\alpha}{\beta},\qquad P\to4\alpha\beta. \]

(3)若市场中只有该企业,则 \(Q=q_i\)。联立 \(P=a-bQ\) 与供给条件得到 \[ Q^*=q_i^*=\frac{a-2\alpha\beta}{b+2\beta^2}. \] 代数解唯一要求 \(b+2\beta^2\neq0\),正产量还要求分子与分母同号;在通常的 \(b>0\)、\(\beta>0\) 设定下,唯一正均衡的条件是 \(a>2\alpha\beta\)。

4.

赫芬达尔指数与古诺竞争(15 分)

衡量行业集中度的一个重要指标是赫芬达尔指数,其表达式为 \[ H=\sum_{i=1}^{N}\alpha_i^2, \] 其中 \(\alpha_i\) 为各企业的市场份额。考虑采用古诺竞争的企业,设市场总产量为 \(Q\),价格为 \(p\),需求价格弹性为 \(\varepsilon\),\(\pi_i\) 为企业 \(i\) 的利润,每个企业都有不变的边际成本 \(c_i\)。

(1)(7 分)证明:市场总利润与总销售额之比等于赫芬达尔指数与需求弹性之比,即 \(\frac{\sum_{i=1}^{N}\pi_i}{PQ}=\frac{H}{\varepsilon}\)。

(2)(8 分)证明 \(\sum_{i=1}^{N}\alpha_i\frac{p-c_i}{p}=\frac{H}{\varepsilon}\)。

参考答案要点 ›

(1)古诺企业的一阶条件为 \[ P+q_iP'(Q)-c_i=0, \] 故 \(P-c_i=-P'(Q)q_i\)。由需求价格弹性 \(\varepsilon=-\frac{dQ}{dP}\frac{P}{Q}\) 可得 \(P'(Q)=-\frac{P}{Q\varepsilon}\),于是 \[ \pi_i=(P-c_i)q_i=\frac{Pq_i^2}{Q\varepsilon}. \] 对企业求和并除以 \(PQ\),便有 \[ \frac{\sum_i\pi_i}{PQ} =\frac1\varepsilon\sum_i\left(\frac{q_i}{Q}\right)^2 =\frac{H}{\varepsilon}. \]

(2)同一阶条件还给出 \[ \frac{P-c_i}{P}=\frac{q_i}{Q\varepsilon}=\frac{\alpha_i}{\varepsilon}. \] 两边乘以 \(\alpha_i\) 并求和,即得 \[ \sum_{i=1}^N\alpha_i\frac{P-c_i}{P} =\frac1\varepsilon\sum_{i=1}^N\alpha_i^2 =\frac{H}{\varepsilon}. \]

5.

志愿者困境博弈(20 分)

对于某一起盗窃案件有 \(k\) 个目击证人。每个目击证人可以选择告发盗窃犯,也可以选择不告发。由于目击证人都很忙,因此选择告发会带来一些不便,但是将罪犯绳之以法又是大家希望看到的结果。对于每个目击证人而言,罪犯被抓获产生的效用为 4,而罪犯逃脱的效用为 0。目击证人告发罪犯本身会带来 1 的负效用。罪犯被抓获的条件是有人告发罪犯。

(1)(6 分)求出所有的纯战略纳什均衡。

(2)(7 分)若只有两个目击证人,求出混合战略纳什均衡。

(3)(7 分)在 \(k\) 个目击证人的情况下,混合战略纳什均衡具有对称性,求此均衡,并求出罪犯被抓获的概率。

参考答案要点 ›

至少一人告发时,告发者收益为 3,未告发者收益为 4;无人告发时所有人收益为 0。(1)所有纯战略纳什均衡都是“恰有一人告发”,共有 \(k\) 个。无人告发时任一人愿意告发;两人及以上告发时任一告发者愿意改为不告发。

(2)两人对称地以概率 \(p\) 告发时,告发收益为 3,不告发的期望收益为 \(4p\)。无差异条件 \(3=4p\) 给出 \[ p^*=\frac34. \]

(3)一般 \(k\) 人下,不告发的期望收益为 \(4[1-(1-p)^{k-1}]\)。由无差异条件得到 \[ p^*=1-\left(\frac14\right)^{\frac1{k-1}}. \] 因此罪犯被抓获的概率为 \[ 1-(1-p^*)^k =1-\left(\frac14\right)^{\frac{k}{k-1}}. \]

统计学部分

1.

两总体均值差的估计(20 分)

随机变量 \(X\sim N(\mu_1,4)\),随机变量 \(Y\sim N(\mu_2,9)\)。

(1)求 \(\mu=\mu_1-\mu_2\) 的矩估计量 \(\hat\mu\)。

(2)求 \(\hat\mu\) 的方差。

(3)若由于经费所限,\(n_1+n_2=100\) 固定,求 \(n_1,n_2\) 使得 \(D\hat\mu\) 最小。

参考答案要点 ›

(1)两个总体均值的矩估计量分别为样本均值,因此 \[ \hat\mu=\bar X-\bar Y. \] (2)两组样本独立时 \[ D(\hat\mu)=D(\bar X)+D(\bar Y) =\frac4{n_1}+\frac9{n_2}. \]

(3)在 \(n_2=100-n_1\) 下令方差对 \(n_1\) 的导数为零: \[ -\frac4{n_1^2}+\frac9{(100-n_1)^2}=0 \quad\Longrightarrow\quad \frac{n_1}{n_2}=\frac23. \] 故最优分配为 \[ n_1=40,\qquad n_2=60, \] 此时 \(D(\hat\mu)=0.25\)。

2.

单因素方差分析(20 分)

一家厂商实施三种销售策略:\(X_1\) 为广告策略,\(X_2\) 为低价格策略,\(X_3\) 为混合策略。对三种策略的销售情况进行了为期 20 周的观测,得到如下数据:

策略 观测周数 样本均值 样本方差
\(X_1\) 20 20 20
\(X_2\) 20 12 13
\(X_3\) 20 10 10

取 \(\alpha=0.05\),问三种策略是否有显著差异。

(1)请列出 \(H_0\) 和 \(H_1\)。

(2)写出计算步骤,得到检验统计值。

(3)根据上述调查,结论是什么?

参考答案要点 ›

(1)原假设与备择假设为 \[ H_0:\mu_1=\mu_2=\mu_3, \qquad H_1:\mu_1,\mu_2,\mu_3\text{ 不全相等}. \]

(2)总样本均值为 \(\bar{\bar x}=14\)。组间平方和与组内平方和分别为 \[ SSA=20(20-14)^2+20(12-14)^2+20(10-14)^2=1120, \] \[ SSE=19\times20+19\times13+19\times10=817. \] 自由度分别为 2 和 57,所以 \[ F=\frac{1120/2}{817/57}\approx39.07. \]

(3)在 5% 显著性水平下,\(F_{0.95}(2,57)\approx3.16\)。由于 \(39.07>3.16\),拒绝 \(H_0\),认为三种策略的销售效果存在显著差异;从样本均值看,广告策略最高。

3.

异方差下的 OLS 与 GLS 估计(20 分)

假设回归直线过原点,即一元线性回归模型为 \[ Y_i=\beta X_i+\varepsilon_i,\qquad i=1,2,\ldots,n, \] 其中 \(\varepsilon_i\sim N(0,\delta_i^2)\),并且干扰项之间相互独立。

(1)给定观测值,求 \(\beta\) 的最小二乘估计 \(\beta_{\mathrm{ols}}\)。

(2)求 \(D\beta_{\mathrm{ols}}\)。

(3)若 \(\delta_i^2\) 已知,求 \(\beta\) 的广义最小二乘估计 \(\beta_{\mathrm{gls}}\)。

(4)求 \(D\beta_{\mathrm{gls}}\)。

参考答案要点 ›

(1)最小化 \(\sum_i(Y_i-\beta X_i)^2\) 得 \[ \beta_{\mathrm{ols}} =\frac{\sum_{i=1}^nX_iY_i}{\sum_{i=1}^nX_i^2}. \] (2)将 \(X_i\) 视为给定常数并利用干扰项相互独立,有 \[ D(\beta_{\mathrm{ols}}) =\frac{\sum_{i=1}^nX_i^2\delta_i^2} {\left(\sum_{i=1}^nX_i^2\right)^2}. \]

(3)已知异方差时,以 \(1/\delta_i^2\) 为权重最小化加权残差平方和,得到 \[ \beta_{\mathrm{gls}} =\frac{\sum_{i=1}^n X_iY_i/\delta_i^2} {\sum_{i=1}^n X_i^2/\delta_i^2}. \] (4)其方差为 \[ D(\beta_{\mathrm{gls}}) =\frac1{\sum_{i=1}^n X_i^2/\delta_i^2}. \]

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