2018年北京大学金融硕士考研真题

本页整理了 2018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,共九道大题、150 分,其中微观经济学四题、统计学五题。微观经济学部分涉及不确定性下的期货交易、差异化产品价格竞争、埃奇沃思盒与公共品供给。统计学部分考查独立性与不相关性、无截距线性回归、列联表检验、泊松分布参数检验和多元回归诊断。泊松检验题在源文件中未列出具体交易次数,因此只能给出检验模型与判断规则。

微观经济学部分

1.

不确定性下的消费者选择与期货市场

(20 分)假设明天的世界有两种状态,晴天或雨天。消费者丙在晴天的禀赋是确定的,等于 \(y_{1}\) 碗热干面。雨天时,他的禀赋 \(y_{2}\) 是随机的,有一半的概率为 \(y_{H}\),一半的概率为 \(y_{L}\),\(y_{H}>y_{L}\)。丙的偏好是 \(U=\min\left\{E(c_{1}),E(c_{2})\right\}\),\(c_{1}\) 和 \(c_{2}\) 代表明天在晴天和雨天两种状态下分别消费的热干面数量,\(E\) 是基于今天信息的数学期望。

公司 C 在今天的期货市场上交易两个状态下的热干面期货,价格为 \(p_{1}\) 和 \(p_{2}\)。消费者可以以 \(p_{1}\) 的价格向公司 C 买晴天时的 1 碗热干面期货,即今天付出 \(p_{1}\)。如果明天是晴天,则公司 C 提供一碗热干面;如果明天为雨天,则公司 C 不提供。消费者也可以以 \(p_{1}\) 的价格向公司 C 出售晴天的 1 碗热干面期货,即今天消费者收到 \(p_{1}\)。如果明天为晴天,则消费者提供一碗热干面;如果明天为雨天,则消费者不提供。\(p_{2}\) 也是类似分析。

消费者在今天没有任何禀赋。在明天的两种状态下,\(c_{1}=y_{1}+x_{1}\),\(c_{2}=y_{2}+x_{2}\)。数量为正值的 \(x_{1}\) 和 \(x_{2}\) 代表今天购买的热干面期货,数量为负值的 \(x_{1}\) 和 \(x_{2}\) 代表今天出售的热干面期货。回答下列问题:

  1. (5 分)写出在今天的期货市场上的预算约束。
  2. (10 分)求 \(x_{1}\) 的表达式。
  3. (3 分)\(x_{1}\) 一定是负的吗?
  4. (2 分)若 \(p_{1},p_{2}\) 均翻倍,对 \(x_{1}\) 有何影响?
参考答案要点 ›

(1)今天没有初始禀赋,期货交易的净支出必须为零: \[p_1x_1+p_2x_2=0.\]

(2)记雨天期望禀赋 \(\bar y_2=(y_H+y_L)/2\)。Leontief 型偏好在内点最优时要求两种状态的期望消费相等,即 \[y_1+x_1=\bar y_2+x_2.\] 结合 \(x_2=-(p_1/p_2)x_1\),得到 \[x_1=\frac{p_2}{p_1+p_2}\left(\frac{y_H+y_L}{2}-y_1\right).\]

(3)不一定。\(x_1\) 的符号由 \(\bar y_2-y_1\) 决定:雨天期望禀赋高于晴天禀赋时 \(x_1>0\),低于时 \(x_1<0\),相等时 \(x_1=0\)。

(4)两种价格同时翻倍不改变 \(p_2/(p_1+p_2)\),所以 \(x_1\) 不变;需求只取决于相对价格。

2.

差异化产品价格竞争

(20 分)考虑一个有三家公司各自生产产品参加的博弈。如果每家公司 \(i\) 选择自己公司商品的价格 \(P_i\in[0,+\infty)\),那么这家公司的销售数量是 \(1-P_i+k\sum_{j\ne i}P_j\)(注:原题 \(\sum_{-i}P_i\) 应理解为竞争对手价格之和),边际成本为 \(C_i>0\)。请计算每家企业的商品价格以及获得的利润。

参考答案要点 ›

企业 \(i\) 的利润为 \[\pi_i=(P_i-C_i)\left(1-P_i+k\sum_{j\ne i}P_j\right).\] 在需求为正的内点均衡中,一阶条件为 \[2P_i-k\sum_{j\ne i}P_j=1+C_i.\]

令 \(T=P_1+P_2+P_3\),对三家企业的一阶条件求和可得 \[T=\frac{3+C_1+C_2+C_3}{2(1-k)}.\] 因而每家企业的均衡价格为 \[ P_i^*=\frac{1+C_i}{2+k}+ \frac{k(3+C_1+C_2+C_3)}{2(2+k)(1-k)}. \] 一阶条件还给出 \(q_i^*=P_i^*-C_i\),所以 \[\pi_i^*=(P_i^*-C_i)^2.\] 以上结果要求参数使内点解存在且销量非负;否则需比较边界解。

若三家公司边际成本相同,\(C_1=C_2=C_3=C\),则 \[P^*=\frac{1+C}{2(1-k)},\qquad \pi^*=\left[\frac{1-C+2kC}{2(1-k)}\right]^2.\]

3.

埃奇沃思盒与一般均衡

(10 分)有两种商品 \(x\) 和 \(y\),小丽的效用函数为 \(u=x+y\),小贾的效用函数为 \(u=\max\{x,y\}\)。

  1. (3 分)请用无差异曲线在埃奇沃思矩形图中表示两个人的偏好。
  2. (3 分)请猜想 \(x\) 和 \(y\) 的均衡价格有什么关系?
  3. (4 分)猜猜在均衡的情况下,分配结果会是什么样?
参考答案要点 ›

(1)小丽的无差异曲线为 \(x+y=\bar u\),是一组斜率为 \(-1\) 的平行直线。小贾的无差异曲线满足 \(\max\{x,y\}=\bar u\),由 \(x=\bar u,\ y\leq\bar u\) 与 \(y=\bar u,\ x\leq\bar u\) 两段组成,呈反映非凸偏好的折线形;在埃奇沃思盒中应以小贾的右上角原点反向绘制。

(2)均衡必须有 \(p_x=p_y\)。若一种商品更便宜,两人都会把全部收入用于该商品,另一种商品在总禀赋为正时无法出清。

(3)价格相等时,小丽对预算线上的组合均无差异;小贾会把全部支出集中于某一种商品,以最大化 \(\max\{x,y\}\)。因此均衡配置位于盒子边界,小贾只消费一种商品,小丽获得剩余商品。源题没有给出初始禀赋,故无法确定唯一的具体分配,均衡配置一般也不唯一。

4.

公共品的私人供给与社会最优

(25 分)某市正规划新建一个音乐会场地。假设城市中有两个居民:小丽(L)和小贾(J)。居民的个人捐赠将成为建造该场地经费的惟一来源。假设两位居民对于私有品 \(x_i\) 和场地总尺寸 \(S\) 的效用函数为 \(U_i(x_i,S)=\frac12\ln x_i+\frac12\ln S\),场地总尺寸即为其总座位数 \(S\),等于小丽和小贾各自捐赠的座位数之和,即 \(S=S_L+S_J\)。小丽的收入为 \(\$200\),小贾的收入为 \(\$100\)。假设私有品和座位数的单价都为 \(\$1\)。

  1. (5 分)如果政府不干预,该场地将会建造多少座位?其中多少由小丽捐赠?多少由小贾捐赠?
  2. (5 分)总座椅数的社会最优解是多少?如果你的答案与(1)不同,请解释原因。

现在,假设一个座位的价格从 \(\$1\) 变为 \(\$P_S\),而私有品的价格仍为 1。在改变价格的同时,小丽和小贾的收入按照如下方式相应改变:当价格变为 \(\$P_S\) 时,小丽和小贾的预算约束增加了 \(C_L\) 和 \(C_J\),其中 \(C_L=(P_S-1)S_L\),\(C_J=(P_S-1)S_J\)。增加后的预算约束称为补偿预算约束。

  1. (5 分)写下小丽和小贾的补偿预算约束的表达式。你觉得它们为什么被称作“补偿的”?
  2. (10 分)通过需求曲线的纵向加总,求出社会最优解。
    1. 按如下方式推导 \(S\) 的逆需求曲线:
      1. 满足补偿约束运算的前提下,最大化小丽和小贾的需求曲线。注意,在求导之前,不要代入 \(C_L\) 和 \(C_J\) 的表达式。
      2. 对于小丽和小贾,求解 \(S_L\) 和 \(S_J\) 作为 \(P_S\) 的自变量的函数形式。请使用你在(i)中得到的结果推导社会需求曲线。
    2. 回到 \(P_S=1,P_X=1\) 的初始设定。请通过使社会需求曲线与社会供给曲线(即场地座位的边际成本)相等,找到座椅数的社会均衡数量。和(2)结果相比,是否不同?
参考答案要点 ›

(1)居民 \(i\) 把对方捐赠视为既定,反应函数为 \[S_i=\max\left\{\frac{M_i-S_{-i}}2,0\right\}.\] 代入 \(M_L=200\)、\(M_J=100\),纳什均衡为 \[S_L=100,\qquad S_J=0,\qquad S=100.\] 小贾完全搭便车。

(2)社会最优满足萨缪尔森条件。由于每人的边际支付意愿为 \(MRS_i=x_i/S\),边际成本为 1,故 \[\frac{x_L+x_J}{S}=1.\] 再结合资源约束 \(x_L+x_J+S=300\),得到 \(S^*=150\)。私人供给只有 100,是因为个人决策没有计入捐赠给另一位居民带来的外部收益。

(3)补偿预算约束为 \[x_L+P_SS_L=200+C_L,\qquad x_J+P_SS_J=100+C_J,\] 其中 \(C_i=(P_S-1)S_i\)。补偿额恰好覆盖价格变化对原捐赠量增加的支出,使原消费组合仍可负担,因此主要分离出替代效应;代入补偿额后可化为 \(x_i+S_i=M_i\)。

(4)求导时先把 \(C_i\) 视为给定,最优条件为 \(x_i=P_SS\)。再代入补偿额与预算约束,得 \[S_L=200-P_SS,\qquad S_J=100-P_SS.\] 合并两人的需求后,单人逆需求对应 \(P_S=(300-S)/(2S)\);公共品需求须纵向加总,故社会逆需求为 \[P^D(S)=\frac{300-S}{S}=\frac{300}{S}-1.\] 令其等于边际成本 \(MC=1\),得到 \(S=150\),与第(2)问一致。

统计学部分

1.

独立性与不相关性

(15 分)

  1. 请解释随机变量 \(X\) 和 \(Y\) 无关性。
  2. 请解释随机变量 \(X\) 和 \(Y\) 独立性。
  3. 如果 \(X\) 和 \(Y\) 无关,那么 \(X\) 和 \(Y\) 是否独立?请具体论述。
参考答案要点 ›

(1)“无关”通常指不相关:在二阶矩存在时,\(\operatorname{Cov}(X,Y)=0\);若两者方差为正,则等价于相关系数 \(\rho_{XY}=0\)。它只排除线性相关。

(2)独立要求对任意可测集合 \(A,B\),有 \[P(X\in A,Y\in B)=P(X\in A)P(Y\in B),\] 等价地,联合分布可分解为边缘分布的乘积。

(3)一般不能推出独立。独立且有关期望存在时必有不相关;反之,例如 \(X\sim N(0,1)\)、\(Y=X^2\),则 \(\operatorname{Cov}(X,Y)=E(X^3)=0\),但 \(Y\) 完全由 \(X\) 决定,二者不独立。若 \((X,Y)\) 联合正态,则不相关与独立等价。

2.

简单线性回归的 OLS 估计与假设检验

(15 分)给定模型 \(y=xb+e\),随机干扰项 \(e\sim N(0,c^2)\),\(c\) 未知,\(e\) 与 \(x\) 独立。

  1. 请给出 \(b\) 的最小二乘估计量。
  2. 求估计量的期望、方差和分布。
  3. 检验假设 \(H_0:b=0\),\(H_1:b>0\)。
参考答案要点 ›

这是无截距回归 \(y_i=x_ib+e_i\)。(1)最小化 \(\sum_i(y_i-x_ib)^2\) 得 \[\hat b=\frac{\sum_{i=1}^n x_iy_i}{\sum_{i=1}^n x_i^2}.\]

(2)给定 \(x_1,\ldots,x_n\), \[E(\hat b\mid X)=b,\qquad \operatorname{Var}(\hat b\mid X)=\frac{c^2}{\sum_i x_i^2},\] 且 \[\hat b\mid X\sim N\left(b,\frac{c^2}{\sum_i x_i^2}\right).\]

(3)令 \[\hat c^2=\frac1{n-1}\sum_{i=1}^n(y_i-x_i\hat b)^2,\qquad T=\frac{\hat b}{\hat c/\sqrt{\sum_i x_i^2}}.\] 在 \(H_0\) 下,\(T\sim t_{n-1}\)。显著性水平 \(\alpha\) 下的单侧拒绝域为 \(T>t_{1-\alpha,n-1}\);落入拒绝域则认为 \(b>0\)。

3.

列联表与卡方检验

(10 分)工商局抽查 \(N\) 家小微企业,发现 \(M\) 家企业存在违规行为。请设计统计模型检验企业主性别与违规行为是否有关。

参考答案要点 ›

还需记录每家企业的企业主性别;仅有总样本数 \(N\) 和违规总数 \(M\) 不能完成检验。记四类观测频数如下:

企业主性别 / 违规情况 违规 未违规 合计
男性企业主 \(a\) \(b\) \(a+b\)
女性企业主 \(c\) \(d\) \(c+d\)
合计 \(M\) \(N-M\) \(N\)

检验 \(H_0\):企业主性别与违规行为独立;\(H_1\):二者不独立。在 \(H_0\) 下,期望频数为 \[E_{ij}=\frac{\text{行合计}\times\text{列合计}}N,\] Pearson 统计量为 \[\chi^2=\sum_{i,j}\frac{(O_{ij}-E_{ij})^2}{E_{ij}} =\frac{N(ad-bc)^2}{(a+b)(c+d)(a+c)(b+d)}.\] 大样本下其服从自由度为 1 的卡方分布;若 \(\chi^2>\chi^2_{1-\alpha,1}\),则拒绝独立性。期望频数过小时应使用 Fisher 精确检验。

4.

泊松分布参数的检验

(15 分)在股票交易系统中,任何一只股票在时间间隔 \(t\) 内的交易次数服从泊松分布。现有两只股票一周的全部交易数据,请检验这两只股票是否服从同一泊松分布。

参考答案要点 ›

将一周划分为等长区间,设股票 A、B 的区间交易次数分别满足 \[X_i\overset{i.i.d.}{\sim}\operatorname{Poisson}(\lambda_1),\qquad Y_j\overset{i.i.d.}{\sim}\operatorname{Poisson}(\lambda_2).\] 检验 \(H_0:\lambda_1=\lambda_2\) 对 \(H_1:\lambda_1\ne\lambda_2\)。

记 \(S_1=\sum_iX_i\)、\(S_2=\sum_jY_j\)。在 \(H_0\) 下,给定 \(S_1+S_2=m\),有 \[S_1\mid(S_1+S_2=m)\sim \operatorname{Binomial}\left(m,\frac{n_1}{n_1+n_2}\right).\] 可据此作双侧精确检验;若两只股票的观察区间数相同,二项概率为 \(1/2\)。

大样本时也可用合并估计 \(\hat\lambda=(S_1+S_2)/(n_1+n_2)\) 和 \[Z=\frac{\bar X-\bar Y}{\sqrt{\hat\lambda(1/n_1+1/n_2)}}.\] 若 \(|Z|>z_{1-\alpha/2}\),则拒绝 \(H_0\)。源题未列出具体交易次数,无法给出数值统计量和最终拒绝结论。

5.

多元回归分析

(20 分)模型:\(y=\beta_0+\beta_1x_1+\beta_2x_2+\beta_3x_3+\beta_4x_4+\varepsilon\)。

  1. 如果只利用 20 家公司进行分析,是否适合?
  2. 如果将公司数量增加到 80 家,\(\beta\) 系数估计值、\(t\) 统计值、调整 \(R^2\) 是否会改变?
  3. 如果 \(R^2\) 不低但所有变量系数都不显著,分析原因及改进方法。
参考答案要点 ›

(1)模型估计截距和四个斜率,共 5 个参数。样本量为 20 时残差自由度只有 \(20-5=15\)。虽然模型可以识别,但标准误、异常值敏感性和统计功效都可能较差,只适合作初步分析,难以形成稳健结论。

(2)扩充到 80 家后,系数估计值通常会随样本改变,但在模型正确时应更稳定。标准误一般下降,因此真实非零系数的 \(|t|\) 往往增大;调整 \(R^2\) 也会随新样本和拟合情况改变,不能断言必然上升或下降。

(3)最常见原因是多重共线性:解释变量联合起来有较强解释力,使 \(R^2\) 较高,但高度相关会放大单个系数的标准误,使 \(t\) 检验不显著。还应排查样本过小、误差方差较大、模型设定错误和异常值。可检查相关矩阵与 VIF,删除、合并或重新定义高度相关变量,扩大样本,并在研究目的允许时采用主成分回归或岭回归;若整体 \(F\) 检验显著而个别 \(t\) 检验不显著,应优先诊断共线性。

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