2021年北京大学金融硕士考研真题

本页整理了 2021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,其中微观经济学五题、统计学四题。微观经济学部分涉及完全替代品、风险分担、三级价格歧视、市场进入博弈与序贯博弈。统计学部分考查联合分布、配对样本 t 检验、卡方独立性检验与含正弦项的回归模型。配对样本题的原始数据在源文件中缺失,因此该题只能保留标准计算框架与判断方法。

微观经济学部分

1.

完全替代品的最优配比

(5 分)奶茶店做奶茶,要加椰果和珍珠两种配料,剂量用 \(X_{1}\) 和 \(X_{2}\) 表示,奶茶消费者对一杯奶茶具有完全替代效用 \(U=2 X_{1}+3 X_{2}\),设两种配料对奶茶店的单位成本而言相同。请问奶茶店应该如何分配椰果和珍珠的比例?

参考答案要点 ›

两种配料单位成本相同,而边际效用分别为 \(MU_1=2\)、\(MU_2=3\)。完全替代偏好下应采用角点解,把全部配料投入单位成本边际效用更高的珍珠,因此 \[X_1:X_2=0:1.\]

2.

风险分担与合约设计

(20 分)两个雇员工资都是 \(M\),消费两种商品价格分别为 \(p_{1}\) 和 \(p_{2}\),雇员 1 的效用函数是 \(U_{1}=x_{11}^{0.5}+x_{12}^{0.5}\),雇员 2 的效用函数是 \(U_{2}=x_{21}^{0.5} x_{22}^{0.5}\),现在企业要解雇一名雇员,两名雇员有相同的几率被辞退,被裁员者的收入为 0。

(1)(10 分)假设两名雇员之间签订一份契约,不管谁被解雇了,都和对方平分自己的收入 \(\left(\frac{M}{2}\right)\),那么两名雇员都有动机签订契约么?

(2)(10 分)现在假设两名雇员都认为对方会不守信用而不履行契约,有违约风险,于是想找一名律师并支付 \(x\) 的律师费,将契约写成一份合同。不管谁被解雇,在合同生效时,一方向另一方支付 \(T\) 的补偿金,保证两人收入一样,那么请问使得两个雇员都能接受的 \(x\) 的最大值是多少?

参考答案要点 ›

(1)在给定价格下,雇员 1 的间接效用可写为 \(V_1(I)=A\sqrt I\),是严格凹函数;雇员 2 的间接效用为 \(V_2(I)=BI\),是线性的。不签约时,两人的收入以各 \(1/2\) 概率为 \(M\) 或 0;签约后收入确定为 \(M/2\)。因此 \[A\sqrt{M/2}>\tfrac12A\sqrt M,\qquad B(M/2)=\tfrac12BM.\] 雇员 1 严格愿意签约,雇员 2 无差异,故两人都可以接受。

(2)支付律师费后,双方确定收入为 \((M-x)/2\)。雇员 1 的参与约束给出 \(x\le M/2\),雇员 2 的参与约束给出 \(x\le0\)。律师费不能为负,所以决定性约束来自风险中性的雇员 2,最大律师费为 \[x_{\max}=0.\]

3.

三级价格歧视

(15 分)有两种消费者,200 名高收入消费者意愿为 20 元,300 名低收入消费者意愿为 10 元,厂商成本 5 元,请问:

(1)(7 分)若厂商不能区分两类消费者,要如何定价才能利润最大化?

(2)(8 分)现在可以购买大数据技术区分二类消费者,请问厂商愿意花多少钱购买技术?

参考答案要点 ›

(1)统一定价 20 元时利润为 \((20-5)\times200=3000\) 元;统一定价 10 元时利润为 \((10-5)\times500=2500\) 元。因此最优统一价格为 20 元,利润为 3000 元。

(2)能够区分消费者后,分别定价 20 元和 10 元,总利润为 \[(20-5)\times200+(10-5)\times300=4500.\] 技术带来的利润增量为 \(4500-3000=1500\) 元,故最高愿付价格为 1500 元。

4.

寡头市场进入博弈

(15 分)3 个厂商进行博弈,每个厂商可以选择进入或者不进入,厂商进入后的收入为 \(\frac{150}{n}\),厂商生产成本为 \(c\),\(c \in(50,75)\)。

(1)(6 分)求出所有的纯策略纳什均衡。

(2)(7 分)求出唯一对称的混合纳什均衡。

(3)(2 分)\(c\) 与混合纳什均衡中的行为有何关系。

参考答案要点 ›

(1)只有 1 家或 2 家进入时,进入利润分别为 \(150-c>0\) 与 \(75-c>0\);3 家都进入时利润为 \(50-c<0\)。所以纯策略纳什均衡恰为两家进入、一家不进入: \[(E,E,N),\quad(E,N,E),\quad(N,E,E).\]

(2)设每家以概率 \(p\) 进入。进入的期望收益为 \[(1-p)^2(150-c)+2p(1-p)(75-c)+p^2(50-c).\] 令其等于不进入的收益 0,得 \(50p^2-150p+150-c=0\)。唯一落在 \((0,1)\) 内的根为 \[p=\frac{3-\sqrt{\frac{2c}{25}-3}}{2}.\]

(3)\(c\) 越高,根号项越大,均衡进入概率 \(p\) 越低,因此成本与进入概率负相关。

5.

序贯博弈与子博弈精炼均衡

(20 分)张三和李四进行二阶段博弈,行动集为 \(\sigma=\lbrace L, R\rbrace\)。第一阶段,张三先行动选择 \(A \in \sigma\);第二阶段,李四观察到张三的行动后选择 \(B \in \sigma\),后行动者可以看到先行动者的选择。两人的收益根据行动的结果有如下关系:如果 \(A=B=L\),则张三获得的收益为 3,李四获得的收益为 1;如果 \(A=B=R\),则张三获得的收益为 1,李四获得的收益为 3;如果 \(A \neq B\),则两人获得的收益都为 0。

(1)(7 分)请求出子博弈精炼均衡。

(2)(7 分)请求出和第一问的均衡不同的纯策略纳什均衡,它是子博弈精炼均衡吗?

(3)(6 分)现在假设李四在第二阶段开始之前,获得选择是否(无成本)观察张三行动的权利,请求出和(2)中均衡结果一致的子博弈精炼均衡。

参考答案要点 ›

(1)逆向归纳:李四观察到 \(L\) 时选 \(L\),观察到 \(R\) 时选 \(R\)。张三据此比较得到 \(L\) 的收益 3 与选 \(R\) 的收益 1,故选择 \(L\)。子博弈精炼均衡策略为张三选 \(L\),李四分别以 \(L\)、\(R\) 回应 \(L\)、\(R\);均衡结果为 \((L,L)\),收益为 \((3,1)\)。

(2)另一纯策略纳什均衡是张三选 \(R\),李四无论观察到什么都选 \(R\),结果为 \((R,R)\)。它不是子博弈精炼均衡,因为张三若选 \(L\),李四在该子博弈中的最优行动应为 \(L\);“仍选 \(R\)”是不可信威胁。

(3)可令李四选择不观察;在不观察分支中,张三与李四均选 \(R\);在反事实的观察分支中采用第(1)问的序贯最优策略。李四选择观察只能得到 1,而不观察分支给其收益 3,因此该策略构成与第(2)问结果一致的子博弈精炼均衡,均衡路径结果为 \((R,R)\)。

统计学部分

1.

联合分布的边缘密度与和的分布

(20 分)随机变量 \(X\) 和 \(Y\) 的联合概率密度如下:

\[f(x,y)=2(x+y),\quad 0\leq x\leq y\leq1\text{,否则为 }0.\]

(1)(10 分)求 \(X\) 和 \(Y\) 的边缘概率密度。

(2)(10 分)求 \(Z=X+Y\) 的概率密度。

参考答案要点 ›

(1)由支持集 \(0\le x\le y\le1\),分别积分得 \[f_X(x)=\int_x^1 2(x+y)\,dy=2x+1-3x^2,\quad 0\le x\le1,\] \[f_Y(y)=\int_0^y 2(x+y)\,dx=3y^2,\quad 0\le y\le1,\] 其他取值处均为 0。

(2)令 \(z=x+y\),则对给定 \(z\),积分区间为 \(z/2\le y\le\min(z,1)\),且被积函数为 \(2z\)。因此 \[ f_Z(z)= \begin{cases} z^2,&0\le z\le1,\\ 2z-z^2,&1<z\le2,\\ 0,&\text{其他}. \end{cases} \]

2.

配对样本 \(t\) 检验

(15 分)检验声波对心率是否造成影响(数据与原题可能会有差异,但不影响结果)。

(1)(3 分)求声波影响前后的平均心率差。

(2)(8 分)求平均心率差 95% 的置信区间。

(3)(2 分)解释(2)问的意义。

(4)(2 分)根据所求的置信区间判断,判断该声波对心率是否有显著影响。

参考答案要点 ›

源题未给出原始样本数据,无法计算数值结果。设第 \(i\) 个样本作用前后的心率差为 \(d_i\),样本量为 \(n\),则 \[\bar d=\frac1n\sum_{i=1}^n d_i,\qquad s_d=\sqrt{\frac1{n-1}\sum_{i=1}^n(d_i-\bar d)^2}.\]

总体平均差 \(\mu_d\) 的 95% 置信区间为 \[\bar d\pm t_{0.975,n-1}\frac{s_d}{\sqrt n}.\] 长期重复抽样时,按此方法构造的区间约有 95% 会包含真实的总体平均心率差。

若区间不包含 0,则在 5% 显著性水平下拒绝“声波对心率无影响”的原假设,认为影响显著;若区间包含 0,则不能拒绝原假设。

3.

卡方独立性检验

(20 分)电视台希望缩短广告时间以节省成本,但担心缩短广告时间会对广告效果产生影响。因此,决定判断广告时间和广告印象是否有关联。

广告印象 \ 广告时间 20s 24s 30s 合计
好印象 17 30 13 60
坏印象 43 40 57 140
合计 60 70 70 200

(1)(2 分)写出 \(H_{0}\) 和 \(H_{1}\)。

(2)(5 分)求单元格期望计数。

(3)(8 分)检验广告时间和广告印象是否有关系。

(4)(5 分)针对检验结果,有何建议。

参考答案要点 ›

(1)\(H_0\):广告时间与广告印象相互独立;\(H_1\):二者不独立。

(2)由 \(E_{ij}=\frac{\text{第 }i\text{ 行合计}\times\text{第 }j\text{ 列合计}}{200}\),期望计数为:

期望计数 20s 24s 30s
好印象 18 21 21
坏印象 42 49 49

(3)卡方统计量 \[\chi^2=\sum\frac{(O_{ij}-E_{ij})^2}{E_{ij}}\approx9.944,\qquad df=(2-1)(3-1)=2.\] 因 \(9.944>\chi^2_{0.99,2}=9.210\),在 1% 显著性水平下拒绝 \(H_0\),广告时间与广告印象存在显著关联;所有期望计数均大于 5,检验条件满足。

(4)不宜只为节约成本机械缩短广告。样本中 24 秒广告的好印象比例最高,为 \(30/70\),20 秒次之,30 秒最低;可把 24 秒作为候选时长,并结合广告内容、场景与受众继续检验其稳定性。

4.

非线性回归的极大似然估计

(20 分)随机变量 \(Y_{i}=a+b X_{i}+c \sin X_{i}+e_{i}\),其中 \(e_{i} \sim N(0, d)\)(注:\(d\) 为方差)。

(1)(10 分)求 \(a, b, c, d\) 的极大似然估计。

(2)(5 分)求 \(a, b, c\) 的概率分布。

(3)(5 分)如何判断 \(Y\) 与 \(X\) 是否存在明显的线性关系。

参考答案要点 ›

(1)令 \(S_i=\sin X_i\)、\(\boldsymbol\beta=(a,b,c)^\top\),设计矩阵 \(\mathbf Z=[\mathbf1,\mathbf X,\mathbf S]\)。正态误差下,对 \(a,b,c\) 极大化似然等价于最小化残差平方和,故 \[\hat{\boldsymbol\beta}=(\mathbf Z^\top\mathbf Z)^{-1}\mathbf Z^\top\mathbf Y,\qquad \hat d=\frac1n\sum_{i=1}^n(Y_i-\hat a-\hat bX_i-\hat c\sin X_i)^2.\]

(2)条件于设计矩阵, \[(\hat a,\hat b,\hat c)^\top\sim N\!\left((a,b,c)^\top,\ d(\mathbf Z^\top\mathbf Z)^{-1}\right).\] 三个估计量的边缘分布即由该均值向量和协方差矩阵相应对角元确定的一元正态分布。

(3)检验 \(H_0:b=0\) 对 \(H_1:b\ne0\)。令 \[t=\frac{\hat b}{\widehat{se}(\hat b)},\qquad \widehat{se}(\hat b)=\sqrt{\frac{RSS}{n-3}\bigl[(\mathbf Z^\top\mathbf Z)^{-1}\bigr]_{22}}.\] 在 \(H_0\) 下,\(t\sim t_{n-3}\)。若 \(|t|>t_{1-\alpha/2,n-3}\),或等价地 \(b\) 的置信区间不含 0,则认为存在显著线性关系。

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