【零基礎(chǔ)學(xué)經(jīng)濟(jì):平新喬十八講閱讀筆記Ep9】教材的一點(diǎn)bug:消費(fèi)集模型的闡釋有點(diǎn)問題

因?yàn)檫@本書對經(jīng)濟(jì)學(xué)專業(yè)的寶寶而言,難點(diǎn)應(yīng)該在數(shù)學(xué),所以,老碧決定之后采取,在文章中補(bǔ)充數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的形式,老碧也順帶復(fù)習(xí)數(shù)學(xué)了。
細(xì)心地同學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn),老碧的進(jìn)度卡了很久,原因在于作者對消費(fèi)集性質(zhì)的闡釋方面,老碧想了很久,總感覺怪怪的。而“消費(fèi)集”這個(gè)模型又很重要,理解清楚了這個(gè),第一講后面的內(nèi)容都會(huì)很簡單直觀。
今天終于被繞暈了,去問了老碧藤校的好基友,終于確定了,這本教材,在這個(gè)定義的闡釋方面,邏輯是存在一點(diǎn)點(diǎn)問題的——畢竟是介紹數(shù)學(xué)模型的書,原理方面還是應(yīng)該嚴(yán)謹(jǐn)才對——老碧對邏輯不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡胤綍?huì)很敏感,所以有的時(shí)候作者一個(gè)筆誤就會(huì)讓老碧糾結(jié)幾個(gè)月了,感覺想不通為什么會(huì)那樣。雖然,對經(jīng)濟(jì)學(xué)而言,只要照套路模仿就好了,但是老碧還是偏愛在學(xué)習(xí)過程中理解清楚整個(gè)思路邏輯,為了節(jié)約和老碧類似的寶寶們的時(shí)間,我們這里就來聊聊這個(gè)闡釋中很小的一個(gè)bug:
首先我們前兩節(jié)詳細(xì)聊過,消費(fèi)集的數(shù)學(xué)模型是一個(gè)n維實(shí)向量構(gòu)成的集合,且集合中向量的每一個(gè)分量都是大于等于0的。
消費(fèi)集滿足性質(zhì)“非空含0閉且凸”
“非空”——很好理解,自然狀態(tài)下的人,總是要買東西的。
“含零”——?jiǎng)t是因?yàn)?,在種種特殊情況下,人可以啥都不買,比如缺錢。
“閉集”——
a.書上的解釋是:消費(fèi)集中所有的極限點(diǎn)都包含在該集之內(nèi),因此X是連續(xù)的;
——這個(gè)闡釋從數(shù)學(xué)上來說,是不太正確的。
b.為了說清楚這個(gè)問題,我們先補(bǔ)充幾個(gè)概念——
1.空間中一個(gè)子集還是個(gè)空間,零維空間是一個(gè)點(diǎn),孤家寡人;一維空間是直線,反向延伸;二維空間是平面,四周延伸;……(這個(gè)子集最多是和它所在的空間相等,為了方便,我們記這個(gè)空間為大空間,這個(gè)子集為小空間)
2.以大空間里的一點(diǎn)(空間由點(diǎn)構(gòu)成,如果約定了原點(diǎn),點(diǎn)也可以表示成向量的形式)為中心,做一個(gè)小球(這個(gè)小球可以使任何維度的,三維以上的雖然無法直觀想象,但是原理可以類比三維以內(nèi)的球的定義),無論這個(gè)小球半徑有多小,球里面都有這個(gè)點(diǎn)以外的點(diǎn)屬于這個(gè)小空間——那么就說這一點(diǎn)是這個(gè)小空間的“凝聚點(diǎn)”或者“極限點(diǎn)”,我們發(fā)現(xiàn),凝聚點(diǎn)不一定屬于小空間——我們以一維空間來看,我們截取一個(gè)不包含端點(diǎn)的線段(1,3),表示1到3內(nèi)的所有點(diǎn),但是1和3周邊截一小段(一維空間的“小球”),無論多小,都包含(1,3)內(nèi)的點(diǎn),所以1和3都是不屬于這個(gè)線段(小空間)的凝聚點(diǎn);
3.在這個(gè)小空間里面,不是“凝聚點(diǎn)”的點(diǎn)稱作“孤立點(diǎn)”,我們按照“排中律”,試著寫出孤立點(diǎn)的定義——因?yàn)槎x“凝聚點(diǎn)”的條件是很嚴(yán)格的,它為中心的任何一個(gè)小球都得包含小空間的其他點(diǎn),我們知道,任何一個(gè)表示普遍適用,不存在反例,那么在定義“不是凝聚點(diǎn)”的時(shí)候,我們只要強(qiáng)調(diào),存在一個(gè)反例即可——以小空間內(nèi)的一點(diǎn)為中心,做出來的小球中,有一個(gè)小球里面是不含小空間里面的其他點(diǎn)的(孤零零的好可憐),這點(diǎn)就叫做這個(gè)小空間的孤立點(diǎn);
4.我們聊了“小空間”相關(guān)的小球中,“至少包含一個(gè)‘小空間’內(nèi)的其他點(diǎn)”,“‘小空間’內(nèi)的其他點(diǎn)一個(gè)也不包括”的類型,下面聊第三種,“小球里面所有點(diǎn)都是‘小空間’內(nèi)的點(diǎn)”——如果存在一個(gè)點(diǎn),以它為中心做小球,這些小球里面有一個(gè)滿足剛剛提到的性質(zhì)“小球里面所有點(diǎn)都是‘小空間’內(nèi)的點(diǎn)”——這種點(diǎn)成為“小空間”的“內(nèi)點(diǎn)”。
c.有了這三種點(diǎn)的定義,就可以給出其他定義了——
1.開集:只有內(nèi)點(diǎn)的集合。
2.閉集:大空間去掉開集的那部分。
我們以一維空間為例,可以知道,所有截下來的小線段除了端點(diǎn),剩下的點(diǎn)都是“內(nèi)點(diǎn)”,我們?nèi)∪尾缓它c(diǎn)的線段(-1,3),(3,5),(8,9),它們都是開集,容易驗(yàn)證,這三個(gè)“小線段”合在一起也是開集。
那么剩下的部分包括四部分:兩條含端點(diǎn)的射線(-∞,-1],[9,+∞),一個(gè)包含端點(diǎn)的小線段[5,8],這三部分的每一點(diǎn)都是聚點(diǎn);以及單獨(dú)的一點(diǎn)3,是孤立點(diǎn)。由此就可以知道,閉集可能包含兩種類型的點(diǎn):
一、聚點(diǎn)(極限點(diǎn));
二、孤立點(diǎn)。
在數(shù)學(xué)中,直線曲線才存在“連續(xù)性”,即中間不間斷,如果是“平面”(二維)或“曲面”(三維),則對應(yīng)的是“連通性”,或者,“道路連通性”:
a.“連通性”的意思是,不能分成兩個(gè)相互獨(dú)立的”開集“(或者”閉集“),這兩部分都要含有至少一個(gè)元素(點(diǎn))。比方說,如果一條線上面一個(gè)不含端點(diǎn)的小線段(1,3)是”連通的“,我們無論是從中取出一點(diǎn)2,還是取出一個(gè)小的閉區(qū)間[1.5,2],剩下的都是開集,如果取出一個(gè)開集,那么取這個(gè)開集產(chǎn)生的端點(diǎn)必然屬于剩下的部分,則剩下的部分就必然不是開集。
b.“道路連通”的意思是,我們在這個(gè)“面”上面任取兩點(diǎn),都存在一種連接方式,使得連線上面每一點(diǎn)都在這個(gè)“面上”。比方說,一個(gè)西瓜的表面是連通的,如果我們把西瓜切成兩半,就不連通了?!庇^上看,就是這個(gè)面是由幾個(gè)相互獨(dú)立的小面組成的。
由上面這個(gè)例子很容易看出來——包含幾部分的閉集很顯然不連續(xù);
我們再看一下書上的解釋是:消費(fèi)集中所有的極限點(diǎn)都包含在該集之內(nèi),因此X是連續(xù)的——
前半句是沒問題的,就是“閉集”的性質(zhì)之一,不過“閉集包含所有的極限點(diǎn)”不等于“閉集只包含所有的極限點(diǎn)”,不要曲解這句話的意思;
后半句就有問題了,首先,n維向量集構(gòu)成的是一個(gè)n維空間,對應(yīng)的概念應(yīng)該是“連通”或者“道路連通”;其次,由“包含所有極限點(diǎn)”無法導(dǎo)出“連續(xù)”(“連通”),我們還是以線段為例,閉集[1,2]和點(diǎn)3構(gòu)成的集合是閉集,但是不連續(xù),且包含了所有的極限點(diǎn)和孤立點(diǎn)。
實(shí)際上,X的連續(xù)性是3和4一起導(dǎo)出了的結(jié)論。從”閉集“中,只能導(dǎo)出“消費(fèi)集中所有的極限點(diǎn)都包含在該集之內(nèi)”而已。
由此性質(zhì)三的意義是X包含購買產(chǎn)品的極端情形和邊界(極限點(diǎn))。
“凸集”——
書上的解釋就比較清楚了:

第一個(gè)畫紅線的部分即為“凸集”的定義,表示“任兩個(gè)消費(fèi)計(jì)劃的任意的線性組合仍包含在該消費(fèi)集內(nèi)”。即是集合內(nèi)任意兩點(diǎn)的連線都在集合內(nèi),即“道路連通”的意思。即“連續(xù)性”。
意思是,消費(fèi)集包含任意一種消費(fèi)類型。
到這里,就完全理解了這個(gè)模型的意義。明天我們來具體闡釋,效用函數(shù)的意義!