Python+经济学:柯布道格拉斯生产函数相关
前言:
柯布道格拉斯生产函数(Cobb-Douglas Production Function)是微观经济学中最适合用Python进行可视化演示的知识之一。本文分别作出三种参数情况下的产量曲线,另外还有产量曲面与等产量线的绘制。该生产函数基本形式如下:
代码实现:
import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np n = 100 #劳动与资本投入量 Labor = np.linspace(0,10,n) Kapital = np.linspace(0,10,n) #技术水平参数 Tech = 3 Output1 = [] Output2 = [] Output3 = [] OutputN = [] #生产函数参数设置 for i in range(len(Labor)): labor = Labor[i] kapital = Kapital[i] #三组指数 a1 = 0.5 b1 = 0.3 a2 = 0.5 b2 = 0.5 a3 = 0.7 b3 = 0.8 out1 = Tech * (labor**a1) * (kapital**b1) out2 = Tech * (labor ** a2) * (kapital ** b2) out3 = Tech * (labor ** a3) * (kapital ** b3) # 对照组曲线:生产要素增长 outn = Tech * labor Output1.append(out1) Output2.append(out2) Output3.append(out3) OutputN.append(outn) fig = plt.figure(1,figsize=(8,8)) #图形1:生产要素指数之和小于1 ax1 = plt.subplot(1,3,1) ax1.plot(Labor,Output1,'red',label='a+b<1') ax1.plot(Labor,OutputN,'black') ax1.set_ylabel('Output(Q)') ax1.set_xlabel('Input(L,K)') ax1.spines['top'].set_visible(False) ax1.spines['right'].set_visible(False) ax1.spines['bottom'].set_position(('data', 0)) ax1.spines['left'].set_position(('data',0)) plt.legend(['a+b<1']) #图形2:生产要素指数之和等于1 ax2 = plt.subplot(1,3,2) ax2.plot(Labor,Output2,'green',label='a+b=1') ax2.plot(Labor,OutputN,'black') ax2.set_ylabel('Output(Q)') ax2.set_xlabel('Input(L,K)') ax2.spines['top'].set_visible(False) ax2.spines['right'].set_visible(False) ax2.spines['bottom'].set_position(('data', 0)) ax2.spines['left'].set_position(('data',0)) plt.legend(['a+b=1']) #图形3:生产要素指数之和大于1 ax3 = plt.subplot(1,3,3) ax3.plot(Labor,Output3,'blue',label='a+b>1') ax3.plot(Labor,OutputN,'black') ax3.set_ylabel('Output(Q)') ax3.set_xlabel('Input(L,K)') ax3.spines['top'].set_visible(False) ax3.spines['right'].set_visible(False) ax3.spines['bottom'].set_position(('data', 0)) ax3.spines['left'].set_position(('data',0)) plt.legend(['a+b>1']) fig.suptitle('Cobb-Douglas Function',fontsize=14,weight='bold') # plt.savefig('Cobb-Douglas.png') #图形4:生产函数3D绘图,
叠加等产量曲线 fig = plt.figure(2) ax4 = plt.axes(projection='3d') #另外一组生产要素指数参数 alpha = 0.8 beta = 0.7 X,Y = np.meshgrid(Labor,Kapital) Z = Tech * (X**alpha) * (Y**beta) Production = ax4.plot_surface(X,Y,Z,cmap='rainbow',alpha=0.8) ax4.contour(X,Y,Z,zdir='z',offset=0,cmap='coolwarm') ax4.set_xlabel('Labor') ax4.set_ylabel('Kapital') ax4.set_zlabel('Production') fig.colorbar(Production, shrink=0.5, aspect=20) #图形5:单独绘制等产量曲线 fig = plt.figure(3) ax5 = plt.subplot(1,1,1) Output = ax5.contour(X,Y,Z,cmap='coolwarm') ax5.set_xlabel('Labor') ax5.set_ylabel('Kapital') plt.clabel(Output,inline=True,fontsize=12) plt.show()
图形效果:
三种指数条件下的产量曲线
产量曲面
等产量曲线,线内数值为产量规模
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