国民收入决定:IS-LM 模型
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- 课时 0:宏观经济学框架导图(Framework Overview)
- 课时 1:宏观经济数据(Macroeconomic Data)
- 课时 2:国民收入决定:收入支出模型(Income-Expenditure Model)
- 课时 3:国民收入决定:IS-LM 模型(Investment-Saving / Liquidity Preference-Money Supply Model)
- 课时 4:国民收入决定:AD-AS 模型(Aggregate Demand-Aggregate Supply Model)
- 课时 5:失业、通胀与菲利普斯曲线(Phillips Curve)
- 课时 6:宏观经济政策(Macroeconomic Policy)
- 课时 7:蒙代尔-弗莱明模型(Mundell-Fleming Model)
- 课时 8:经济增长(Economic Growth)
本章公式中的小写字母表示剔除价格变动后的实际量,例如实际收入 、实际消费 、实际投资 、实际储蓄 、实际货币量 等;大写字母仍用于专有曲线名称(如 IS、LM)、函数符号(如货币需求 )、名义量(如名义货币量 )或局部例题符号(如 、),注意区分。
第一节 投资的决定(Determinants of Investment)
在 IS-LM 模型中,投资(Investment, i)不再完全被视为外生给定,而是受到利率影响。
一、实际利率与投资(Real Interest Rate and Investment)
企业在决定是否投资时,更关心的是实际利率(Real Interest Rate),而不是单纯的名义利率(Nominal Interest Rate)。
实际利率可近似表示为:
假定某年名义利率(货币利率)为 8 % ,通货膨胀率为 3 % ,则实际利率等于 5 % 。
利率可以理解为投资的资金成本(Cost of Investment)。利率越高,筹资成本越高,投资意愿越弱;利率越低,筹资成本越低,投资意愿越强。
因此,投资通常是利率的减函数(Decreasing Function of Interest Rate)。在简单线性形式下,投资函数(Investment Function)可写为:
其中:
- :自主投资(Autonomous Investment),表示即使利率为 0 时仍然存在的投资
- :投资需求对利率变动的敏感系数
- :利率(Interest Rate)
这说明投资与利率负相关:利率越高,投资越少;利率越低,投资越多。
二、资本边际效率的含义(Meaning of Marginal Efficiency of Capital)
资本边际效率(Marginal Efficiency of Capital, MEC)是一种贴现率(Discount Rate):恰好使某项资本品在使用期内各年预期收益的现值之和,等于这项资本品的供给价格(Supply Price)或重置成本(Replacement Cost)。
这里有两个相关概念:
- 贴现(Discount): 在经济学中,计算未来收入在今天/现在的价值的过程,称为对未来的贴现 。
- 贴现率(Discount Rate):通俗理解就是利率
- 现值(Present Value):未来收益折算到现在的价值
举例说明贴现率和现值的关系:假定本金为 ,贴现率为 ,第 年的本利和为 ,则:
把问题倒过来,如果已知第 年的本利和 与贴现率 ,则本金可以表示为:
其中:
- :贴现率,通俗理解就是利率
- :现值,也就是现在的本金
- :第 年的本利和
- :计息或贴现的期数
从直观上看,资本边际效率就是一项投资项目的预期收益率(Expected Rate of Return)。只有当资本边际效率大于或至少不低于市场利率时,企业才更愿意进行投资。
三、资本边际效率曲线(MEC)与投资边际效率曲线(MEI)
资本边际效率曲线(Marginal Efficiency of Capital Curve, MEC)和投资边际效率曲线(Marginal Efficiency of Investment Curve, MEI)都描述利率(r)与投资量(i)之间的反向关系。
MEC曲线表示在资本品价格既定时,不同投资项目的预期收益率与投资量之间的关系MEI曲线表示考虑到投资增加会推高资本品价格后,利率与实际投资量之间的关系
两条曲线都向右下方倾斜,但 MEI 曲线通常比 MEC 曲线更陡。
原因在于:当利率下降时,企业会增加投资需求;随着投资增加,资本品价格会上升,从而压低新增投资项目的收益率。于是,在同样的利率下降幅度下,投资量的增加不会像 MEC 所暗示的那样大。
因此,相比 MEC 曲线,MEI 曲线更能准确反映投资和利率之间的现实关系。
四、预期收益与投资(Expected Return and Investment)
企业是否愿意投资,不仅取决于利率,还取决于预期收益(Expected Return)。
影响预期收益的因素主要包括:
- 对投资项目未来产品销售的需求预期
- 产品成本(Product Cost)
- 投资税抵免(Investment Tax Credit)
投资税抵免是指政府为了鼓励企业投资,允许企业按投资额的一定比例抵减应纳税额。它会提高投资项目的税后预期收益,从而刺激投资。
例如,某企业某年投资 1 亿元,若政府规定投资税抵免率为 10%,则企业可少缴税 1000 万元。这相当于降低了投资成本,提高了投资项目的吸引力。
五、托宾 q 理论(Tobin’s q Theory)
托宾 q 理论(Tobin’s q Theory)认为,企业是否投资取决于企业市场价值(Market Value)与资本重置成本(Replacement Cost)之间的关系:
其中:
- 企业的市场价值:企业股票的市场价格总额
- 重置成本:重新建造同样资本设备或企业所需的成本
若 ,说明新建企业比买旧企业要便宜,企业有动机扩大投资。
若 ,说明买旧的企业比新建企业便宜,企业投资意愿较弱。
因此, 越大,投资需求通常越大。
第二节 产品市场的均衡:IS 曲线
IS 曲线及其含义(Meaning of the IS Curve)
IS 曲线反映的是利率和收入之间相互关系的曲线。曲线上任意一点都表示:
- 产品市场的均衡
产品市场均衡的含义是总支出(总需求)等于总收入(总供给)。在两部门经济中,可以写成:
- 投资和储蓄相等
由 可得:
因此,这条表示投资(Investment)与储蓄(Saving)相等时各种组合的曲线,被称为 IS 曲线。
- 利率和收入的组合
IS 曲线上的每一个点,都是一个能够使产品市场均衡的利率(Interest Rate, r)与实际收入(Real Income, y)的组合。由于图形中通常把收入 放在横轴、利率 放在纵轴,所以最终最好整理成:
也就是说,IS 曲线反映的是 与 之间的关系。
IS 曲线的推导(Derivation of the IS Curve)
IS 曲线可以用公式法推导,也可以用四象限图推导。两种方法得到的结论相同:IS 曲线表示产品市场均衡时,收入 与利率 之间的组合关系。
公式法
公式法常见有两种推导方式,掌握其中一种即可。
方法一:从收入恒等式出发
在两部门经济中:
其中:
代入可得:
因此,IS 曲线可以写成收入关于利率的形式:
也可以整理成利率关于收入的形式:
方法二:从产品市场均衡条件出发
产品市场均衡条件为:
即:
其中:
令 ,得到:
因此同样可以推出:
或:
图形法
四象限图从投资函数开始,按逆时针方向推导 IS 曲线:
- 图(a)表示投资函数 。投资是利率的减函数,利率越高,投资越少;利率越低,投资越多。
- 图(b)表示投资和储蓄的均等关系。45° 线上的任意一点都满足 ,这是两部门经济中产品市场均衡的条件。
- 图(c)表示储蓄函数 。储蓄是收入的增函数,收入越高,储蓄越多;收入越低,储蓄越少。
- 图(d)把满足 的利率和收入组合连接起来,得到 IS 曲线。
例如,当图(a)中的利率为 时,对应投资为 ;在图(b)中,投资 对应储蓄 ;在图(c)中,储蓄 对应收入 。于是,在图(d)中得到一个均衡点 ,表示 这一组收入和利率能够使产品市场均衡。
同理,当利率下降为 时,投资增加为 ,储蓄也对应为 ,收入提高为 ,于是得到另一个均衡点 。把 、 等点连接起来,就是 IS 曲线。
因此,IS 曲线表示的是与任一给定利率相对应的国民收入水平;在这些收入水平上,投资恰好等于储蓄,即:
IS 曲线的斜率(Slope of the IS Curve)
假设消费函数和投资函数为线性形式:
两部门经济中的均衡收入为:
将其整理为利率关于收入的表达式:
因此,IS 曲线的斜率为:
斜率大小主要取决于两个因素:
- 投资需求对利率越敏感,即 越大,IS 曲线越平缓。
- 边际消费倾向(Marginal Propensity to Consume,
MPC) 越大,乘数越大,IS 曲线越平缓。
在三部门经济中,若消费函数为:
则 IS 曲线斜率变为:
其中, 表示比例税率(Proportional Tax Rate)。若只考虑定量税(Lump-Sum Tax),则 IS 曲线斜率不变。
IS 曲线的移动(Shifts of the IS Curve)
在其他条件不变时,以下因素会使 IS 曲线移动:
| 变动因素 | IS 曲线移动方向 | 直观解释 |
|---|---|---|
| 投资增加 | 向右移动 | 同一利率下,计划投资增加,均衡收入提高 |
| 消费增加 | 向右移动 | 自主消费或消费意愿提高,总支出增加 |
| 储蓄增加 | 向左移动 | 同一收入下消费减少,总需求下降 |
| 税收增加 | 向左移动 | 可支配收入下降,消费减少 |
| 政府支出增加 | 向右移动 | 政府购买直接提高总需求 |
扩张性财政政策(Expansionary Fiscal Policy): 增加政府支出或减少税收,会使 IS 曲线右移;紧缩性财政政策(Contractionary Fiscal Policy): 减少政府支出或增加税收,会使 IS 曲线左移。
IS 曲线的斜率绝对值越大,国民收入变动对利率变动的反映越小;斜率绝对值越小,国民收入变动对利率变动的反映越大。
第三节 利率的决定
利率的决定(Determination of Interest Rate)
古典学派(Classical School)认为,投资与储蓄都只与利率有关,二者相等时利率被决定。
凯恩斯学派(Keynesian School)认为,利率由货币供给(Money Supply)与货币需求(Money Demand)共同决定。货币供给主要由国家控制,通常被当作外生变量;分析重点则落在货币需求上。
流动性偏好与货币需求动机(Demand for Money)
凯恩斯把货币需求分为三类。
1. 交易动机的货币需求(Transactions Demand for Money)
个人和企业需要货币,是为了进行正常的交易活动。
交易动机的货币需求主要取决于收入水平,收入越高,交易数量越大,交易动机的货币需求越大。
或写为:
其中, 是货币需求关于收入变动的系数。
2. 预防动机的货币需求(Precautionary Demand for Money)
预防动机的货币需求是指人们为了预防经济生活中预料之外的支出而持有货币。
这一货币需求量大体上也和收入成正比,是收入的增函数,因此纳入合并计算。
3. 投机动机的货币需求(Speculative Demand for Money)
投机动机的货币需求是指人们为了在金融市场上抓住购买有价证券的机会而持有货币。
投机动机与利率负相关:
或写为:
其中, 是货币需求关于利率变动的系数,也可理解为投机性货币需求的利率弹性。
流动性偏好:指的就是人们宁可以牺牲利息收入而储存不生息的货币来保持财富的心理倾向。 证券价格可近似表示为:
因此,证券价格与利息率呈反比。
流动偏好陷阱: 人们不管有多少货币都愿意持在手中这种情况称为“凯恩斯陷阱”或“流动偏好陷阱”。
当利率极低时,证券价格极高,投机性货币需求趋于无限大,因为人们认为这时利率不大可能再下降,或者说有价证券价格不大可能再上升,因而将所持有的有价证券换成货币握在手里。
货币需求函数(Demand for Money)
货币总需求(Total Demand for Money)可以表示为:
在线性形式下:
货币供给(Money Supply)
名义货币量(Nominal Money)是不考虑货币购买力变化、只按票面价值计算的货币量。
要把名义货币量折算为具有不变购买力的实际货币量(Real Money),必须用价格指数进行调整:
其中:
- :名义货币量(Nominal Money Supply)
- :价格指数(Price Index)
- :实际货币量(Real Money Supply)
因此,无论讨论货币需求量还是货币供给量,在 IS-LM 模型中通常都使用实际量:
货币供给量是由国家用货币政策来调节的,是一个外生变量,其大小与利率无关,因此货币供给曲线是一条垂直于横轴的直线。
第四节 货币市场的均衡:LM 曲线
LM 曲线的含义(Meaning of the LM Curve)
LM 曲线描述的是货币市场达到均衡时,实际总产出/实际收入(Real Total Output / Real Income, )与利率(Interest Rate, )之间的对应关系。
在 LM 曲线上,任意一点都可以从以下三层含义来理解:
- 货币市场均衡(Money Market Equilibrium)
货币市场均衡是指货币需求(Money Demand, )等于货币供给(Money Supply, )。因此,LM 曲线上的点首先表示:
当货币市场达到均衡时,对应的利率就是均衡利率(Equilibrium Interest Rate)。也就是说,LM 曲线之所以叫作 LM 曲线,正是因为它表示 与 相等时的各种组合。
- 货币需求与货币供给相等(Money Demand Equals Money Supply)
在 IS-LM 模型中,实际货币供给 通常由政府或中央银行通过货币政策调节,因此被看作外生变量(Exogenous Variable),可以理解为给定不变的定值。
货币需求由两部分构成:
其中, 表示交易需求和预防需求,主要受收入 影响; 表示投机需求,主要受利率 影响。
在线性形式下:
因此,货币市场均衡条件可以写成:
这表示:在给定货币供给 的情况下,收入 与利率 必须配合变化,才能使货币需求正好等于货币供给。
- 任意一点都是利率与收入的组合(Combinations of Interest Rate and Income)
由均衡条件:
可以整理出收入与利率之间的两种等价表达:
或:
因此,LM 曲线上的任意一点,都是一个能够使货币市场均衡的 组合。换句话说,只要某一点落在 LM 曲线上,就意味着在该收入水平和利率水平下,货币需求等于货币供给。
推导(Derivation of the LM Curve)
LM 曲线可以用两种方式推导:一种是公式推导,直接由货币市场均衡条件整理得到;另一种是图形推导,从货币需求结构说明为什么收入越高,均衡利率通常也越高。
- 公式推导(Algebraic Derivation)
假定 表示实际货币供给量, 表示名义货币供给量, 表示物价水平,则:
货币市场均衡条件为:
在线性货币需求函数中:
因此:
由此可以整理出 LM 曲线的两种表达式。
若以收入 为纵向整理对象:
若以利率 为纵向整理对象:
在通常的 IS-LM 图中,纵轴为利率 ,横轴为收入 ,因此 LM 曲线的斜率为:
斜率大小主要取决于两个因素:
-
货币需求对收入变动越敏感,即 越大,LM 曲线越陡峭。
-
货币需求对利率变化越敏感,即 越大,LM 曲线越平缓。
-
图形推导(Graphical Derivation)
图形推导从投机性货币需求开始,按逆时针方向推导 LM 曲线:
(a) →(b) →(c) →(d)LM
四象限图的核心,是把总货币供给 分配为两类货币需求:
其中:
- :交易需求和预防需求,随收入 增加而增加。
- :投机需求,随利率 上升而减少。
先看图(a)。当利率为 时,对应的投机性货币需求为 ;当利率为 时,对应的投机性货币需求为 。由于投机性货币需求与利率反方向变动,所以:
再看图(b)。实际货币供给 给定,且满足 。因此,当投机性货币需求为 时,对应的交易和预防性货币需求为 ;当投机性货币需求为 时,对应的交易和预防性货币需求为 。因为总量 不变,所以 越少, 就越多:
接着看图(c)。交易和预防性货币需求由收入决定,即 。当 时,对应收入为 ;当 时,对应收入为 。由于 随收入增加而增加,所以:
最后看图(d)。把图(a)中的利率 与图(c)中的收入 投射到同一个 坐标系中,得到点 ;把利率 与收入 投射到同一个坐标系中,得到点 。
因此可以得到两组货币市场均衡点:
把 、 以及更多类似点连接起来,就得到 LM 曲线。每一个点都表示在货币供给等于货币需求时的收入与利率组合。
LM 曲线的三个区域(Three Regions of the LM Curve)
LM 曲线常被划分为三个区域:
| 区域 | 形态 | 含义 |
|---|---|---|
| 凯恩斯区域(Keynesian Region) | 近似水平 | 利率极低,投机性货币需求无限大,出现流动性陷阱 |
| 中间区域(Intermediate Region) | 向右上方倾斜 | 常规情况下,收入提高需要更高利率来维持货币市场均衡 |
| 古典区域(Classical Region) | 近似垂直 | 利率很高,投机性货币需求接近于零 |
当利率很低时,人们手中无论有多少货币都不会去购买有价证券,投机性货币需求曲线会趋近于水平,这就是流动性陷阱(Liquidity Trap)。
LM 曲线的斜率和移动(Slope and Shifts of the LM Curve)
斜率(Slope)
由 LM 曲线表达式:
可以看出,LM 曲线的斜率为:
因此,LM 曲线斜率的大小主要取决于两个因素:
- 货币需求对收入的敏感系数 。在 一定时, 越大, 越大,LM 曲线越陡峭。
- 货币需求对利率的敏感系数 。在 一定时, 越大, 越小,LM 曲线越平缓。
直观理解是:如果收入增加会明显推高交易和预防性货币需求,那么需要更大幅度的利率上升来压低投机性货币需求,货币市场才能重新均衡,所以 LM 曲线更陡;如果货币需求对利率很敏感,只要利率小幅变化就能调节投机性货币需求,LM 曲线就更平缓。
移动(Shifts)
LM 曲线的位置取决于实际货币供给量:
其中, 表示名义货币供给量, 表示价格水平, 表示实际货币供给量。
- 名义货币供给量变动
在价格水平 不变时,名义货币供给 增加,会使实际货币供给 增加。货币供给更充足时,在同一收入水平下,维持货币市场均衡所需的利率更低,因此 LM 曲线向右下方移动。
反之,在价格水平 不变时, 减少,会使 减少,LM 曲线向左上方移动。
- 价格水平变动
在名义货币供给 不变时,价格水平 上升,会使实际货币供给:
变小。实际货币供给减少时,在同一收入水平下,必须有更高的利率来压低投机性货币需求,货币市场才能均衡,因此 LM 曲线向左上方移动。
反之,在 不变时,价格水平 下降,会使实际货币供给 增加,LM 曲线向右下方移动。
第五节 产品市场和货币市场的同时均衡:IS-LM 模型分析
同时均衡的含义(Meaning of Simultaneous Equilibrium)
- 为什么要研究两个市场同时均衡
货币市场利率的变化会影响投资,投资的变化又会影响产品市场的总需求,进而改变收入,收入的变化又会影响到货币需求……因此,在产品市场和货币市场中,只要有一个市场没有实现均衡,国民收入就不会稳定。只有产品市场和货币市场同时实现均衡时的国民收入才是均衡的国民收入。
- 产品市场和货币市场的一般均衡(IS-LM 模型)
在 IS 曲线上有一系列利率和收入组合,可以使产品市场均衡;在 LM 曲线上也有一系列利率和收入组合,可以使货币市场均衡。
但能够使产品市场和货币市场同时达到均衡的利率和收入组合只有一个:
IS 曲线与 LM 曲线的交点。
该交点决定短期均衡收入(Equilibrium Income)和均衡利率(Equilibrium Interest Rate)。
非均衡状态的调整(Adjustment from Disequilibrium)
在 IS-LM 图中,非均衡状态会通过产品市场和货币市场的自发调整逐步回到均衡点。
产品市场和货币市场可出现四类组合:
| 区域 | 产品市场状态 | 货币市场状态 |
|---|---|---|
| I | 投资小于储蓄,产品超额供给 | 货币需求小于货币供给 |
| II | 投资小于储蓄,产品超额供给 | 货币需求大于货币供给 |
| III | 投资大于储蓄,产品超额需求 | 货币需求大于货币供给 |
| IV | 投资大于储蓄,产品超额需求 | 货币需求小于货币供给 |
这些非均衡组合会带来收入和利率的调整,调整方向最终趋向于均衡收入和均衡利率。
一般均衡的变动(Changes in General Equilibrium)
凡是扩张性的财政政策(Expansionary Fiscal Policy),都会使 IS 曲线向右上方移动;凡是紧缩性的财政政策(Contractionary Fiscal Policy),都会使 IS 曲线向左下方移动。
凡是扩张性的货币政策(Expansionary Monetary Policy),都会使 LM 曲线向右下方移动;凡是紧缩性的货币政策(Contractionary Monetary Policy),都会使 LM 曲线向左上方移动。
IS-LM 模型的运用:财政政策效果(Fiscal Policy Effect)
财政政策效果是指政府支出、税收等财政政策变动对均衡收入的影响程度。
当 LM 曲线斜率较小时,财政政策效果较大;当 LM 曲线斜率较大时,财政政策效果较小。
这一结论可从两个角度理解:
- 若 IS 曲线斜率不变,LM 曲线越陡,财政政策效果越小;LM 曲线越平缓,财政政策效果越大。
- 若 LM 曲线斜率不变,IS 曲线越陡,财政政策效果越大;IS 曲线越平缓,财政政策效果越小。
其背后的机制是挤出效应(Crowding-Out Effect):扩张性财政政策提高收入和利率,利率上升会挤出一部分私人投资,从而削弱收入扩张效果。
IS-LM 模型的运用:货币政策效果(Monetary Policy Effect)
货币政策效果是指货币供给变动对均衡收入的影响程度。
结论可概括为:
- 若 IS 曲线斜率不变,LM 曲线越平缓,货币政策效果越小;LM 曲线越陡峭,货币政策效果越大。
- 若 LM 曲线斜率不变,IS 曲线越陡峭,货币政策效果越小;IS 曲线越平缓,货币政策效果越大。
这是因为货币政策通过利率影响投资,再通过投资影响总需求和收入。若投资对利率反应弱,或 LM 曲线处于流动性陷阱附近,货币政策效果会被削弱。
古典主义极端(Classical Extreme)
当 LM 曲线为垂直线、IS 曲线为水平线时,货币政策十分有效,而财政政策完全无效。这种情形被称为古典主义极端(Classical Extreme)。
直观地说,垂直的 LM 曲线意味着货币需求对利率不敏感,扩张性财政政策只会推高利率,无法带来均衡收入增加;而货币供给增加会直接推动 LM 曲线右移,使收入上升。
财政政策与货币政策的配合(Policy Mix)
财政政策和货币政策可以配合使用。若扩张性财政政策使 IS 曲线右移,同时扩张性货币政策使 LM 曲线右移,均衡收入通常会增加,而均衡利率的变化取决于两种政策力度的相对大小。
政策配合的核心在于:
- 财政政策主要通过总需求直接影响收入
- 货币政策主要通过利率和投资影响收入
- 二者组合可以在稳定收入、控制利率和调节总需求之间取得不同权衡
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