Lasand deoparte constrangerea (2), vom relua problema de maximizare a integralei:
Aceasta problema poate fi privita ca un caz particular
Pe baza acestui fapt, teoremele din sectiunea precedenta
.
Teorema 1 Pentru Lagrangianul , fie si ce satisfac ecuatiile:
,
pe o cale optimala pentru problema de maximizare a (1). Atunci cantitatea conservata W este data de:
.
Teorema 2 Pentru Lagrangianul (3) , fie ce satisface ecuatiile (7) pe o cale optimala pentru problema de maximizare a(1). Atunci cantitatea conservata W este data de:
.
Teorema 3 In Lagrangianul (3) , fie functia omogena de grad r in raport cu si . Atunci exista urmatoarea cantitate conservata pentru problama de maximizare a (1):
.
Pentru Lagrangianul de forma (3) , vom defini un Hamiltonian modificat (H fiind Hamiltonianul uzual):
,
unde r este gradul de omogenitate al lui U. Atunci cantitatea conservata (15) este scrisa , unde , care va fi redusa la o cantitate conservata ma tarziu.
Teorema 4 In Lagrngianul (3) , fie functia omogena de grad r in raport cu si .Atunci exista urmatoarele doua cantitati conservate pentru problema de maximizare a(1):
,
.
Teoremele stabilite in sectiunea precedenta pot fi aplicate efectiv pentru derivarea unor noi legi de conservare in cateva modele de crestere economica.
i. O generalizare a modelului de crestere de tipul von Neumann.
Prima aplicatie este data de n mijloace fixe si n mijloace de formare a capitalului fix . Deci in teorema 1, datorita teoremei 4, si sunt privite respectiv ca o functie de utilitate omogena de grad r si o functie de transformare omogena de gradul intai, in raport cu si , si r este rata de scont constanta.
In aceasta situatie, cantitatea conservata (15) se transforma imediat in:
In particular,pentru (=const.), cantitatea se reduce la:
Aceasta cantitate conservata nu poate fi separata in doua cantitati conservate independente prntru integrarea functiei.
In cazul , presupunem ca U este derivata totala in raport cu timpul a functiei omogena de gradul intai in raport cu , . Atunci U este omogena de gradul intai in raport cu , . Deci vom avea:
.
Prin urmare, cantitatile conservate (19) si (20) cu gradul de omogenitate conduc respectiv la:
, ,
care sunt, in cazul , chiar cele ale lui Samuelson.
Pe de alta parte, dupa cum am vazut mai inainte, este o solutie ce satisface (6) si (7) pe un drum optim. Aici solutia se reduce la . Si, tinand seama de ecuatiile (5) cu si :
,
vom obtine imediat o alta solutie . Ambele cantitati conservate sau pot fi obtinute deci prin inlocuirea lui in (10) sau si in (8), respectiv.