微觀經(jīng)濟學(xué)第五周作業(yè)(邊際效用,無差異曲線)

3.

經(jīng)濟學(xué) 英語 數(shù)學(xué)
復(fù)習(xí)時間(天) 成績 復(fù)習(xí)時間(天) 成績 復(fù)習(xí)時間(天) 成績
0 20 0 40 0 80
1 45 1 52 1 90
2 65 2 62 2 95
3 75 3 71 3 97
4 83 4 78 4 98
5 90 5 83 5 99
6 92 6 86 6 99

我們可以把分數(shù)看做效用,每增加一天復(fù)習(xí)時間,邊際效用的增量就可以得出來

設(shè)三門科目的復(fù)習(xí)天數(shù)分別是x,y,z

則有U=U(x,y,z),約束條件x+y+z=6成立

構(gòu)造拉格朗日函數(shù)L(x,y,z,\lambda)=U(x,y,z)+\lambda(6-x-y-z)

x,y,z,\lambda四個變量分別求偏導(dǎo)數(shù)并令偏導(dǎo)數(shù)值等于0,得到
\frac{\partial L}{\partial x}=\frac{\partial U}{\partial x}-\lambda=0

\frac{\partial L}{\partial y}=\frac{\partial U}{\partial y}-\lambda=0

\frac{\partial L}{\partial z}=\frac{\partial U}{\partial z}-\lambda=0

所以\frac{\partial U}{\partial x}=\frac{\partial U}{\partial y}=\frac{\partial U}{\partial z}=\lambda

? 此時x,y,z的邊際效用都相等,總效用達到最大
? 對照每種科目的邊際效用,實際上是不連續(xù)的點函數(shù)

(第n天的邊際效用) 1 2 3 4 5 6
經(jīng)濟學(xué)(\frac{\partial U}{\partial x}) 25 20 10 8 7 2
英語(\frac{\partial U}{\partial y}) 12 10 9 7 5 3
數(shù)學(xué)(\frac{\partial U}{\partial z}) 10 5 2 1 1 0

恰好當(dāng)\frac{\partial U}{\partial x}=\frac{\partial U}{\partial y}=\frac{\partial U}{\partial z}=\lambda=10時,總效用(也就是總成績)可以達到最大值,此時經(jīng)濟學(xué)復(fù)習(xí)三天,英語復(fù)習(xí)兩天,數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)一天,恰好滿足x+y+z=6的限制條件,所以最大效用(最高成績)是75+62+90=227分。

4.

x,y兩商品的無差異曲線每一點的斜率都等于-(y/x)

(1)證明:

由于效用函數(shù)與預(yù)算線相切時,交點處的效用最大化,此時需要滿足的條件是
P_xx + P_y y = M

-\frac{y}{x} = -\frac{p_x}{p_y}

所以聯(lián)立可得2P_xx=M,即x的需求函數(shù)是x=\frac{M}{2P_x}.顯然x商品的需求獨立于y商品的價格

x商品需求的價格彈性E_p=\frac{dx}{dP_x} \frac{P_x}{x},由于\frac{dx}{dP_x}=-\frac{M}{2P_x^2},代入得到E_p=-1成立,所以x商品的價格彈性等于1。

(2)P_x=1元,P_y=2元,M=120元,求邊際替代率

當(dāng)效用最大化時,邊際替代率等于兩種商品的價格之比,等于P_x/P_y=1/2

(3)恩格爾曲線的形狀,對x商品需求的收入彈性是多少?

恩格爾曲線(收入—購買量曲線)如果以收入為x軸,購買量為y軸,那么就有斜率為\frac{dx}{dM}=\frac{1}{2P_x}。

所以恩格爾曲線是斜率為\frac{dx}{dM}=\frac{1}{2P_x},過原點的一條直線。

x商品需求的收入彈性E_M=\frac{dx}{dM} \frac{M}{x},由于\frac{dx}{dM}=\frac{1}{2P_x},代入得E_M=1,所以需求的收入彈性為1.

5.

效用函數(shù)為U(x,y) = \alpha \ln x + (1-\alpha)\ln y,

由于效用函數(shù)與預(yù)算線相切時,交點處的效用最大化,此時需要滿足的條件是
P_xx + P_y y = M

\frac{\alpha}{x}/\frac{1-\alpha}{y} = \frac{p_x}{p_y}

聯(lián)立兩個方程,消去P_x,P_y,可得對x,y兩商品的需求分別是\frac{\alpha M}{P_x},\frac{(1-\alpha)M}{P_y}.

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