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对于任意给定的R=Rt,有:收入约束方程:(15-Rt)8=4x+2y,0<=R<=15。
此时效用函数为:Ut=(x+y)Rt^2=(x+y)(15-x/2-y/4)^2
相应的拉格朗日方程为:(x+y)(15-x/2+y/4)^2+L(120-8R-4x-2y)=0。
分别对x,y,L求最大化条件,得2x+y=60或x=-y。但,这两种情况中,分别只在Rt=0和Rt=15时成立,且Ut都为0,显然不是最大值。原因是,当Rt给定时,U为直线型效用函数(实际上就是x和y完全替代),最大化不取切点解,而取角点解。于是对于任意的Rt,最大化取在x=0或y=0处,而px/py=2:1;MRSx,y=-1,因此Ut(x=0)>Ut(y=0)。
故有,对于任意给定的Rt,消费者将收入全部用于消费商品y,而不消费商品x。即对于任意的Rt,消费者均衡为:
Ut=yRt^2 (1)
y=60-4Rt (2)
x=0
将(2)代入(1)有,对于任意的Rt,消费者均衡效用为Ut=60Rt^2-4Rt^3。
Ut对Rt求最大化条件,得,Rt=0或Rt=10,其中Rt=0时二阶导数大于0,不是最大值,Rt=10时二阶导数小于0,是最大值。
进而,y=20,x=0。此时消费者效用达到最大值2000。
这里实际上反映出的x和y对该消费者来说是完全替代的。除了在消费者收入为0的点上对x和y的消费都为0、消费者将时间全部用于工作而效用退化为0时消费多少x和y都无差异以及商品x和y的价格相等时消费多少x和y都无差异(可以随意选取组合而不影响效用)这几种特殊情况外,消费者都会全部消费商品y(价格低的那种),而不消费商品x(价格高的那种)。
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