Skript der Vorlesung Ökonomik der Agrar- und Ernährungswirtschaft Teil 2 WS 2007/08 Prof. Dr. T. Becker Institut für Agrarpolitik und Landwirtschaftliche Marktlehre (420) Universität Hohenheim Inhaltsverzeichnis 1 Einführung 2 2 Marktstruktur und Verhaltensweise 2.1 Marktformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2 Das Konkurrenzgleichgewicht: Paradigma des Vollkommenen Marktes . 2.3 Ein kleines Modell des ”Vollkommenen Marktes”mit zwei Anbietern, die Mengenanpasser verhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . sich als . . . . . 4 4 6 7 3 Preis- und Mengenwettbewerb 3.1 Mengenwettbewerb im Cournot-Modell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.1 Das Cournot-Modell mit unterschiedlichen Kosten . . . . . . . . . 3.1.2 Cournot-Nash-Lösung mit vielen Unternehmen . . . . . . . . . . . 3.1.3 Was ist ein Nash-Gleichgewicht? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.4 Sequentieller Mengenwettbewerb (Stackelberg-Modell) . . . . . . . 3.1.5 Vergleich Stackelberg mit Nash-Gleichgewicht im Cournot-Modell . 3.2 Mengenkartell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.1 Bruch der Kartellvereinbarungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.2 Schlussfolgerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3 Preiswettbewerb: Bertrand-Modell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 10 17 20 21 24 25 27 27 29 30 4 Preisunterschiede und Suchtheorie 4.1 Preisunterschiede . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2 Theorie der Informationssuche . . . . . . . . 4.3 Zur Suche nach dem optimalen Preis . . . . . 4.3.1 Ermittlung eines festen Suchumfangs: 4.3.2 Stoppregelprozesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 33 33 34 34 35 Suchkosten der Konsumenten und Marktergebnis . 4.4.1 Das Modell der Touristenfalle . . . . . . . . 4.4.2 Das Touristen- und Einheimischen - Modell Produktdi¤erenzierung . . . . . . . . . . . . . . . . Strategisches Verhalten von Firmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 35 36 36 37 5 Varianten- oder Standortwettbewerb 5.1 Hotellings Straß endorf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1.1 Annahmen auf der Angebotsseite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1.2 Nachfrageseite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1.3 Erste unternehmenspolitische Einsichten . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1.4 Simultaner Positions- mit anschließ endem simultanen Preiswettbewerb 5.2 Spiel mit Wahl von 2 Standorten und 2 Preisen . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3 Markteintritt und Eintrittsabschreckung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 37 37 38 40 41 41 45 4.4 4.5 4.6 . . . . . . . . . . 6 Qualitätswettbewerb 46 7 Anhang 47 8 Übungsaufgaben 51 Literatur vorlesungsbegleitend: Pfähler, Wilhelm und Harald Wiese: Unternehmensstrategien im Wettbewerb: eine spieltheoretische Analyse. Springer Verlag, 1998. vorlesungsergänzend: Shy, Oz: Industrial Organization: Theory and applications. MIT Press, 1995. Gibbons, Robert: Game theory for applied economists. Princeton University, 1992. Carlton, D. C. und J. M. Perlo¤: Modern industrial organization, 2. Au‡age, 1994. Schmalensee, Richard: Handbook of Industrial Organization, Band 1 + 2, 1989. Tirole, Jean: The theory of industrial organization. MIT Press, 1988. Praktische Beispiele: Lebensmittel-Zeitung 1 1 Einführung Die Vorlesung ”Ökonomik der Ernährungswirtschaft I”, die auch als ”Einführung in die Industrieökonomik”bezeichnet werden kann, stellt die theoretische Ergänzung zu den beiden anderen, sehr praxisorientierten Vorlesungen ”Lebensmittelmarketing” und ”Organisation und Management von Wertschöpfungsketten” dar. Mit dem Ziel, das abstrakte, ökonomische Denken zu erlernen und zu üben, werden für die Ernährungswirtschaft relevante Teile der Industrieökonomie vermittelt. Hauptaufgabe der Industrieökonomik ist es, sich mit der Funktionsweise von Märkten zu befassen. Ausgangspunkt ist dabei das Verhalten; der Strategiebegri¤ wird im spieltheoretischen Sinne gebraucht. Die bisher hauptsächlich betrachteten Grenzfälle einer Marktstruktur, Monopol und Polypol, sind in der Realität kaum anzutre¤en. Die Marktstruktur des Oligopols, in dem die Aktion eines einzelnen Marktteilnehmers die Aktionen der anderen Marktteilnehmer beein‡uß t, kommt der Wirklichkeit wesentlich näher. In den folgenden Kapiteln werden die Aktionsparameter der Unternehmen (Preis, Menge, Qualität, Variantenzahl und Standort) näher betrachtet. Kurzer geschichtlicher Abriß : ”structure-conduct-performance-Paradigma” (Bain / Mason; 40er bis 60er Jahre, auch Harvard-Tradition genannt): Die Marktstruktur determiniert das Verhalten; dieses wiederum bestimmt die Marktergebnisse (empirische Arbeiten, kaum theoretisch fundiert). Historische Schule (bis in die 80er Jahre): Einzelfallanalysen, Beschreibung von casestudies; wenig Theorie Chicago-school (Milton Friedman, Gary S. Becker): Anwendung der Neoklassischen Ökonomie (Preistheorie) auf die Industrie Spieltheoretische Herangehensweise (seit den 90er Jahren): Verhaltensanalyse von Unternehmen Exkurs: Interaktive Entscheidungstheorie Ergebnismatrix: Handlungsalternativen Umweltzustände (UWZ) A B C D (f) . . 1 2 3 (g) . . . . . . . . Dominiert eine Handlungsalternative alle anderen in jedem Umweltzustand (UWZ), so wird sie gewählt. Ist dies nicht der Fall, so ist es notwendig, die Wahrscheinlichkeiten der einzelnen Umweltzustände p(UWZ) zu kennen, damit man den Erwartungswert für alle Handlungsalternativen berechnen und nach einer Entscheidungsregel maximieren kann. In der Spieltheorie oder beim strategischen Spiel hängen die Aktionen eines Spielers von den Aktionen der übrigen ab. Es bestehen Interdependenzen zwischen der Reaktion der anderen Spieler und den eigenen Handlungen. Zusätzlich gibt es eine objektive Umwelt. Diese Konstellation nennt sich ”Reaktionsverbundenheit”. 2 Reaktionsverbundenheit: 1. Das Ergebnis von Entscheidungen hängt von mehreren Entscheidungsträgern ab (nicht nur ein Spieler und eine anonyme Umwelt), so dass ein einzelner das Ergebnis von Entscheidungen nicht unabhängig von der Wahl der anderen bestimmen kann. 2. Jeder Entscheidungsträger ist sich dieser Abhängigkeiten bewuß t. 3. Jeder Entscheidungsträger geht davon aus, daßalle anderen sich ebenfalls der Interdependenzen bewuß t sind. 4. Jeder Entscheidungsträger berücksichtigt bei seinen Entscheidungen Punkt 1, 2 und 3. Handlungsalternativen / Parameter von Unternehmen (unabhängig davon, welcher Industrie sie angehören): Preis-, Mengen- oder Kostenführerschaft können angestrebt werden. Di¤erenzierung (Produkt, Varianten, Standort, Qualität), um einen komparativen Vorteil oder größ eren Gewinn zu erzielen. Integrationsgrad. Forschung und Entwicklung: angestrebt wird ein zeitlicher Vorteil. Werbung. Voraussetzungen bei der Betrachtung des Mengenanpasserverhaltens: Der Marktpreis p̄ ist gegeben; am Markt be…ndet sich ein Unternehmen, das nur ein Produkt herstellt und einen Faktor einsetzt, dessen Preis r̄ gegeben ist. G=p q r x(q) Berücksichtigt man zwei Unternehmen bei der Betrachtung, so lassen sich die Interdependenzen folgendermaß en darstellen (q1 bzw. q2 ist die Menge, die von Unternehmen 1 bzw. 2 produziert wird): G1 = p(q1 ; q2 ) q1 r x(q1 ) und: q2 (q1 (q2 (q1 (....)))) Produktionsmenge des zweiten Unternehmens hängt von der des ersten ab, die wiederum .... Genau mit diesen Problemen beschäftigt sich die Spieltheorie. Es sollte deutlich geworden sein, dass die heutige Industrieökonomik als angewandte Spieltheorie betrachtet werden kann. Die Verbindungen zwischen Industrieökonomik und Spieltheorie sind sehr vielfältig: sie befruchten sich gegenseitig. 3 2 Marktstruktur und Verhaltensweise 2.1 Marktformen Marktformen: Anbieter wenige Nachfrager einer einer wenige viele Bilaterales Monopol Beschränktes Monopol Monopol Beschränktes Monopson Bilaterales Oligopol Oligopol viele Monopson Oligopson Polypol Dieses Marktformenschema tri¤t nur Aussagen über die Menge der Anbieter und Nachfrager, die auf einem Markt vertreten sind, nicht über deren Verhalten. Im folgenden wird näher auf das Verhalten einzelner in unterschiedlichen Situationen eingegangen. Gewinnbedingungen: 1. positiver Gewinn (langfristige Fixkostendeckung) 2. Preis = Grenzkosten Gewinnmaximierung eines Mengenanpassers (Marktpreis = Datum, zu dem jede Menge abgesetzt werden kann) p= r @x @q (Preis = Grenzkosten) Gewinnmaximierung eines Monopolisten (Anbieter kann Marktpreis beein‡ussen: Preis- oder Mengen…xierung; Preis-Absatz Funktion ist relevant) G = p(q) q @q @G @q = p @q + @p @G @q = p + @q 1 @p @q q p r x(q) q p p (1+ ) = r r r @x @q @x @q @x @q (G: Gewinn, p: Preis des Gutes, q: Output-, x: Inputmenge, r: geg. Faktorpreis) (Produktregel: (u v)0 = u0 v + v 0 u) @q p (Preiselastizität der Nachfrage " = @p q) Bedingung f. optimale Produktionsmenge Beim Verhalten eines Mengenanpassers können drei Fälle unterschieden werden: Fall 1 Konstante Grenzkosten (variable Kosten steigen proportional) Liegt der Marktpreis p über den Grenzkosten, so bietet der Anbieter ab der Mindestmenge (diejenige, die die Fixkosten deckt) eine unendlich groß e Menge an; es existiert kein Marktgleichgewicht. Liegt der Preis unter den Grenzkosten, kommt kein Angebot zustande. (p < GK ) q = 0; p > GK ) q ! 1) Fall 2 Steigende Grenzkosten Beim Marktpreis p ergibt sich ein Marktgleichgewicht mit der angebotenen Menge q unter der Voraussetzung, dass die totalen Kosten durch den Preis gedeckt werden. Je größ er die Fixkosten sind, desto größ er ist die minimale Menge, unter der kein Angebot zustande kommt (Charakteristische Konstellation in der Tierhaltung). 4 Fall 3 Sinkende Grenzkosten Wegen steigender Grenzgewinne aufgrund der abnehmenden Grenzkosten steigt der Gewinn mit jeder zusätzlich verkauften Einheit. Die Produktion wird daher unbegrenzt ausgedehnt (Annahme: keine Kapazitätsrestriktionen). (Diese Konstellation ist tendenziell in der Schweinemast, vor allem jedoch in der industriellen Produktion (Computerchips, CD’s oder Autos) zu beobachten.) TK TK TK p p p GK VK VK P* FK P* FK FK GK P* GK Fall 1 q q* q q Fall 2 Fall 3 TK: totale Kosten; FK: Fixkosten; VK: variable Kosten; GK: Grenzkosten Beispiel Erklärung der Wachstumstendenz in der Schweinemast im Vergleich zur Schweinezucht: Die Schweinemast ist gekennzeichnet durch die relativ groß e Bedeutung des Faktors Kapital die Fixkosten, z.B. für eine Stallinvestition, sind hoch. Bei Betriebsvergröß erungen sinken die Fixkosten pro produzierter Einheit (das Seuchenrisiko steigt, wird jedoch durch Schleusen, eine begrenzte Zahl fester Zulieferer etc. in Grenzen gehalten). Da Kapital ein homogener Faktor ist und in unbegrenzter Menge zur Verfügung steht, und weil das Fachwissen für die Mast von 1000 dem für 10000 Schweinen entspricht, ist ein Größ enwachstum relativ leicht realisierbar. Die Schweinezucht dagegen ist abhängig vom Faktor Arbeit. Detailliertes Wissen der jeweiligen Arbeitskraft ist ausschlaggebend, kann jedoch nicht problemlos überprüft beziehungsweise weitergegeben werden. Der Drang zum Größ enwachstum ist geringer, wenn Erfahrung eine wichtige Rolle in der Produktion spielt. Exkurs: Problem der Nicht-Teilbarkeit von Faktoren Da Faktoren nicht beliebig teilbar sind, existieren Sprungkosten. Zwischen p1 und p2 liegt ein Bereich, in dem sich bei steigendem Preis die angebotene Menge nicht ändert (trotz Preissteigerung zum Beispiel keine Stallbauinvestition). p TK p1 FK p2 VK P* q q Sprung…xe Kosten Im folgenden wird zumeist von den Fixkosten abstrahiert, die nur ausschlaggebend sind für die Entscheidung: Produktion - ja oder nein? Nur die variablen Kosten sind Gegenstand der Betrachtung, da sie für die zu produzierende Menge relevant sind. Bemerkung Kapazitätsgrenze An der Kapazitätsgrenze steigen die Grenzkosten der Produktion sprunghaft auf ein höheres Niveau oder ins Unendliche. Das Unternehmen wird seine Produktion also nicht ohne weiteres über 5 diese Begrenzung hinaus ausdehnen, sondern eine neue Entscheidung in Abhängigkeit vom Planungshorizont tre¤en. Möglicherweise wird es kurzfristig an der Kapazitätsgrenze produzieren, langfristig seine Kapazität durch eine Investition ausdehnen. 2.2 Das Konkurrenzgleichgewicht: Paradigma des Vollkommenen Marktes Bedingungen homogenes Produkt keine Transaktionskosten vollständige Information der Marktteilnehmer atomistische Angebots- und Nachfragestruktur = Mengenanpasser Wohlfahrtsmaximierung im Modell des Vollkommenen Marktes p A p0 P* α γ β N q0 q * q Wohlfahrtswirkungen Im Gleichgewicht (p*, q*) wird die Wohlfahrt maximiert. Wird der Preis (zum Beispiel durch staatliche Verordnungen) auf p0 angehoben, so steigt die Produzentenrente um und sinkt um , die Konsumentenrente verringert sich um und , da die Konsumenten einen höheren Preis zu zahlen haben. Insgesamt beträgt der Unterschied in der Wohlfahrt durch die Preiserhöhung w = -( + ). Es handelt sich also um einen Wohlfahrtsverlust. Ähnliche Wohlfahrtswirkungen sind auch bei einer Preissenkung zu beobachten. Das Modell des ”Vollkommenen Marktes”, der die Wohlfahrt maximiert (Arrow-Debreu), wird formuliert, um eine möglichst einfache Struktur zu erhalten - Ökonomen erheben nicht den Anspruch, damit die Realität abzubilden. Die in der Wirklichkeit existierenden verschiedenen Marktformen, unvollständige Information, etc., …nden Eingang in moderne ökonomische Modelle. Modelle können, da die Wirklichkeit sehr komplex und vielfältig ist, immer nur einen Ausschnitt der Wirklichkeit darstellen. Um diese Wirklichkeit besser zu verstehen, gilt es, UrsacheWirkungs-Zusammenhänge herauszuarbeiten. Dies geschieht in Modellen, die sich auf die Darstellung und Analyse eines oder weniger Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge konzentrieren. 6 2.3 Ein kleines Modell des ”Vollkommenen Marktes” mit zwei Anbietern, die sich als Mengenanpasser verhalten De…nition: Ein Käufer oder Verkäufer (Agent) verhält sich als Mengenanpasser, wenn er annimmt, dass der Marktpreis gegeben ist und dass seine Aktionen den Marktpreis nicht beein‡ussen. Annahmen homogenes Produkt lineare aggregierte Nachfrage: p(Q) = a b Q a; b > 0 (p=Preis, Q=Gesamtnachfrage) (die Nachfragefunktion verläuft nur im ersten Quadranten (oben rechts) und hat einen fallenden, linearen Verlauf) zwei Firmen (i=1, 2) produzieren das homogene Produkt (qi = Menge, die Unternehmen i produziert; ci =variable Kosten des Unternehmens i); in beiden Unternehmen sind keine Fixkosten vorhanden, beide haben linear steigende Totalkosten p c ci= Steigung a Steigung: (-)b q Q Nachfragefunktion Kostenfunktion a p b b Hieraus folgt: Die Nachfragefunktion hat die Steigung -b; sie schneidet die Q-Achse bei ab . p=a b Q , b Q=a p , Q= Totale Kosten: T Ki (qi ) = ci qi i = 1; 2 c2 > c1 > 0 [T K1 (q1 ) = c1 q1 T K2 (q2 ) = c2 q2 ] Die Kostenfunktion impliziert, dass keine Fixkosten vorhanden sind, und daßdie totalen Kosten linear steigen. Da weiterhin gilt c2 > c1 > 0, hat Unternehmen 2 höhere variable Kosten. Hieraus folgt: Grenzkosten: GKi (qi ) = @T Ki (qi ) = ci @qi [T K1 (q1 ) = c1 q1 @T K1 (q1 ) = c1 ] @q1 Durchschnittskosten: T Ki (qi ) = ci qi Diese Ableitung beweist, dass bei der angenommenen Kostenfunktion die Grenzkosten den Durchschnittskosten entsprechen. Dies gilt nur, wenn keine Fixkosten vorhanden sind und die variablen Kosten konstant sind. Gäbe es Fixkosten, so würden die Grenzkosten unter den Durchschnittskosten verlaufen, und die Kurven würden sich asymptotisch annähern. DKi (qi ) = DK = c = GK = konstant Wie sieht in der Situation ”2 Unternehmen mit unterschiedlichen Grenzkosten, die sich als Mengenanpasser verhalten” das Marktgleichgewicht aus? 7 p a c2 c1 a b Q Grenz- und Durchschnittskosten Das Triplet {pe ,qe1 ,qe2 } ist ein Konkurrenzgleichgewicht, wenn De…nition: 1. pei ,qei die Lösung ist von max qi i (qi ) = pe q i T Ki (qi ) i = 1; 2 (pe = Gleichgewichstpreis, e = Index für ”equilibrium”; qie = Gleichgewichtsmenge; Unternehmen i) und 2. gilt, dass pe = a b (q1e + q2e ) pe ; qie 0 i = Gewinn d.h., das Preisgleichgewicht muss auf der Nachfragekurve liegen. (Im Gleichgewicht wird die gesamte angebotene Menge nachgefragt ! Markträumung.) Lemma 1 Die Angebotsfunktion ist gegeben durch qi = 1 [0, 1[ 0 für p > ci für p = ci für p < ci Beweis. Die Gewinnspanne (p ci ) bleibt konstant pro Produkteinheit. Das Unternehmen würde also unendlich (qi = 1) produzieren, wenn p ci > 0; es würde gar nichts produzieren (qi = 0), wenn p ci < 0. Ist p ci = 0, dann macht das Unternehmen einen Gewinn von 0 bei jeder Produktionsmenge - die Produktionsmenge ist somit unbestimmt. Behauptung 2.1 Wenn a c2 > c1 , dann ist der einzige Konkurrenzgleichgewichtspreis pe = c1 und wenn c2 > c1 ; dann ist q2e = 0 (Unternehmen 2 produziert nicht) und q1e = a bc1 (Unternehmen 1 produziert die gesamte nachgefragte Menge.) p a c2 p e c1 qe=q1 Q Gleichgewichtspreis 8 Es gilt: pe = c1 = a b q1e q1e = () a c1 b Bemerkung Bisher wurde keine Reaktionsverbundenheit berücksichtigt, sondern nur Mengenanpasserverhalten! (Bei jedem Preis p > c2 : Produktionsmenge q = 1 ! Anpassungsprozess wegen des Angebotsüberschusses: p # ; Unternehmen 2 scheidet aus dem Markt aus; noch immer Überproduktion ! p # weiter bis pe = c1 ; erst hier Marktgleichgewicht.) De…nition: Im Marktgleichgewicht (pe , q1e , q2e ) mit c2 > c1 ist die soziale Wohlfahrt de…niert durch W (p) = KR(p) + 2 X i (p) i=1 mit KR = Konsumentenrente, PR = 2 P i (p) = Produzentenrente i=1 p α β p0 γ c1=pe ϕδ µ Q0 Qe pu Qu q Wohlfahrtsvergleich Behauptung 2.2 Das Wohlfahrtsmaximum be…ndet sich in (pe , q1e , q2e ) mit q1e = Beweis. KR = + + PR = = (pe Im Punkt (Q0 ; p0 ) ist die Wohlfahrt um KR = P R = = (p0 c) Q0 = c) Qe = 0 a c1 b und q2e = 0. W = KR + P R = geringer. W = KR + P R = + + + Im Punkt (Qu ; pu ) erleiden die Produzenten einen Verlust von +'+ , die Produzentenrente beträgt somit -( + +'), die Konsumentenrente ist größ er als im Wohlfahrtsmaximum (sie steigt um +'), reicht jedoch nicht aus zur Kompensation =) Wohlfahrtsverlust W = : 9 3 3.1 Preis- und Mengenwettbewerb Mengenwettbewerb im Cournot-Modell Das Cournot-Modell: Ein kleines Modell eines Marktes mit zwei Anbietern und Reaktionsverbundenheit. Annahmen homogenes Produkt lineare aggregierte Nachfrage b=1 ! p(Q) = a p(Q) = a bQ a; b > 0 Q zwei Unternehmen (i=1, 2) produzieren das homogene Produkt beide Unternehmen haben linear steigende Totalkosten: T K(qi ) = ci qi i = 1; 2 mit ci > 0 beide Unternehmen haben identische Kostenfunktionen c1 = c2 = c statisches Spiel: beide Unternehmen tre¤en ihre Entscheidungen über die jeweilige Produktionsmenge simultan ohne Kenntnis der tatsächlichen Produktionsmenge des Konkurrenten vollständige Information: jedes Unternehmen kennt seine Kostenfunktion und die des anderen Unternehmens sowie die Gesamtnachfragefunktion die Produktionsmenge ist (einziger) strategischer Parameter für beide Unternehmen Reaktionsverbundenheit Wie sieht das Marktgleichgewicht aus? De…nition: Strategieraum: Si = [0, 1[, d. h. qi 0 Da p(Q) = 0 für Q > a, wird kein Unternehmen eine größ ere Menge als a anbieten. p a Q a De…nition: Gewinn: i (qi ; qj ) = qi [p(qi + qj ) c] = qi [a (qi + qj ) beziehungsweise bei zwei Unternehmen: c] = q1 [a (q1 + q2 ) 1 (q1 ; q2 ) = q1 [p(q1 + q2 ) c] = q2 [a (q1 + q2 ) 2 (q1 ; q2 ) = q2 [p(q1 + q2 ) c] für alle i; j mit i 6= j c] c] De…nition: Nash-Gleichgewicht: Ein Strategiepaar (s1 , s2 ) ist ein Nash-Gleichgewicht, wenn für jeden Spieler i gilt: ui (si ; sj ) ui (si ; sj ) 10 für jede mögliche Strategie si in Si . Konkret bedeutet das im Duopol: 1 (q1 ; q2 ) 2 (q1 ; q2 ) 1 (q1 ; q2 ) 1 (q1 ; q2 ) Wenn si 2 Si obiger De…nition entspricht, ist die gewählte Strategie si die Lösung der Optimierungsaufgabe max ui (si ; si ) si 2Si 1. Lösungsweg zur Bestimmung des Cournot-Nash-Gleichgewichts: algebraisch im Fall von zwei Unternehmen: max u1 (s1 ; s2 ) = s1 und s1 2S1 max u2 (s1 ; s2 ) = s2 s2 2S2 (= De…nition des Nash-Gleichgewichts!) Analog im Cournot-Duopol-Modell: das Paar von Angebotsmengen (q1 , q2 ) ist dann ein NashGleichgewicht, wenn für jede Firma i qi die Lösung ist von max i (qi ; qj ) = max qi [a (qi + qj ) c] 0 qi 1 beziehungsweise bei zwei Unternehmen: max [ @ 1 (q1 ; q2 ) @q1 1 (q1 ; q2 ) =a = max q1 [a (q1 + q2 ) c] 1 a 2q1 (q1 + q2 ) c] q1 1 = 0 q2 c = 0 2q1 = a q2 c 1 (a q2 c) q1 = 2 und max 2 (q1 ; q2 ) = max q2 [a (q1 + q2 ) c] 1 =) q2 = (a q1 c) 2 Zwei Gleichungen mit zwei Unbekannten (ineinander einsetzen, um die Lösung zu erhalten): q1 = q1 = 3 q = 4 1 q1 = 1 1 [a (a 2 2 1 1 a + q1 4 4 1 1 a c 4 4 a c und 3 q1 1 c] = a 2 c) 1 1 1 a + q1 + c 4 4 4 1 c 2 1 c 4 q2 = a c 3 Gleichgewichtsmenge im Duopol (Cournot): beide Unternehmen bieten (bei gleicher Kostenfunktion) die gleiche Menge qi = a 3 c an. 11 Gewinn im Cournot-Nash-Modell: i (q1 ; q2 ) a = c 3 a = c (a 2 (a 3 (a c) 3 3 2 = ( ) 9 9 c) a (a 3 (a c)2 = c) = 2 (a 9 (a c)2 = (a c) c)2 3 2 (a c)2 9 2(a c)2 9 c (a 3 c) c)2 9 Der Gewinn der beiden Unternehmen im Duopol beträgt anbieten: (a c)2 9 , wenn sie jeweils qi = a c 3 2. Lösungsweg zur Bestimmung des Cournot-Nash-Gleichgewichts: geometrisch (aus Maximierungsansatz) Aus q1 = q2 und qi = 12 (a R2 (q1 ) = 12 (a R1 (q2 ) = 21 (a q1 q2 qj c) mit i = 1; 2 und i 6= j folgt: c) c) R2 und R1 sind die jeweils beste Antwort auf jede beliebige Menge q1 beziehungsweise q2 . 1 (a 2 R2 (q1 ) = 1 a 2 1 q1 2 1 c = 0 2 q1 = a q1 ! c) = 0 c q2 (0,a-c) R1(q2) (0, ½(a-c)) R2(q1) (½(a-c), 0)(a-c, 0) q1 Reaktionsfunktion Das Optimum liegt im Schnittpunkt der beiden Reaktionsfunktionen q1opt und q2opt ! (qi = a 3 c ) (q opt bezeichnet die Reaktionsfunktion, die jeder beliebigen Menge des Konkurrenten eine Menge zuordnet; q kennzeichnet den Gleichgewichtswert, der die optimale Antwort auf das q opt des Konkurrenten darstellt.) (q1 ; q2 ) = Nash-Gleichgewicht = ”wechselseitig beste Antworten” 12 p1, q2 QM = ½ (a-c) a Q* =2/3 (a-c) Qe = a-c P=a-Q QM < Q* < Qe pM > p* > pe (0, a-c) pM P* Pe c QM q Q* Qe (a-c, 0) GE Q, q1 c Exkurs Fall 1 Situation im Monopol: Wie sieht die Angebotsmenge des Monopolisten aus? max M max M @ M @qM 2qM = qM (a qM c) 2 = a qM qM qM c = a 2qM qM = a a = c c pM = a ! c=0 2 a qM = a c 2 = 1 (a + c) 2 Der Monopolist bietet qM = a 2 c an. (Zur Erinnerung: Im Duopol (bzw. Cournot-Nash-Gleichgewicht) bieten die beiden Unternehmen jeweils qi = a 3 c an. Das heiß t, die gesamte angebotene Menge, 2 mit Q = 3 (a c) ist größ er.) Gewinn des Monopolisten: M = = a 2 2a2 c (a 2ac a c c) = 2 a2 + 2ac 4 a2 c2 2ac + c2 ac c2 2 4 2 2ac + 2c2 a2 2ac + c2 (a c)2 = = 4 4 ac a2 Fall 2 Situation bei Absprache: Gewinn eines Kartells (im Kartell wird die gewinnmaximale Monopolmenge angeboten, es existiert ein symmetrisches Gleichgewicht): qk = qM = q1 + q2 qM qi = 2 (a c)2 M und i = = 2 8 Halten sich beide Unternehmen an getro¤ ene Absprachen, so erzielen sie jeweils den halben Monopolgewinn. Da die geringe Angebotsmenge im Monopol einher geht mit einem hohen Preis, besteht für jedes Kartellmitglied ein Anreiz, abzuweichen, um den eigenen Gewinn zu erhöhen. 13 Ist es für Unternehmen 1 optimal, wenn Unternehmen 2 die halbe Monopolmenge anbietet, ebenfalls die gleiche Menge anzubieten (vorausgesetzt eine Bindung und Sanktionierung ist nicht möglich)? 1 a c a c q i = qM 2 = 2 2 = 4 (q1 + q2 ) c), wobei q2 = 1 = q1 (a 1 1 a c 4 = q1 (a (q1 + a 4 c ) c) = aq1 q12 q1 a 4 c q1 c @ 1 @q1 a a c = a 2q1 a c ! c=0 4 c = 2q1 4 q1 = 3 (a 8 c) Bietet Unternehmen 2 die halbe Monopolmenge q2 = a 4 c an, so ist es für Unternehmen 1 nicht optimal, das auch zu tun. Es kann seinen Gewinn durch Ausdehnung der Angebotsmenge auf q1 = 38 (a c) maximieren. Es existiert kein stabiles Gleichgewicht. Vergleich der Gewinne halbe Monopolmenge: 1 = q1 (a a c 2 Unternehmen 1: q1 = 38 (a 0 1 0 1 0 1 = q10 (a 58 (a c) c) = q10 38 (a c) = 83 (a c) 38 (a c) = 9 64 (a c) = q1 a c ! 2 1 = c); Unternehmen 2: q2 = a c a c 4 2 a c 4 = 28 (a 1 = (a 8 c)2 c): c)2 In der zweiten Situation hat Unternehmen 1 einen um 1 64 höheren Gewinn. Vergleich Mengenanpasser, Monopolist, Duopol Was ändert sich, wenn die Nachfragefunktion nicht-linear ist? Bei ”normaler” (d.h. stetig abnehmender) Nachfragefunktion gilt immer: Qe > Q > QM p: Lautet die Nachfragefunktion zum Beispiel p = a Q2 ; ist also somit Q2 = a p ! Q = 2 a p; dann rücken die Gleichgewichte auf der Mengenachse näher zusammen. y 10 8 6 4 2 0 2 4 14 6 8 10 x Nachfrage: p = 9 Q2 , Reaktionsfunktionen: R1 = 6 p p (Q = 61 + 16 2 69; p = 16 2 69 + 16 ) 3Q2 und R2 = q 2 2+ Q 3 Behauptung 3.1 Auch bei nicht-linearen Nachfragekurven (solange diese stetig abnehmend sind) gilt Qe > Q > QM : Beweis. 1. Qe > Q Es kann keine Menge angeboten werden, die zu einem Preis führt, der unter dem Konkurrengleichgewichtspreis pe liegt. Dies bedeutet, dass die im Cournot-Nash-Gleichgewicht angebotene Gesamtmenge unter der bei Mengenanpasserverhalten angebotenen Gesamtmenge liegen muß . 2. Qe > QM Die von einem Monopolisten angebotene Menge liegt immer unter der Menge, die bei Mengenanpasserverhalten angeboten wird. Die Argumentation entspricht 1. 3. Q > QM Die Monopolmenge ist die beste Antwort auf eine Angebotsmenge des Konkurrenten von Null. Wenn zwei Unternehmen auf dem Markt sind und sich beide als Nash-Spieler verhalten, ist die gesamte Angebotsmenge immer größ er als die Monopolmenge. ) Da Qe > Q ; Qe > QM und Q > QM gilt: Qe > Q > QM Sollte man Konkurrenten auf sich aufmerksam machen? (Situation: Monopolist am Markt, neuer Mitbewerber tritt ein - sollte er den Monopolisten aufmerksam machen?) Zur Beantwortung dieser Frage wird das Cournot-Modell mit folgender Verhaltensannahme betrachtet: Unternehmen 1 verhält sich als Monopolist, Unternehmen 2 ”spielt”Nash-Gleichgewicht. Annahmen homogenes Produkt lineare aggregierte Nachfrage mit b = 1 p(Q) = a bQ = a Q a; b > 0 zwei Unternehmen (i=1, 2) produzieren das homogene Produkt beide Unternehmen haben linear steigende Totalkosten: T K(qi ) = ci qi i = 1; 2 mit ci > 0 die Unternehmen haben identische Kostenfunktionen c = c2 = c1 > 0; mit a > c statisches Spiel: die Unternehmen tre¤en ihre Entscheidungen über die Produktionsmenge simultan; der ”Monopolist” weißnicht, dass er nicht mehr alleine am Markt ist, der neue Anbieter blickt auf die Erfahrung zurück, welche Menge der Monopolist in früheren Perioden angeboten hat Information: jedes Unternehmen kennt seine eigene Kostenfunktion, der neue Mitbewerber kennt auch die des ”Monopolisten” sowie die Gesamtnachfragefunktion die Produktionsmenge ist (einziger) strategischer Parameter für beide Unternehmen Reaktionsverbundenheit nur für den neuen Anbieter 15 Optimale Angebotsmenge Unternehmen 1 (nimmt an, dass Q = q1 und daßes bei dieser Menge den Monopolpreis erzielen kann): = q1 (a 1 Q @ 1 = (a q1 @q1 2q1 c = 0 a c q1M = 2 a c) ! c) q1 1 = 0 Optimale Angebotsmenge Unternehmen 2 (sucht die Menge, die den Gewinn maximiert bei monopolistischem Verhalten des anderen Unternehmens): 2 @ 2 @q2 = q2 (a q1 q2 = a q1 q2 c a a q1 q1 2 2q2 c q2opt = c) ! q2 = 0 ! c=0 da q1 = q1M (einsetzen) a c 2 a q2 = c 2 a q2 = c 4 Gleichgewichtspreis (?) bei monopolistischem Verhalten von Unternehmen 1 und Nash-Verhalten von Unternehmen 2 im Cournot-Modell: p? = a Q=a a c a 4 c 2 1 3 = a+ c 4 4 Gewinne: Da die Angebotsmenge von Unternehmen 1 doppelt so hoch ist wie diejenige von Unternehmen 2 und beide dieselben konstanten Grenzkosten haben, ist der Gewinn von Unternehmen 1 doppelt so hoch wie der von Unternehmen 2. 2 = a c 4 1 3 ( a+ c 4 4 c) = ( a c 4 )2 P a ¼(a-c) a1P a2P pM P? c1=c2=c q1M q2* Q Verhaltensänderung des Monopolisten 16 Ist dies ein Gleichgewicht? Nein. Unternehmen 2 hat zwar die beste Antwort auf die von Unternehmen 1 geplante und tatsächlich angebotene Menge gegeben, Unternehmen 1 jedoch erzielt nicht den erwarteten Monopolpreis: In der nächsten Periode wird Unternehmen 1 (angenommen, es verhält sich weiterhin als Monopolist) eine geringere Menge anbieten als in Periode 1. Da das monopolistische Unternehmen den Punkt (q1M ; q ? ) in der ersten Periode ”beobachtet”(realisiert) hat, nimmt es an, die Nachfragekurve verlaufe jetzt (zum Beispiel aufgrund von Präferenzänderungen) durch diesen Punkt und richtet sein (monopolistisches) Angebotsverhalten danach aus. a c 4 a2P = a1P M (2P ) q1 =a 2P 2 c =a 3 a+ 4c 4 = 2 a c 4 c c 4 = 34 a + = 38 (a1P c) Angebotsmenge ”Monopolist” Gewinnmaximales Verhalten des unbemerkten Konkurrenten (er weiß , dass sich die Nachfragekurve nicht verschoben hat): 2P 2 2P @ 2 @q22P = q22P (a Aus q21P opt = 14 (a q22P M (2P ) q22P M (2P ) 2q22P M (2P ) c = a q1 a q1 a q1 q22P opt = M (2P ) q1 = 2 c) und q22P opt = 5 16 (a c c) ! q22P = 0 ! c=0 3 1P 8 (a a c) c 2 = 5 (a 16 c) c) erkennt man, dass die vom Unternehmen 2 angeboM (1P ) tene Menge mit jeder Periode steigt, da die Menge des Monopolisten abnimmt (q1 M (2P ) c); q1 = 21 (a = 38 (a c)). Dieser Vorgang setzt sich so lange fort, bis Unternehmen 1 vom Markt verdrängt ist, Unternehmen 2 wird zum Monopolisten. Was ändert sich, wenn die Kosten der am Markt vertretenen Unternehmen unterschiedlich sind? (Lohnt sich ein Markteintritt, wenn man weiß , dass man höhere Kosten als der Konkurrent hat?) Die Beantwortung dieser Frage obliegt dem folgenden Abschnitt. 3.1.1 Das Cournot-Modell mit unterschiedlichen Kosten Annahmen homogenes Produkt lineare aggregierte Nachfrage b=1 ! p(Q) = a p(Q) = a bQ a; b > 0 Q zwei Unternehmen (i=1, 2) produzieren das homogene Produkt beide Unternehmen haben linear steigende Totalkosten: T K(qi ) = ci qi i = 1; 2 mit ci > 0 die Unternehmen haben unterschiedliche Kostenfunktionen c2 > c1 > 0; mit a > c2 statisches Spiel: beide Unternehmen tre¤en ihre Entscheidungen über die jeweilige Produktionsmenge simultan ohne Kenntnis der tatsächlichen Produktionsmenge des Konkurrenten vollständige Information: jedes Unternehmen kennt seine Kostenfunktion und die des anderen Unternehmens sowie die Gesamtnachfragefunktion die Produktionsmenge ist (einziger) strategischer Parameter für beide Unternehmen Reaktionsverbundenheit 17 Wie sieht das Marktgleichgewicht in diesem Fall mit unterschiedlichen Kosten der Unternehmen aus? De…nition: Strategieraum: Si = [0; 1[ mit qi si 2 Si Auszahlung Unternehmen i (i = 1; :::; n): i n X ( qj ) = qi (a ci ); j=1 hier also: 1 = q1 (a (q1 + q2 ) c1 ) und 2 = q2 (a (q1 + q2 ) c2 ) Gewinnbedingung für jedes einzelne Unternehmen (a; c1 und c2 sind exogen also …x; q1 und q2 sind Strategieparameter, die endogen bestimmt werden.): a @ 1 = (a (q1 + q2 ) @q1 c1 = a 2q1 q2 q2 c1 = 2q1 a q2 c1 q1opt = 2 @ 2 @q2 = (a (q1 + q2 ) a q2opt = q1 2 c2 ) c1 ) ! q1 = 0 ! q2 = 0 c2 Da im Nash-Gleichgewicht q1 = q1opt = q1 (einsetzen, nach q1 au‡ösen, in q2 einsetzen): q1 = q1 = a q 1 c2 2 a 2 1 1 a + c2 3 3 c1 1 1 1 = a + q1 + c2 4 4 4 2 1 2 c1 und q2 = a c2 + 3 3 3 Für die Gesamtmenge Q erhält man Q und, da p = a = q1 + q2 1 1 a + c2 = 3 3 2 1 = a c2 3 3 2 1 c1 + a 3 3 1 c1 3 2 1 c2 + c1 3 3 Q ist, für den Preis p 2 1 1 ( a c2 c1 ) 3 3 3 1 1 1 a + c2 + c1 3 3 3 = a = 18 1 c1 2 1 c1 3 sowie für den Gewinn von Unternehmen 1 und 2: 1 2 = p q1 c1 q1 1 1 1 1 1 2 1 1 = ( a + c2 + c1 ) ( a + c2 c1 ) c1 ( a + c2 3 3 3 3 3 3 3 3 1 2 2 4 1 2 4 4 2 = a + ac2 ac1 + c2 c2 c1 + c1 9 9 9 9 9 9 1 = (a 2c1 + c2 )2 9 = p q2 c2 q2 1 1 1 1 2 1 1 = ( a + c2 + c1 ) ( a c2 + c1 ) c2 ( a 3 3 3 3 3 3 3 1 2 4 2 4 2 4 1 2 = a ac2 + ac1 + c2 c2 c1 + c1 9 9 9 9 9 9 1 (a 2c2 + c1 )2 = 9 2 c1 ) 3 2 1 c2 + c1 ) 3 3 Bei c1 = c2 = c : 1 = 2 , d.h. bei gleichen Kosten gleiche Gewinne; bei c1 < c2 : das Unternehmen mit den höheren Kosten hat die niedrigeren Gewinne. 1 > 2, d.h. Übersicht über mögliche Situationen: a < c1 und a < c2 : keines der beiden Unternehmen produziert, der Marktzutritt ist blockiert. 0 c1 < a und c2 pM (c1 ) = 21 (a + c1 ): Unternehmen 1 ist Monopolist 0 c2 < a und c1 pM (c2 ) = 21 (a + c2 ): Unternehmen 2 ist Monopolist 0 c1 < pM (c2 ) und 0 c2 < pM (c1 ): Duopol Beispiel Für ein Cournot-Modell mit unterschiedlichen Kosten existieren zwei Unternehmen, die mit Kosten von c1 und c2 = 43 c1 produzieren könnten (c1 = 34 c2 , d. h. c1 < c2 ). Unternehmen 1: vollkommene Konkurrenz: wegen p = a Q und p = c1 ist Qe = a 1 mit den geringeren Kosten produziert.) Monopol: die produzierte Menge beträgt QM 1 = c1 . (Nur Unternehmen a c1 2 : Duopol: q1 = = = 1 1 2 1 a + c2 c1 = (a + c2 3 3 3 3 1 4 1 (a + c1 2c1 ) = (a 3 3 3 a 2 c1 3 9 Unternehmen 1 produziert q1 = a 3 2 9 c1 : 19 2c1 ) 2 c1 ) 3 Unternehmen 2: vollkommene Konkurrenz: wegen c1 < c2 produziert Unternehmen 2 nicht a c2 2 : Monopol: die produzierte Menge beträgt QM 1 = Duopol: 1 a 3 1 a 3 1 a 3 q2 = = = 2 c2 + 3 2 c2 + 3 5 c2 12 1 c1 3 1 3 ( c2 ) 3 4 5 5 4 1 Da 13 a 92 c1 = q1 > q2 = 13 a 12 c2 = 13 a 12 3 c1 = 3 a Unternehmen 1 eine größ ere Menge als Unternehmen 2. 3.1.2 5 9 c1 2 9 c1 ( > 5 9 c1 ) produziert Cournot-Nash-Lösung mit vielen Unternehmen p(Q) = a Q c1 = c2 = ci = c 8 i = 1; :::; n i = qi (a qi = a X X qj c) c qi = 0 j6=i @ i @qi a 2qi X qj qi qj ! j6=i = c j6=i a (GE=GK) 2 4a 2qi X j6=i qj j6=i () qj = c P = qiopt 2 () a c qi (qi + X j6=i 3 qj ) = c5 Anstatt n Gleichungen zu lösen (n Bedingungen 1. Ordnung) und ineinander einzusetzen, schreiben wir für die gesamte Angebotsmenge a qi Q =c () a c Q = qi Aufsummiert über alle qi , i = 1; :::; n ergibt dies, da alle Unternehmen identisch sind: n a n c = n Q +Q n (a c) = (n + 1) Q n Q = (a c) n+1 also bei 1 Unternehmen 2 Unternehmen n! 1 Unternehmen Q = 12 (a c) Q = 23 (a c) Q =a c (Monopol) (Nash im Duopol) (Konkurrenzgleichgewicht, Mengenanpasser) 20 3.1.3 Was ist ein Nash-Gleichgewicht? max 1 (q1 ; q2 ) q1 =) q1opt (q2 ) q2 wird auf q1 abgebildet; Spieler 1 kennt den Strategieraum von Spieler 2. 2 (q1 ; q2 ) max q2 =) q2opt (q1 ) q1 wird auf q2 abgebildet; Spieler 2 kennt den Strategieraum von Spieler 1. Im Nash-Gleichgewicht gilt: Spieler 1 kennt die Lösung des Maximierungsproblems von Spieler 2 (Strategieraum, payo¤s) Spieler 2 kennt die Lösung des Maximierungsproblems von Spieler 1 (Strategieraum, payo¤s) Da beide dies alles wissen, suchen beide Spieler nach wechselseitig besten Antworten. q1opt (^ q2 ) =) q1 (^ q2 ) q2opt (^ q1 ) =) q2 (^ q1 ) , wenn die Bedingungen q1 = q^1 und q2 = q^2 erfüllt sind. (^ q = erwartete Strategie des anderen Spielers, q = Gleichgewichtsstrategie; diese Bedingungen besagen, daßjeder das tut, was von ihm erwartet wird.) q1 (q2opt ) =) q1 (q2 ) q2 (q1opt ) =) q2 (q1 ) Hieraus folgt: 1 (q1 ; q2 ) 1 (q1 ; q2 ) 2 (q1 ; q2 ) 2 (q1 ; q2 ) Beispiele Spiel mit einem Nash-Gleichgewicht (”Gefangenendilemma”): 2 1 D C D C 2, 2 1, 5 5, 1 4, 4 (Die Zahlenwerte geben die Jahre an, die man einsitzen muss.) D = defektieren (leugnen), C = kooperieren (gestehen); (x, x) = Payo¤ (Spieler 1, Spieler 2) C ist die dominante Strategie, unabhängig davon, was der andere Spieler tut. [Eine dominante Strategie ist eine Strategie, die immer besser (oder zumindest genauso gut) ist als jede andere Strategie.] Bei Variation der Wahrscheinlichkeiten, mit denen D oder C gespielt wird: Erwartungswerte berechnen. Bei pD = pC = 0; 5 bei Spieler 2 ergibt sich für Spieler 1: EWD = 0; 5 2 + 0; 5 5 = 3; 5 und EWC = 0; 5 1 + 0; 5 4 = 2; 5; so daßD bevorzugt wird, weil D die dominante Strategie ist. Das Nash-Gleichgewicht in (C, C) ist nicht pareto-optimal, das heiß t, mindestens ein Spieler kann besser gestellt werden, ohne dass der andere schlechter gestellt wird (Hier ist sogar für beide eine Besserstellung möglich.). Spiel mit zwei Nash-Gleichgewichten: 2 O T 3, 4 0, 0 0, 0 4, 3 O = Oper, T = Theater 1 O T (Nutzenwerte) Bei dieser ”battle of sexes” ist kein Gleichgewicht vorhersagbar (Es hängt davon ab, wer in der Beziehung die größ ere Macht hat.) 21 Spiel mit einem Nash-Gleichgewicht in gemischten Strategien: 2 K Z -1, 1 1, -1 1, -1 -1, 1 K = Kopf, Z = Zahl 1 K Z Erklärung der Ergebnismatrix: Bei gleichen Zeichen [(K, K) oder (Z, Z)] bekommt Spieler 2 eine Geldeinheit, bei ungleichen Zeichen [(Z, K) oder (K, Z)] bekommt Spieler 1 eine Geldeinheit. Es handelt sich um ein Nullsummenspiel. Alternativen optimaler Antworten: S1 = K S1 = Z ! ! S2 = K S2 = Z S2 = K S2 = Z ! ! S1 = Z S1 = K d.h., es existiert kein Nash-Gleichgewicht in reinen Strategien, jedoch ein Nash-Gleichgewicht in der gemischten Strategie 0; 5K + 0; 5Z. Problem hier: Sobald der andere die eigene Strategie erkennt, hat man ”verloren”, d.h., das beste Verhalten ist eine stochastische Auswahl von K und Z. Das Nash-Gleichgewicht liegt hier in gemischten Strategien, und zwar solche, bei denen mit p = 0; 5 gespielt wird. (Schwaches Nash-Gleichgewicht, das heiß t, kein Spieler kann sich durch Veränderung seiner Wahrscheinlichkeiten verbessern.) Variante 2 K Z -1, 1 1, -1 1, -1 -1, 1 K = Kopf, Z = Zahl 1 K (p=0,8) Z (p=0,2) In dieser Variante spielt Spieler 1 mit einer Wahrscheinlichkeit von 0,8 K, Z mit einer Wahrscheinlichkeit von 0,2. Die Erwartungswerte für Spieler 2 betragen: EW (K) = 0; 8 1 + 0; 2 ( 1) = 0; 6 EW (Z) = 0; 8 ( 1) + 0; 2 1 = 0; 6 Seine optimale Handlungsalternative ist somit K. De…nition: In einem Normalform-Spiel G = fS1 ; :::; Sn ; u1 ; :::; un g ist, wenn Si = fsi1 ; :::; siK g angenommen wird, eine gemischte Strategie für einen Spieler i eine Wahrscheinlichkeitsfunktion pi = (pi1 ; :::; piK ), wobei 0 pik 1 für k = 1; :::; K und pi1 + ::: + piK = 1: Beispiel Spiel mit zwei Nash-Gleichgewichten ”Hirschjagd” hoch S2 hoch niedrig 5, 5 3, 0 S1 niedrig 0, 3 3, 3 Der Hirsch kann nur bei gemeinsamen hohen Einsatz erlegt werden. Payo¤ der beiden Spieler bei ”Hirsch” 10 (5, 5), bei Hase 3 pro Spieler, der n gespielt hat. In diesem Spiel existieren zwei (nicht gleichwertige) Nash-Gleichgewichte: beide bringen einen hohen oder beide bringen einen niedrigen Einsatz. Bei beidseitig hohem Einsatz sind beide bessergestellt. Dieses Ziel ist erreichbar durch vorherige bindende Absprache, die Sanktionen bei Nichteinhaltung ankündigt. (Dies ist im Gefangenendilemma nicht möglich.) Zusammenfassung Es gibt immer mindestens ein Nash-Gleichgewicht, das heiß t eine wechselseitig beste Antwort! Existiert dieses nicht in reinen Strategien, dann jedoch in gemischten Strategien. 22 Vorgehensweise bei der Suche nach dem Nash-Gleichgewicht: Maximierung der Gewinne von Unternehmen 1 und Unternehmen 2; 1. Ableitung bilden, um die Reaktionsfunktion (opt) zu bestimmen i = qi (a qi qj ci ) i 6= j max i =) qi (qj ) =) qiopt max j =) qj (qi ) =) qjopt Konsistentes Verhalten (c1 6= c2 ): 1 2 q1 (q20 ) q2 (q10 ) =) =) =) =) q100 q200 Annahme Unternehmen 1 und 2 planen ihre Angebotsmenge ”im stillen Kämmerchen”unabhängig voneinander. Beim Aufeinandertre¤en auf dem Markt wird deutlich, dass Unternehmen 2 eine wesentlich größ ere Menge anbietet, als Unternehmen 1 erwartet hat. Wie soll Unternehmen 1 sich in der folgenden Periode verhalten? Es stellt folgende Überlegungen an, warum nicht die erwartete Menge angeboten wurde: Die Kosten von Unternehmen 2 sind geringer als Unternehmen 1 dachte. ! Unternehmen 1 mußneue Berechnungen anstellen. Unternehmen 2 hat bessere Marktinformationen. ! Unternehmen 1 mußneue Berechnungen anstellen. Unternehmen 2 macht systematisch Fehler. 1 = q1 (a q200 q1 c1 ) ! max! q1 (neu) Rechtfertigungen dafür, dass Nash (keine andere Strategie!) gespielt wird: 1. Nash-Gleichgewicht = sich selbst erfüllende Prophezeiung, wechselseitig beste Antwort, d.h. Konsistenz mit den Erwartungen; Pre-play Kommunikation 2. Wenn eine Theorie, die eindeutig das Verhalten der Spieler vorhersagt, den Spielern bekannt ist, dann mußdiese Theorie ein Nash-Gleichgewicht vorhersagen. 3. (Thomas Schelling, 1960): Fokal point ”If there is an obvious way to play a game (derived from either the structure of the game itself or from the setting) then players will know what other players are doing. (Ist eine o¤ensichtliche Lösung vorhanden, so werden die Spieler sie spielen.) 4. ”Lernen” (Anpassung führt zur Annäherung.) Zwei weitere Gleichgewichtskonzepte, die mit Nash ”in Verbindung stehen”: De…nition: Eine evolutionär stabile Strategie p zeichnet sich aus durch folgende Merkmale: Wenn p gegen p gespielt wird ist der payo¤ mindestens so großwie beim Spielen irgendeiner anderen Strategie gegen p (symmetrisches schwaches Nash-Gleichgewicht). Für jede andere Strategie q, die denselben payo¤ gegenüber p hat, gilt, dass der payo¤ dann, wenn p gegen q gespielt wird, zumindest genauso großist wie der payo¤, wenn q gegen q gespielt wird. 23 De…nition: Rationalisierbare Strategien Beste Antwort auf eine beliebige Vorstellung gesucht: q1opt (^ q2 ) =) q1 (^ q2 ) q2opt (^ q1 ) =) q2 (^ q1 ) Es mußjedoch nicht gelten: q1 = q^1 ; q2 = q^2 ; das heiß t, die Wechselseitigkeit muss nicht erfüllt sein bzw. der andere muss nicht unbedingt das tun, was von ihm erwartet wird. Beispiel für Nicht-Rationalisierbarkeit: Kooperation im Gefangenendilemma 3.1.4 Sequentieller Mengenwettbewerb (Stackelberg-Modell) Dynamisches Modell des Duopols von Stackelberg (1934): die dominante Unternehmung (der Führer) zieht zuerst, ein untergeordnetes Unternehmen (der Folger) zieht als Zweiter. Schritte: 1. Unternehmen 1 wählt die Menge q1 > 0 2. Unternehmen 2 beobachtet q1 und wählt dann die Menge q2 0: 3. Die Auszahlung (payo¤) für Unternehmen i ist durch die Gewinnfunktion gegeben i (qi ; qj ) = qi [P (Q) c] mit P (Q) = a Q und Q = q1 + q2 ( sowie c = ci = cj ) Lösungsansatz: Rückwärtsinduktion 1. Reaktionsfunktion von Unternehmen 2 auf beliebige Mengen von Unternehmen 1: R2 (q1 ) ist die Lösung von max 2 (q1 ; q2 ) = max q2 [a q1 q2 c] q2 0 q2 0 1. Ableitung nach q2 (Strategievariable) = 0 =) q2 = a q21 c bzw. R2 (q1 ) = a q21 c ; wenn q1 < a c. Diese Gleichung ist bereits aus dem ersten Schritt bei der Berechnung des Nash-Gleichgewichts im Cournot-Modell bekannt. Unterschied ist jedoch, dass hier R2 (q1 ) die beste Antwort auf die tatsächlich beobachtete Angebotsmenge von Unternehmen 1 ist, während im CournotModell dies die beste Antwort auf eine hypothetische Menge, die gleichzeitig von Unternehmen 1 gewählt wird, darstellt. Da Unternehmen 1 das Problem genauso gut lösen kann wie Unternehmen 2, sollte Unternehmen 1 antizipieren, dass der von Unternehmen 1 angebotenen Menge mit R2 (q1 ) begegnet wird. 2. Problem von Unternehmen 1 in der ersten Stufe des Spiels ist folglich: max q1 0 1 (q1 ; R2 (q1 )) = max q1 [a q1 q1 0 R2 (q1 ) c] aus dem ersten Schritt eingesetzt: max q1 q1 0 a q1 2 c =) 24 q1 = a c 2 und R2 (q1 ) = a c 4 3.1.5 Vergleich Stackelberg mit Nash-Gleichgewicht im Cournot-Modell 3 = (a 2 4 4 a c 2 a c + = (a = q1C + q2C = 3 3 3 QS = q1S + q2S = QC a c + a c c) c) da 34 > 23 folgt QS > QC , das heiß t, die nach Stackelberg angebotene Gesamtmenge ist größ er. Somit gilt auch pS = a QS < pC = a QC , d.h. der Preis im Stackelberg-Modell ist niedriger 2 2 als im Cournot-Modell. Der Gewinn von Unternehmen 1 ist größ er ( (a 8c) > (a 9c) ), der von 2 2 Unternehmen 2 geringer ( (a 16c) < (a 9c) ) als im Cournot-Modell. Das bedeutet, dass der Spieler mit der besseren Information schlechtergestellt ist, weil der ”Führer” die Bedingungen setzen kann, an die sich der Folger (Unternehmen 2) anpassen muss . Die Marktmacht von Unternehmen 1 ermöglicht den größ eren Gewinn (…rst-mover-Vorteil); die zeitliche Struktur ist in diesem Modellansatz entscheidend für das Ergebnis. Der Gesamtgewinn ist im Cournot-Modell größ er 3 ( 16 (a c)2 < 92 (a c)2 ). Beweis. Unternehmen 1 hätte auch die Cournot-Menge a 3 c wählen können. Hierauf hätte Unternehmen 2 ebenfalls die Cournot-Menge gewählt. Aber Unternehmen 1 wählt eine andere Menge: a 2 c , die einen größ eren Gewinn bringt. Der Gleichgewichtspreis im Stackelberg-Modell ist geringer. Also ist auch der gesamte Gewinn geringer. Dass Unternehmen 1 besser gestellt ist als im Cournot-Modell impliziert, dass Unternehmen 2 vergleichsweise schlechtergestellt ist. ”First-mover-Vorteil” (= Vorteil der Zeitführerschaft): bei gleichen Stückkosten stellt sich im Stackelberg-Nash-Gleichgewicht der Stackelberg-Führer immer besser als der StackelbergFolger, weil er eine größ ere Menge als der Folger anbietet. Ist er zugleich Kostenführer, so kann er seinen Gewinnvorsprung gegenüber dem Folger ausbauen. Ist dies nicht der Fall, so hängt die Gewinn-Führerschaft von der Größ e der Kostennachteile ab (geringfügige Kostennachteile können durch den …rst-mover-Vorteil kompensiert werden). Diskussion: 1. Vergleich mit Duopol: Unternehmen 1 denkt, es wäre Monopolist, Unternehmen 2 ”spielt” beste Antwort. 2. Warum stellt hier eine zusätzliche Information von Unternehmen 2, nämlich die tatsächliche Angebotsmenge von Unternehmen 1, dieses schlechter, als wenn es (und auch Unternehmen 2) diese Information nicht erhalten hätte und dies beiden Unternehmen bekannt ist (d.h. im Cournot-Modell)? Ist es nicht immer so, dass zusätzliche Information, wie in der Entscheidungstheorie, nützt? q2 (0, a-c) R1(q2) (0, ½(a-c)) R2(q1) (½(a-c), 0) (a-c, 0) q1 25 Überlegungen zum Stackelberg-Modell: Unternehmen 1 bietet Konkurrenzmenge (a weil es Verluste machen würde Unternehmen 1 bietet die Monopolmenge a c 2 c) an ! Unternehmen 2 bietet nicht an, an ! Unternehmen 2 bietet a c 4 Unternehmen 1 bietet nicht an ! Unternehmen 2 bietet die Monopolmenge an a c 2 an Wenn c2 > pM (c1 ): Unternehmen 2 (Folger) geht nicht auf den Markt, da der Markteintritt blockiert ist; der Führer ist Monopolist. Gilt ci > a für beide Unternehmen, so spricht man von einem blockierten Markteintritt (blockaded entry). Bringt der Stackelberg-Führer eine so hohe Menge aus, dass der Marktpreis unter das Niveau der Stückkosten des Folgers sinkt, so wird dieser nicht mehr anbieten, um keine Verluste hinnehmen zu müssen. Der Folger ist vom Markteintritt abgeschreckt. (LimitMengenstrategie). Die Limitmenge des Stackelberg- und Kostenführers, die den Marktpreis auf c2 abfallen lässt, ist q1L = a c2 . Der dazugehörige Limit-Gewinn des StackelbergFührers beträgt L c1 ) (a c2 ): Die Abschreckung lohnt, wenn der Gewinn 1 = (c2 1 S größ er als der Führergewinn im Stackelberg-Duopol ist. ( L ! c2 1 1 3 (a + 2c1 )). Menge, Preis und Gewinn bei abgeschrecktem Markteintritt hängen nicht von den eigenen, sonderen von den Kosten des (potentiellen!) Konkurrenten ab. Die Limit-Menge ist eine strategische, keine strukturelle oder gesetzlich / administrative Markteintrittsbarriere. Für den Stackelberg-Führer ist der Markteintritt blockiert, wenn der Folger Kostenführer ist und die Stückkosten des Stackelberg-Führers über pM (c2 ) liegen. Traveller’s Paradoxon Geschichte: Zwei Reisende kehren mit identischen Antiquitäten von einer Insel zurück. Die Wertgegenstände werden im Flugzeug zerstört, die Airline verspricht jedoch, die Passagiere adäquat zu kompensieren. Da sie den Preis der Gegenstände nicht kennt, geht sie nach folgendem Schema vor: Jeder der beiden Reisenden muss auf ein Papier den bezahlten Preis schreiben, der Wert kann zwischen 2 und 100 Geldeinheiten liegen (ni ). gleiche Zahl: annahmegemäßwahr, jeder erhält den angegebenen Betrag ni > nj : i lügt und j sagt annahmegemäßdie Wahrheit. nj wird als wahre Kosten angesehen. i erhält nj 2 (Strafe für Lügen) und j erhält nj + 2 (Belohnung für Ehrlichkeit) Welche Strategie werden die Spieler fahren, wenn sie ihren payo¤ maximieren? Angabe 1 Angabe 2 100 100 100 100 100 99 98 96 ! payo¤ 2 payo¤ 1 100 101 100 98 100 97 96 94 Beide Spieler erhalten den gleichen, sehr hohen Geldbetrag, wenn sie 100 sagen. 99 ist jedoch die beste Antwort für 2, wenn 1 100 angibt (und umgekehrt). Diese Argumentation kann man wiederholen, bis man zur Kombination (2, 2) kommt. Hier be…ndet sich das einzige Nash-Gleichgewicht dieses Spiels. Es gibt auch kein anderes Gleichgewicht, wenn von der schwächeren Bedingung des Gleichgewichts in rationalisierbaren Strategien ausgegangen wird. 26 3.2 Mengenkartell Eine Kartellabsprache muss Festlegungen zu wenigstens vier Punken enthalten: 1. Gemeinsame Gewinnmaximierung: Eine wirksame Kartellvereinbarung kommt nur zustande, wenn sich bei einem Cournot-Mengenwettbewerb eine Gleichgewichtssituation mit mindestens zwei Anbietern ergibt (Unternehmen mit Stückkosten unter dem Prohibitivpreis ci < a, die sich nicht aufgrund von Kostenvorteilen im Mengen-Wettbewerb als Monopolist durchsetzen können, verhalten sich (gemeinsam) wie ein monopolistisches Unternehmen). 2. Verteilung des Kartellgewinns: Jedes Kartellmitglied muss mindestens den Gewinn des Cournot-Duopols erzielen können, um genausogut gestellt zu sein. Die Verteilung des Überschusses hängt vom Verhandlungsgeschick ab. 3. Produktion der Kartellmenge: Es muss geregelt werden, wer welchen Anteil der Kartellmenge herstellt. (c1 6= c2 : Unternehmen mit den geringeren Kosten produziert die gesamte Menge; c1 = c2 : ein Unternehmen wählt eine beliebige Menge [0; q M ], das andere produziert den Rest). 4. Kontroll- und Sanktionsmechanismen: Aufgrund der bestehenden GefangenendilemmaProblematik (Anreiz zum Bruch, Instabilität des Kartells) sind Sanktionen notwendig. Sie gereichen dem Verbraucher zum Vorteil. (Wohlfahrtsverluste eines Kartells entsprechen denen eines Monopols.) 3.2.1 Bruch der Kartellvereinbarungen K @ K @q1 @K @q1 c1 c1 = 1 + 2 = (E1 K1 ) + (E2 K2 ) = p(q1 ; q2 ) (q1 + q2 ) K(q1 ) @p @K ! @ K @p (q1 + q2 ) + p = (q1 + q2 ) + p =0 @q1 @q1 @q2 @q2 @p @K @p = p+ (q1 + q2 ) =p+ (q1 + q2 ) @q1 @q2 @q2 = a (q1 + q2 ) 1 (q1 + q2 ) = a 2q1 2q2 c2 = a 2q1 2q2 = Symmetrisches Kartell bei eingehaltener Kartellvereinbarung 27 K(q2 ) @K ! =0 @q2 Die immanente Eigenschaft von Kartellen, der Anreiz, die Kartellabsprache zu brechen, spiegelt sich graphisch darin wider, dass alle denkbaren Kartelllösungen (mit Ausnahme der Randpunkte) nicht auf einer Reaktionskurve liegen. Obwohl die in der Kartellvereinbarung festgelegten Outputmengen den gemeinsamen Gewinn maximieren, kann jedes einzelne Unternehmen durch eine einseitige Outputerhöhung den eigenen Gewinn steigern. Annahmen Zwei Unternehmen mit identischen Stück- bzw. Grenzkosten (c1 = c2 = c). Cournot-Nash Gleichgewicht: q1C = q2C = a c 3 pC = a + 2c 3 C 1 = c)2 (a 9 Kartellvereinbarung: Jeder produziert die halbe Monopolmenge und verkauft sie auf eigene Rechnung. 1. Fall: Beide Unternehmen halten sich an die Kartellabsprache q1 = q2 = a c 4 pM = a c 1 2 = 2 = c)2 (a 8 ! Preise und Gewinne sind höher, Mengen niedriger als im Cournot-Mengenwettbewerb 2. Fall: Nur Unternehmen 2 hält sich an die Kartellabsprache: q2 = für Unternehmen 1 ergibt sich aus der Reaktionsfunktion R1 ( a c 4 ) = = a c 4 . 1 1 a c (a q1 c) = (a c) 2 2 4 1 4a a + c 4c 3a 3c 3 ( )= = (a 2 4 8 8 Die optimale Menge c) 5 3 5 9 6 Q = (a c) p= a+ c (a c)2 (a c)2 1 = 2 = 8 8 8 64 64 Der Gewinn von Unternehmen 1 ist größ er als der halbe Monopolgewinn, so dass sich der einseitige Bruch der Kartellabsprache lohnt. Der Gewinn von Unternehmen 2 ist geringer - evtl. liegt er sogar noch unter dem im Cournot-Mengenwettbewerb. 3. Fall: Nur Unternehmen 1 hält sich an die Kartellabsprache. Die Situation entspricht Fall 2. 4. Fall: Beide Unternehmen unterlaufen die Kartellabsprache (und vertrauen dabei auf die Vertragstreue des Partners) 3 Q = (a 4 c) 1 p = (a + 3c) 4 1 = 2 = 3 (a 32 c)2 Der Gewinn beider Unternehmen ist geringer als im Cournot-Nash-Gleichgewicht. Gef angenendilemma Unternehmen 2 Unternehmen 1 K (q1 = 2) D (q1 = 3) K (q2 = 2) 8, 8 9, 6 28 D (q2 = 3) 6, 9 6, 6 (K=kooperiert, D=betrügt) 3.2.2 Schlussfolgerungen 1. Durch eine von allen Beteiligten eingehaltene Kartellvereinbarung können die Unternehmen ihre Gewinne im Vergleich zum Cournot-Wettbewerb steigern. 2. Kartelle sind in der Regel nicht stabil, da für die beteiligten Unternehmen ein ökonomischer Anreiz besteht, das Kartell zu brechen, um den eigenen Gewinn zu erhöhen. Brechen alle die Vereinbarung, stellen sie sich schlechter als bei Einhaltung aller und evtl. auch als im Cournot-Wettbewerb. 3. Kartelle sind umso stabiler je weniger Anbieter (bessere Kontrolle; ”wichtiger”, da höhere Marktanteile) je homogener das Produkt (Markt stärker verbunden) je unelastischer die Nachfrage und je höher deshalb der Kartellgewinn (”steilere Nachfrage ! höherer Preis) je ähnlicher die Kostensituation je geringer die Kosten der Überwachung und Durchsetzung der Kartellabsprache je besser die horizontale Markttransparenz und die Möglichkeiten einer schnellen Bestrafung von Kartellbetrügern je höher die Markteintritts- und -austrittsbarrieren je größ er die Gemeinsamkeiten (Unternehmenspolitik, -ziele etc.) je größ er das gegenseitige Vertrauen je weniger ausgeprägt der ”Wettbewerbsgeist”. 4. Allgemeines Kartellverbot (GWB) mit Ausnahmen (z. B. Strukturkrisenkartelle) 5. Marktzutrittsbarrieren (gesetzlich, strukturell, natürlich, ...) schützen Kartelle. 6. Kartell-Dilemma ”Superspiel”: mehrmalige Wiederholung der gleichen Entscheidungssituation. Gleiche Konkurrenten in einem Markt über längere Zeit haben Anreiz, sich verlässlich zu verhalten, um langfristig hohe Gewinne nicht zu gefährden. Sie drohen gegenseitig, bei Zuwiderhandlung das Kartell platzen zu lassen (tit for tat). 7. Instabilität von Kartellen ist der Wettbewerbspolitik sehr willkommen. Exkurs: ”Wiederholte Spiele” (= einmaliges Spiel, das in identischer Form wiederholt wird) Wiederholte Spiele werden betrachtet, weil sich durch die Wiederholung desselben Spiels möglicherweise kooperative Gleichgewichte einstellen, während sich bei einmaligem Spielen ein nichtkooperatives Ergebnis einstellen würde. Annahmegemäßsind die simultanen Ergebnisse aller Spieler ex post bekannt, so dass jeder in der nächsten Runde die Aktionen der anderen berücksichtigen kann. endliche Wiederholung (Zeithorizont ex ante bekannt): Rückwärtsinduktion, keine Kooperation: In der letzten Periode lohnt es sich nicht mehr zu kooperieren / Reputation aufzubauen, da man sich besserstellt, wenn man defektiert / betrügt. Dasselbe gilt für die Periode davor und alle anderen vorausgehenden. Begrenzter Zeithorizont mit unbekanntem Ende oder unbegrenzter Zeithorizont: Es existiert keine ”letzte Periode”, in der die Rückwärtsinduktion starten kann. Kooperation / Reputationsaufbau lohnt sich möglicherweise. – trigger-strategie: (= ”Auslöse-Strategie”): Jeder einzelne Spieler kooperiert, solange alle Spieler kooperieren. Defektiert / Betrügt einer, so löst er das nicht-kooperative Handeln der anderen (für immer) aus. (Die Kooperation hängt ab von der Zeitpräferenzrate.) – tit for tat–strategie: Der Spieler spielt die Alternative, die der Gegner in der Vorrunde gespielt hat. Eine Rückkehr zur Kooperation ist also möglich, auch wenn ein Spieler zwischenzeitlich defektiert / abweicht. 29 3.3 Preiswettbewerb: Bertrand-Modell Annahmen homogenes Produkt lineare aggregierte Nachfrage b=1 ! p(Q) = a p(Q) = a bQ a; b > 0 Q zwei Unternehmen (i = 1; 2) produzieren das homogene Produkt beide Unternehmen haben linear steigende Totalkosten: T K(qi ) = ci qi i = 1; 2 mit ci > 0 vollständige Information: jedes Unternehmen kennt seine Kostenfunktion und die des anderen Unternehmens sowie die Gesamtnachfragefunktion Aktionsparameter der Unternehmen: Preis. Wettbewerb im Bertrand-Modell nicht über Mengen, sondern über den Preis. (Begründung: Unternehmen können kurzfristig einfacher Preise als Mengen ändern.) Konsumenten kaufen immer vom günstigsten Anbieter; bieten zwei Anbieter denselben Preis, so kauft die Hälfte der Konsumenten vom einen, die andere Hälfte vom anderen. Wie sieht das Marktgleichgewicht aus? De…nitionen: Strategieraum: Si = [0; 1[, d. h. pi 0 Gewinn: i (pi ; pj ) = qi [pi ci ] fu •r alle i; j Nash-Gleichgewicht: 1 (p1 ; p2 ) 1 (p1 ; p2 ) 2 (p1 ; p2 ) 2 (p1 ; p2 ) Wie sieht das Nash-Gleichgewicht aus? Optimale Reaktionsfunktion von Unternehmen 1 und 2: 1. wenn p1 > p2 , dann 1 =0 2. wenn p1 < p2 ; dann 1 = q1 (p1 3. wenn p1 = p2 ; dann q1 = q2 und c1 ) 1 = q1 (a 30 2q1 c1 ) mit i 6= j Die beste Antwort jedes Unternehmens: 1. Die beste Antwort liegt nie über dem Preis des anderen. 2. Die beste Antwort liegt entweder unter dem Preis des anderen, 3. oder beide wählen denselben Preis. Da 1. für beide Spieler gilt, folgt, dass nur 3. möglich ist. De…nition: soll die kleinste Geldeinheit sein. Ist = 0, so ist das Medium des Austausches (Geld) kontinuierlich; ist > 0; dann ist das Medium des Austausches diskret. Behauptung 3.2 Wenn das Medium des Austausches kontinuierlich ist und wenn die beiden Unternehmen dieselbe Kostenstruktur haben (c1 = c2 = c), dann liegt das Bertrand-Gleichgewicht bei p1 = p2 = c und q1 = q2 = a 2 c : Behauptung 3.3 Wenn das Medium des Austausches diskret ist und c2 annahmegemäßc2 = , wobei 1 ganzzahlig, ist, und weiterhin gilt, dass genügend klein ist und folgender Bedingung genügt: (c2 c1 ) [a (c2 )] > (c2 (a c1 ) c2 ) 2 Dann gilt, wenn c2 c1 > , dass das einzige Bertrand-Gleichgewicht p2 = c2 , p1 = c2 ; q2 = 0 und q1 = a c2 + ist. (Das heiß t, dass der Gewinn von Unternehmen 1 größ er ist, wenn es als alleiniger Anbieter auf dem Markt ist, weil es c2 geringfügig unterbietet, als bei Aufteilung des Marktes auf die beiden Unternehmen.) Beweis. Teil 1: Im Gleichgewicht muss jedes Unternehmen nicht-negative Gewinne machen, also pi ci mit i = 1; 2: Wechselseitig beste Antworten nur dann, wenn beide denselben Preis wählen ! p1 = p2 . Falls p1 = p2 > c, dann ist dies kein Nash-Gleichgewicht, da es einen Anreiz gibt, den Preis des anderen geringfügig zu unterbieten und den gesamten Markt zu beliefern. Teil 2: Ist dies ein Nash-Gleichgewicht? Für Unternehmen 2 gibt es keinen Anreiz, abzuweichen. Der Gewinn steigt nicht, wenn der Preis p2 > c2 gesetzt wird. Wenn p2 < c2 , dann macht Unternehmen 2 sogar Verluste. Für Unternehmen 1 gibt es ebenfalls keinen Anreiz, abzuweichen: wenn p1 = c2 = p2 , dann teilen sich beide Unternehmen den Markt, jeder verkauft qi = a 2c2 : In diesem Fall beträgt der Gewinn für Unternehmen 1: 1 = (c2 c1 ) q1 = (c2 c1 ) a c2 2 Wenn jedoch Unternehmen 1 um die geringste Geldeinheit weniger fordert, wird es zum einzigen Anbieter und q1 = a (c2 ). In diesem Fall beträgt der Gewinn für Unternehmen 1: 1 = (c2 c1 ) q1 = (c2 Hieraus folgt die in Teil 2 geforderte Bedingung. 31 c1 ) [a (c2 )] Diskussion: Preis- versus Mengenstrategie (Preis als Strategievariable ist vorteilhaft für Nachfrager, da p = c). zeitliche Dimension: 1. Periode Wahl der Menge (Lagerbestand), 2. Periode Wahl der Preise (bei festgelegten Mengen). Mengen in der 1. Periode und Preise in der 2. Periode sind genau die Mengen und Preise im Cournot–Modell. Die Lösung für das teilspielperfekte Nash-Gleichgewicht im zweistu…gen Spiel entspricht genau der Lösung für das Nash-Gleichgewicht im einstu…gen Cournot–Modell (vgl. Shy S. 110 ¤.) Exkurs: Monopolist Gewinnmaximierung über die Menge: (p = a = q(p @ @q = a c) ! (q) = q(a 2q q c) = aq a c ! c = 0 () q = 2 Gewinnmaximierung über den Preis: (q = a = q(p @ @p einsetzen in q = a = a q) q2 cq p) c) ! (p) = (a p)(p c) = ap a+c ! 2p + c = 0 () p = 2 p p2 ac + pc a+c a c = 2 2 Der Monopolist erhält den gleichen optimalen Preis und die gleiche optimale Menge bei Gewinnmaximierung über den Preis wie bei Optimierung über die Menge. Aufgrund der Reaktionsverbundenheit erhält man dieses Ergebnis nicht, wenn mehr als ein Anbieter auf dem Markt ist. Die optimale Reaktionen sehen unterschiedlich aus, je nachdem, ob Preis- oder Mengenwettbewerb gespielt wird (aggregierte 6= individueller Nachfragekurve). q=a 32 4 4.1 Preisunterschiede und Suchtheorie Preisunterschiede Das ”Law of one price”ist eine Abstraktion, die es zu hinterfragen gilt. Bisher konnten wir nicht erklären, warum unterschiedliche Preise für dasselbe Produkt bei verschiedenen Anbietern zu …nden sind. Preisunterschiede auf dem Markt für homogene Produkte können erklärt werden durch: Angebotsseite: unterschiedliche Produktions-, Transport- und generell Transaktionskosten Nachfrageseite: unterschiedliche Raumüberwindungs-, Such- und Informationskosten Wir versuchen jetzt, Preisunterschiede durch Kosten, die bei der Suche nach Informationen anfallen, zu erklären. Konsumenten wägen diese Suchkosten gegen die erwartete Preisreduktion ab. 4.2 Theorie der Informationssuche Zwei Vorgehensweisen sind möglich: Ermittlung des optimalen Suchumfangs ex ante Ermittlung des Reservationspreises ex ante Modellvarianten: mit / ohne Rückgri¤ (man kann auf früher erhaltenes Angebot zurückkommen) mit / ohne Markierung (”ohne”: Händler ”würfelt”, d.h. nicht jedem Laden ist ein fester Preis zugeordnet) mit endlichem / unendlichem Planungshorizont mit a priori bekannter / unbekannter Verteilungsfunktion homogene / heterogene Güter Exkurs: Verteilungsfunktion Die Prämisse einer bekannten Verteilungsfunktion der Preise ist kritisch, weil gerade Typ und Parameter der Verteilungsfunktion ausschlaggebend für die Entscheidung sind, wann der Suchvorgang abgebrochen wird. Wenn der Suchende nur vage Vorstellungen über die Verteilung der Preise hat, dann kommt künftigen Preisangeboten eine doppelte Funktion zu: als Kostenbestandteil beein‡ussen sie die Suchentscheidung direkt, sie stellen eine zusätzliche Information dar, mit deren Hilfe die unbekannte Verteilungsfunktion ermittelt werden kann (Formal wird der Lernprozess durch das Bayessche Theorem erfasst). Ein Nachteil ist, dass sich die Suchdauer verlängert. Durch die sich einstellenden Preise kann sich die Einschätzung des Suchenden über die Verteilungsfunktion ständig ändern. Daher muss die optimale Suchstrategie nicht länger durch einen einzelnen, vorab festgelegten Reservationspreis gekennzeichnet sein (Die Modellkomplexität steigt.). Beispiel Suchschritte Alternativen a b 10 15 1 2 12 13 Bei welcher Alternative (a oder b) soll man weitersuchen? 33 Zwei mögliche Argumentationen: Bei a hat man schon den Wert gefunden, der vermutlich weit unter dem Mittelwert liegt daher nicht weitersuchen; bei b weitersuchen, weil man gute Chancen auf einen niedrigeren Wert hat. bei a nimmt man an, dass die Varianz größ er ist. Bei einer groß en Varianz lohnt die Suche eher, weil der Grenznutzen der Suche größ er ist. 4.3 Zur Suche nach dem optimalen Preis Suchmodelle: Einstu…ge Informationsentscheidung ex ante: Wie lange suchen? Ermittlung eines festen Suchumfangs Mehrstu…ge Informationsentscheidung: Weitersuchen oder nicht? Ermittlung des Reservationspreises oder Stopregelprozess. 4.3.1 Ermittlung eines festen Suchumfangs: Drei Angebotspreise sollen möglich sein: 10, 20 oder 30 e mit jeweils ein Drittel Wahrscheinlichkeit. Es soll 10 Händler geben. Enumeration der möglichen Suchergebnisse: 1. Suchschritt 2. Suchschritt Wahrscheinlichkeit Minimalpreis 10 10 20 30 1/9 1/9 1/9 10 10 10 20 10 20 30 1/9 1/9 1/9 10 20 20 30 10 20 30 1/9 1/9 1/9 10 20 30 In fünf von neun Fällen wird man nach dem zweiten Suchschritt einen Minimalpreis von 10 erhalten, in drei von neun Fällen einen Minimalpreis von 20 und nur in einem von neun Fällen wird man auf einen Preis von 30 in beiden Schritten stoß en. In neunzehn von 27 Fällen wird man spätestens nach dem dritten Suchschritt den Minimalpreis von 10 erreicht haben. In einem von 27 Fällen erhält man jedesmal den Minimalpreis von 30 und in dem Rest, d.h. in 7 von 27 Fällen, beträgt der Minimalpreis 20. Der Erwartungswert des Minimalpreises sinkt immer weiter, jedoch in einer abnehmenden Rate. Die Wahrscheinlichkeiten P für einen geringen Minimalpreis steigen und für einen hohen Minimalspreis sinken. Der Erwartungswert E des Minimalpreises sinkt und dabei nimmt der Grenznutzen GN der Information ab. Anzahl Suchschritte P(10e) P(20e) P(30e) E GN 1 2 3 ... 0,33 0,56 0,70 ... 0,33 0,33 0,26 ... 0,33 0,11 0,04 ... 20 15,6 13,4 ... 4,4 2,2 ... 34 4.3.2 Stoppregelprozesse 1. Suchschritt: E = 1=3 10 + 1=3 20 + 1=3 30 = 20 Preis P 1 = 20 wird gefunden: 2. Suchschritt: Erwartungswert des Preises bei weiterer Suche: E = 1=3 10 + 1=3 20 + 1=3 20 = 16; 67 Preis P 2 = 30 wird gefunden: 3. Suchschritt: Erwartungswert des Preises bei weiterer Suche: Siehe Schritt 2 Es wird nach dem N -ten Schritt solange weitergesucht, solange N +1 PM in E(PM Kosten der weiteren Suche (GK der Suche) in ) (GN der Suche) Grenzkosten (GK) der Suche = Grenznutzen (GN) der Suche bestimmen den optimalen Suchumfang. 4.4 Suchkosten der Konsumenten und Marktergebnis Bei gegebener Varianz der Preise: Suche umso länger, je geringer Suchkosten. Maß nahmen, die die Suchkosten senken, wie Information, Werbung etc. führen zu mehr Wettbewerb unter den Anbietern. Kostenungünstige Produzenten scheiden aus. Bei gegebenen Suchkosten: Je größ er die Varianz der Preise, umso größ er der Grenznutzen der Suche und desto länger die Suche. Eine Erhöhung der Varianz der Preise führt zu längerer Suche und damit höheren totalen Suchkosten für die Nachfrager, jedoch steigt auch der Nettonutzen, die Konsumentenrente. 4.4.1 Das Modell der Touristenfalle Lisa sucht in Pisa den schiefen Turm von Pisa aus Metall als Souvenir. Es gibt eine Reihe von Touristengeschäften, die alle denselben Turm verkaufen und identische Kosten haben. Annahmen Eine Broschüre soll die Touristen über die Verteilung der Preise informiert haben. Es enstehen Kosten durch die für die Suche aufgewendete Zeit (Opportunitätskosten) c, diese seien konstant. Was passiert, wenn es viele solche Touristen gibt, die alle eine identische Nachfragefunktion haben? 1. Fest vorgegebene Anzahl von Geschäften Ist das Konkurrenzgleichgewicht (Preis= Grenzkosten) ein Gleichgewicht? Wenn alle anderen Geschäfte den Konkurrenzpreis pc nehmen, so lohnt es sich für ein Geschäft, einen höheren Preis zu fordern, z.B. p + , wobei eine kleine Zahl ist. Lisa geht nur zu einem anderen Geschäft, wenn p < pc + c. Somit lohnt es für dies Geschäft, den Preis bis fast um die Suchkosten anzuheben. Ist dies ein Gleichgewicht?Nein, da alle anderen ebenfalls einen Anreiz haben, den Preis anzuheben. Ist es ein Gleichgewicht, wenn alle Geschäfte p fordern? Nein, hier gilt dieselbe Argumentation. 35 Was ist der Gleichgewichtspreis? Wenn es einen einheitlichen Preis gibt, kann es nur der Monopolpreis sein. Dies ist das einzige Preisgleichgewicht. Was passiert, wenn es nur einige Geschäfte gibt und ein Geschäft einen so geringen Preis fordert, dass die Suchkosten zusätzlicher Touristen gedeckt werden, die weitersuchen? Was passiert, wenn die Suchkosten sinken? Gilt dann dieselbe Argumentation? 2. Variable Anzahl der Geschäfte Was passiert, wenn Geschäfte jederzeit aufgemacht werden können (freier Eintritt)? Eintritt …ndet statt, bis die Gewinne gegen Null tendieren. Ein monopolistisches Konkurrenzgleichgewicht mit Preis über Grenzkosten jedoch ohne Gewinne, d.h. Preis = Durchschnittskosten. Durch die Fixkosten wird die Anzahl der Geschäfte bestimmt. 4.4.2 Das Touristen- und Einheimischen - Modell Gibt es die Möglichkeit, dass im Gleichgewicht verschiedene Preise für ein identisches Produkt zu beobachten sind? Was passiert, wenn einige Nachfrager vollständig informiert sind? Einheimische haben keine Suchkosten und kaufen nur bei den billigsten Anbietern. Preiskonkurrenz kann zu einem Konkurrenzgleichgewicht p = GK, bzw. p = DK führen, wenn genug informierte Kunden vorhanden sind. Aber sind auch Gleichgewichte mit einem höheren Preis oder Gleichgewichte mit vielen verschiedenen Preisen möglich? Annahmen L Konsumenten mit Touristen. L, dem Anteil der Einheimischen und (1 )L, dem Anteil der Jeder Tourist kauft eine Einheit des Gutes, solange der Preis unter pober liegt. Es gibt n Geschäfte. Dieses Modell hat mehrere mögliche Gleichgewichte, wie das Konkurrenzgleichgewicht bei vollständiger Information und ein Gleichgewicht mit zwei unterschiedlichen Preisen. Wann kann das Konkurrenzgleichgewicht gebrochen werden? Im Konkurrenzgleichgewicht haben alle Geschäfte den Preis pc und verkaufen einen gleichen Anteil q c = L=n. Wenn ein Geschäft abweicht und p = pc + fordert, so kaufen keine Einheimischen mehr in dem Geschäft, aber immer noch alle Touristen, solange bis der Preis pober erreicht ist. Damit fallen die Verkäufe auf (1 a) q c . Wenn der Preis marginal unter pc gesetzt wird, kaufen alle Einheimischen und der Anteil, den das Geschäft an den Touristen hat. 4.5 Produktdi¤erenzierung Subjektive Sichtweise der Konsumenten wichtig. - Je mehr, desto besser - Idealpunkt Hotelling Strecke und Salop Kreis Nutzenfunktion der Konsumenten Konsumenten liegen auf Eiskremkreis mit verschiedenen Geschmacksrichtungen Position der Firmen bei unterschiedlicher Anzahl und gleichen Grenzkosten ohne Fixkosten Position der Firmen bei unterschiedlicher Anzahl und gleichen Grenzkosten mit Fixkosten Anzahl der Firmen durch Fixkosten d.h. Deckung der Durchschnittskosten beschränkt. Position der Firmen bei hohen Fixkosten und konstanten Grenzkosten Monopol Region und Konkurrenzregion Konsequenzen für Nachfragekurve 36 4.6 Strategisches Verhalten von Firmen Kampfpreise identischer und unterschiedlicher Firmen Um Konkurrenten abzuschrecken Bei unterschiedlichen Kosten als Signal Preisdiskriminierung Nonlinear Pricing Vertical Integration and Restrictions, Franchising, EZG 5 Varianten- oder Standortwettbewerb Unter Varianten- oder Standortwettbewerb versteht man einen mehrstu…gen Wettbewerb zwischen Unternehmen, die ein di¤erenziertes (ähnliches, aber nicht gleiches) Produkt anbieten, um sich horizontal zu di¤erenzieren (Standort oder Produkteigenschaft ist wesentlich und für Kunden erkennbar). Der Preiswettbewerb tendiert zum Verlust von Gewinnen (Bertrand-Gleichgewicht: p = GK, = 0). Um den Preiswettbewerb abzuschwächen und somit Gewinne abschöpfen zu können, ist die Verlagerung auf andere Strategieparameter von Vorteil für die Unternehmen. Auß erdem können durch horizontale Di¤erenzierung bisher nicht erschlossene Marktsegmente bedient werden. Wie weit soll man sich vom Wettbewerber abheben, wie großsoll der Unterschied in der Produktvariante / der Abstand der Standorte sein? Die Antwort auf diese Frage hängt von den Verhaltensannahmen ab (Wird Zeit-, Positions- oder Preisführerschaft angestrebt? Werden die Entscheidungen simultan getro¤en?). Wenn im Standortwettbewerb Position und Preis gefunden sind, die die Gewinne sichern, dann kann es zu neuen Markteintritten kommen (aufgrund überdurchschnittlicher Gewinne). Die etablierten Unternehmen werden diese jedoch zu verhindern suchen und gleichzeitig andere Wettbewerber aus dem Markt drängen wollen. Sie versuchen, Lücken im geographischen Raum oder im Produktraum selbst mit eigenen Standorten oder Produktvarianten zu füllen, um potentiellen Konkurrenten keine Nische zu lassen. Die höhere Standort-/ Variantenzahl verringert zwar den Branchengewinn, aber der Gewinn fällt allein den wenigen etablierten Unternehmen zu und muss nicht mit neuen Konkurrenten geteilt werden (Produktproliferationsstrategie). 5.1 Hotellings Straß endorf Hotelling-Nachfragemodell eines Straß endorfes (1929) 5.1.1 Annahmen auf der Angebotsseite a1 0 a2 h 1 Zwei Unternehmen i = 1; 2; Q = q1 + q2 Die Standorte der beiden Unternehmen a1 und a2 liegen auf der Strecke zwischen 0 und 1. a1 und a2 heiß en Heterogenisierungsparameter. (0 a1 a2 1 und a1 < a2 ) (im homogenen Wettbewerb: a1 = a2 ); Heterogenisierung des Angebots durch horizontale (unterschiedliche Produktvarianten oder Standorte) Produktdi¤erenzierung; Ein-Standort- bzw. Ein-Variantenunternehmen (ein Produkt in einer Variante oder an einem Standort) 1. Stufe: Standort- beziehungsweise Variantenwahl (langfristig), 2. Stufe: Preisentscheidung (kurzfristig) 37 Konstante Grenz- und Stückkosten der laufenden Produktion, für beide Unternehmen gleich: c1 = c2 = c; keine Fixkosten Keine Kosten der Heterogenisierung (vernachlässigbar, da identisch und unabhängig von der Ausbringung) Kosten des Markteintritts und -austritts (…x): F (sunk costs) Horizontale Markttransparenz: die Unternehmen kennen die Angebotsbedingungen ihrer Konkurrenten; Sicherheit Keine Kapazitätsengpässe Gewinnmaximierung 5.1.2 Nachfrageseite Heterogenität: Die Konsumenten nehmen die Produktdi¤erenzierung der Anbieter wahr. Ihre Präferenzen sind gleichverteilt (uniform) bezüglich der Heterogenisierungseigenschaften. Sie werden entlang einer Einheitsstrecke der Länge 1 (Hotellingsches Straß endorf) aufgereiht. Vertikale Markttransparenz: alle tatsächlichen und potentiellen Käufer sind vollständig über die Angebotsbedingungen informiert. Es entstehen keine Wechselkosten beim Wechsel des Anbieters, die den (E¤ektiv-)Preis erhöhen könnten. Nutzenmaximierung = Maximierung der Konsumentenrente (Konsumentenrente = Zahlungsbereitschaft (Z) - e¤ektivem Preis pef f (h); e¤ektiver Preis pef f (h) = Produktpreis + Transport- / Qualitätskosten KR1 = Z f pef 1 (h) = Z f pef 2 (h) (p1 + K1 (h)) ! M ax! KR2 = Z = Z (p2 + K2 (h)) ! M ax! Die Konsumenten kaufen bei dem Unternehmen, das den niedrigsten e¤ektiven Preis fordert. Transportkosten: Ein konkreter Konsument wird durch die Zahl h gekennzeichnet. 0 h 1. Sein Standort hat die Entfernung j h a1 j zu a1 (Standort Unternehmen 1) und die Entfernung j a2 h j zu a2 (Standort Unternehmen 2). j h a1 j und j a2 h j sind sowohl geographischer Abstand (! Transportkosten) als auch Abweichung der Produkteigenschaft vom Konsumentenwunsch (! Nutzeneinbuß en) K1 (h) = t(h a1 )2 ; K2 (h) = t(a2 h)2 ; wobei t der Parameter zur Kennzeichnung der Gewichtung der Abweichung vom optimalen Standort / Produkt ist (Transportkostensatz, Heterogenitätsparameter).(Je größ er t ist, desto stärker fallen die Unterschiede zwischen den bevorzugten und den tatsächlichen Produkteigenschaften beziehungsweise Standorten ins Gewicht.) Markennachfrage: Für gegebene Positionen (a1 , a2 ) und Preise (p1 , p2 ) kaufen die Konsumenten bei dem Unternehmen, dessen e¤ektiver Preis jeweils am niedrigsten ist. Der Konsument mit dem Standort h kauft also bei Unternehmen 1, wenn f f pef p2 + K2 (h) = pef 1 (h) = p1 + K1 (h) 2 (h); beziehungsweise nach Einsetzen von K1 und K2 und Au‡ösung nach h: h p2 p1 a1 + a2 + =: h 2 2t(a2 a1 ) 38 Anteilige Nachfrage bei uniformer Verteilung Alle Konsumenten h, für die diese Ungleichung erfüllt ist, kaufen Produkt 1. h ist die Position des indi¤erenten Konsumenten, für den die e¤ektiven Preise beider Unternehmen identisch sind. Damit ist die Markennachfragefunktion von Unternehmen 1: q1 (p1 ; p2 ; a1 ; a2 ) = h = 1 + (p2 p1 ) a }| { z 2t a z }| { z }| { ”natürlicher Kundenstamm” Pr eisvorteil Wettbewerb sin tensität 2 mit a = a1 +a a = a2 a1 .Wegen q1 + q2 = 1 beziehungsweise q2 = 1 2 ; Markennachfrage für Unternehmen 2: q2 (p1 ; p2 ; a1 ; a2 ) = 1 h =1 a 1 2t a (p2 q1 …nden wir die p1 ) Markennachfrage bei maximaler (horizontaler) Di¤erenzierung: a1 = 0; a2 = 1; q1 (p1 ; p2 ; a1 ; a2 ) = q2 (p1 ; p2 ; a1 ; a2 ) = a = 1; 1 2 1 2 + 1 2t 1 2t a= 1 2 (p2 p1 ) (p2 p1 ) Die folgende Aufgabe dient der Erklärung / Herleitung der obigen Formel: Aufgabe: Im Hotellingschen Straß endorf ist, wenn die Nachfrage uniform verteilt ist, ein Konsument h indi¤erent zwischen zwei Anbietern a1 und a2 , wenn sich auf seiner Position die e¤ektiven Preise der Anbieter entsprechen. Dies ist der Fall bei h =a+ 1 2t a (p2 p1 ) 2 wobei a = a1 +a und a = a2 a1 : 2 Leiten Sie bei Kenntnis der Kostenfunktionen K1 (h) = t(h a1 )2 K2 (h) = t(a2 h)2 die Formel für h her. Lösung: Um diese Frage beantworten zu können, muss man wissen, dass f pef 1 (h) = p1 + K1 (h) f pef 2 (h) = p2 + K2 (h) 39 ! f ef f pef 1 (h) = p1 + K1 (h) = p2 + K2 (h) = p2 (h) ! a1 )2 t(h h2 h2 2ha1 + a21 t(a2 (a22 h)2 = 2ha2 + h2 ) = 2ha1 + a21 a22 + 2ha2 h2 = 2ha2 2ha1 + a21 a22 = 2h(a2 a1 ) + (a1 p1 + t(h a1 )2 = p2 + t(a2 h)2 p2 p1 1 (p2 p1 ) t 1 (p2 p1 ) t 1 (p2 p1 ) t 1 (p2 p1 ) t 1 (p2 p1 ) (a1 a2 )(a1 + a2 ) t 1 (p2 p1 ) + (a2 a1 )(a1 + a2 ) t 1 (p2 p1 ) + (a1 + a2 ) t (a2 a1 ) 1 (a1 + a2 ) (p2 p1 ) + 2t (a2 a1 ) 2 a2 )(a1 + a2 ) = 2h(a2 a1 ) = 2h(a2 a1 ) = 2h = h = Da a = a1 +a2 2 und a = a2 a1 entspricht dies h = 5.1.3 1 2t a (p2 p1 ) + a Erste unternehmenspolitische Einsichten 1. Die horizontale Di¤erenzierung verringert die Preiselastizität der Nachfrage. Dies ist am einfachsten für p1 = p2 = p einzusehen. q1 ;p1 = @q1 p1 @p1 q1 = p1 =p2 =p 1 p1 2t q1 = p1 =p2 =p p t Je erfolgreicher sich also ein Unternehmen von anderen Unternehmen, die ähnliche Produkte herstellen, horizontal di¤erenziert, um so größ er ist der monopolistische Preiserhöhungsspielraum, umso weniger elastisch ist seine Markennachfrage. 2. Jedes Unternehmen hat einen ”natürlichen Kundenstamm” (=diejenigen Konsumenten, die bei dem Unternehmen kaufen, weil es näher liegt als das andere Unternehmen). Die natürlichen Kundenstämme der Unternehmen 40 Es gilt: (x1 = q1 ; x2 = q2 ). Bei identischen Preisen (p1 = p2 ) ist die Nachfrage gleich dem natürlichen Kundenstamm. 3. Die Güter sind gewöhnliche Güter. Die Nachfrage nach Gut 1 sinkt mit steigendem Preis von Gut 1 und steigt mit steigendem Preis von Gut 2. 4. Ein Preisvorteil vergröß ert den Kundenstamm. Hat Unternehmen 1 einen Preisvorteil, d.h. p2 > p1 , dann vergröß ert es seinen Kundenstamm über den natürlichen Kundenstamm hinaus. (Zusätzliche Kunden nicht durch Nähe, sondern durch günstigeren e¤ektiven Preis) 5. Produktdi¤erenzierung vermindert die Wettbewerbsintensität. Je größ er die Produktdi¤erenzierung (höhere Transportkosten beziehungsweise Nutzeneinbuß en t und /oder Standortoder Produktunterschied a := a1 a2 ), desto unwichtiger sind die Preise für die Konsumenten. (! "Monopolisierungstendenz”) 1 2t a kann als Wettbewerbsintensität interpretiert werden (hoch, wenn t beziehungsweise a gering, d.h. geringer Transportkostensatz bzw. Heterogenitätsparameter beziehungsweise geringer Abstand der Unternehmen). 5.1.4 Simultaner Positions- mit anschließ endem simultanen Preiswettbewerb Nash-Gleichgewicht: 1. Stufe: Die beiden Unternehmen nehmen beim simultanen Positionswettbewerb extreme Positionen auf der Hotellingstrecke ein, das heiß t sie lassen sich an den entgegengesetzten Enden nieder, betreiben also maximale Produktdi¤erenzierung, um einen Preiswettbewerb zu vermeiden. Überlegung: Unternehmen 1/2, das links/rechts von Unternehmen 2/1 sitzt, wird immer nach links/rechts gehen, um seinen Preisspielraum zu vergröß ern. Transportkosten ermöglichen es, diese ”Lagerente” zu erzielen, wobei sie mit steigenden Transportkosten ebenfalls steigt. 2. Stufe: Preiswettbewerb wird minimiert. (Annahme hier: die Preise können aus einem Kontinuum gewählt werden.) Zu beobachten sind zwei gegenläu…ge Tendenzen: ”auseinander gehen”: Verlust von Kunden, aber " p > GK =) G " ”zusammen gehen”: Gewinn von Kunden, p ! GK =) G ! 0 5.2 Spiel mit Wahl von 2 Standorten und 2 Preisen De…nition: Teilspielperfektheit: Unter einem teilspielperfekten Gleichgewicht versteht man eine Strategiekombination, die ein Nash-Gleichgewicht für das gesamte Spiel darstellt und deren induzierte Strategiekombinationen der Teilspiele sich im Nash-Gleichgewicht be…nden. Es ist also für keinen Spieler optimal, in irgendeinem Teilspiel von seiner Strategie abzuweichen. Die Methode des ”Von-hinten-Lösens” (Rückwärts-Induktion) eines Spielbaumes stellt ein teilspielperfektes Gleichgewicht sicher (Beginn mit der letzten Stufe). Während bisher auf der zweiten Stufe ein Preiskontinuum betrachtet wurde, konzentriert sich die Betrachtung jetzt nur auf die Möglichkeit der Wahl zwischen zwei Preisen. Die Unternehmen entscheiden nur, ob sie einen niedrigen (p = GK) oder einen hohen Preis (p > GK) setzen wollen. (Sie können also nur zwischen zwei Preisen wählen!) Vorüberlegungen zum später folgenden Spielbaum: In der 1. Stufe können beide Unternehmen eine Position in der Mitte oder ”Auß en” auf der Hotelling-Strecke einnehmen. Sie werden sich also entweder gemeinsam in der Mitte positionieren, oder ihr Abstand beträgt die halbe beziehungsweise die ganze Hotelling-Strecke. Für letzteres sind folgende Kombinationen möglich, die zu den in der Tabelle angegebenen Gewinnen führen: 41 Distanz == halb G0 ganz G0 >> gemischte Preissetzung G 1 auß en > G 2 innen > G0 = G 5 > (beide) G0 = G3 G4 auß en innen G6 Dieser Gewinnkonstellation liegt die Annahme zugrunde, dass die Transportkosten ausreichend hoch sind, so dass der Markt sich immer zwischen den beiden Anbietern teilt und dass der linke Anbieter nicht noch Kunden rechts vom rechten Anbieter beliefert. Die folgende Übersicht veranschaulicht die vorhandenen Möglichkeiten graphisch: G0 = G0 = = G0 = G0 G3 > G4 > G6 > G6 > > > G6 G6 G1 > G0 = = G0 > G2 G5 > G0 = = G0 > G5 Gewinne in Abhängigkeit von Position und Preissetzung der Unternehmen Die Gewinne stehen in folgender Relation zueinander: G0 < G1 < G2 G3 < G4 G5 < G6 Ein Vergleich zwischen G2 und G3 beziehungsweise G4 und G5 ist ohne weitere Berechnungen nicht möglich; er ist für die weitere Betrachtung auch nicht von Bedeutung. 42 I II I II P=GK P=GK M P>GK P=GK P>GK P>GK P=GK M A P=GK (li) (re) π1 π 2 G0 G0 G0 G0 G0 G0 G6 G6 G0 G0 G0 G1 P>GK P=GK P>GK G2 G0 G4 G3 P>GK P=GK P=GK A M G0 G2 P>GK P=GK P>GK G1 G0 G3 G4 P>GK P=GK A G0 G0 P=GK P>GK P=GK G0 G0 G0 G5 G5 G0 P>GK G6 G6 P>GK Spielbaum für die Wahl zwischen p=GK und p>GK Bei der Lösung des Spielbaumes ”von hinten her” betrachten wir zunächst die Preise. Unternehmen 1 und Unternehmen 2 können zwischen p = GK und p > GK (und nur diese!) wählen. Die rechte Spalte hinter dem Baum zeigt die zu erzielenden Gewinne in Abhängigkeit von der gewählten Position (M = Mitte, A = Auß en). Vorgehensweise: 4. Spalte: Für jeden Teil (ingesamt acht) ist die optimale Wahl für Unternehmen 2, p > GK der Alternative p = GK vorzuziehen. 3. Spalte: Vorausgesetzt, Unternehmen 2 handelt rational gemäßder Beschreibung für Spalte 4, wählt Unternehmen 1 ebenfalls p > GK (in allen vier Teilen) 2. Spalte: In der oberen Hälfte ist es für Unternehmen 2 vorteilhaft, die Mitte zu wählen, in der unteren Hälfte, Auß en zu wählen. 1. Spalte: Unternehmen 1 wählt in Abhängigkeit von der Wahl des Unternehmen 2 die gleiche Strategie. =) Problem bei simultaner Wahl! Bei der sequentiellen Wahl, das heiß t, wenn die Handlungen dessen, der zuerst zieht, bekannt sind, ergibt sich kein Problem. Die Unternehmen erreichen auf jeden Fall das Gewinnoptimum G 6. Da sie bei simultaner Wahl jedoch die Entscheidung des anderen nicht kennen, besteht ein Risiko. 43 Teilspiele: 2 p = GK p > GK G 0, G 0 G 0, G 0 G 0, G 0 G 6, G 6 Teilspiel 1: p = GK p > GK 1 2 p = GK p > GK G 0, G 0 G 2, G 0 G 0, G 1 G 4, G 3 Teilspiel 2: p = GK p > GK 1 2 p = GK p > GK G 0, G 0 G 1, G 0 G 0, G 2 G 3, G 4 Teilspiel 3: p = GK p > GK 1 2 p = GK p > GK G 0, G 0 G 5, G 0 G 0, G 5 G 6, G 6 Teilspiel 4: p = GK p > GK 1 2 A M G 6, G 6 G 4, G 3 G 3, G 4 G 6, G 6 Gesamtspiel: 1 A M Für dieses Gesamtspiel existieren zwei Nash-Gleichgewichte: in (A, A) und (M, M). 44 5.3 Markteintritt und Eintrittsabschreckung Das Ringdorf von Salop (1979) Salop’s Ringdorf Auch in einer kreisförmigen Stadt sind die Konsumenten gleichmäß ig verteilt. Die Unternehmen ordnen sich im Ringdorf unter Abwesenheit von Fixkosten immer gleichmäß ig, das heiß t mit gleichen Abständen, auf dem Kreis an (2-Stufen-Spiel mit simultanen Entscheidungen). Diese maximale Produktdi¤erenzierung bedingt, dass die Preise für alle Unternehmen gleich sind, wobei p > GK und G ! 0. [Beispiel aus der Realität: Supermärkte, die kreisförmig um ein Stadtzentrum angeordnet sind; Badeort, der sich um einen See erstreckt, wobei Boote ine¢ ziente Verkehrsmittel sind.)] Bedeutung …xer Kosten Kf (= Markteintritt- und -austrittsbarrieren): Kf ! 0 =) Anzahl A ! 1: Sind keine Fixkosten vorhanden, so wird die Zahl der Anbieter unendlich groß(in Abhängigkeit von der Anzahl der Nachfrager). Je höher die …xen Kosten sind, desto weniger Anbieter treten in den Markt ein und desto geringer ist folglich die Produktvielfalt. Grund: Marktanteil und Gewinnspanne müssen relativ großsein, damit man die Fixkosten ”herausholen” kann. Das bedeutet auch, dass bei höheren Fixkosten die Monopoltendenz größ er ist, die Preise also zunehmend über den Grenzkosten liegen. Markteintritt- und -austrittsbarrieren gehen zu Lasten der Konsumenten. (100 % Marktanteil eines Anbieters gefährden den Wettbewerb dann nicht, wenn keine Barrieren vorhanden sind, potentieller Markteintritt also möglich ist (Unternehmenszusammenschlüsse werden vom Kartellamt häu…g untersagt, weil bestimmte Marktanteile überschritten werden. Der Grund dafür liegt in der Praktikabilität und in der Schwierigkeit der Beurteilung der Bedrohung des freien Wettbewerbs auf komplexen Märkten.). Die Scha¤ung einer wettbewerbsfreien Zone ist der Grund für den Versuch von Unternehmen, Markteintrittsbarrieren aufzubauen (Beispiel Microsoft). Je höher die Transportkosten sind, umso höher sind die Deckungsbeiträge der Unternehmen und umso mehr Unternehmen können am Markt bestehen. Exkurs:Netze¤ekte Der Nutzen eines Gutes ist größ er, wenn andere Konsumenten das System ebenfalls benutzen (Beispiel Telefon, Windows-Betriebssystem und MS-O¢ ce-Packet: je mehr, desto besser). Starke Netze¤ ekte bedingen eine Monopoltendenz. 45 6 Qualitätswettbewerb Konzept zur Erfassung von Qualität s ZBi = ^i si ZBi = Zahlungsbereitschaft für Produkt i ^s = marginale Zahlungsbereitschaft für eine Eigenschaft (Wertschätzung) i si = Ausprägung der Eigenschaft X s s s s ^ sn ZBi = ^i s1i + ^i s2i + ^i s3i + ::: = i i n Pi = Wertschätzung eines Produktes = gewichtete Summe der Wertschöpfungen der Eigenschaften Man kann folgende Arten von Eigenschaften unterscheiden: Art des Gutes Erklärung Inspektionsgut Eigenschaft vor dem Kauf bekannt Erfahrungsgut Eigenschaft vor Kauf unbekannt, nach Konsum bekannt Vertrauensgut Eigenschaft sowohl vor Kauf als auch nach Konsum unbekannt Beispiel für ein nicht-teilspielperfektes Nash-Gleichgewicht: Art des Gutes Qualitätsproblematik und Marktergebnis Inspektionsgut N ! 1; A ! 1 =) p = GK; G = 0 vollkommener Markt, keine Barrieren, kein Qualitätsproblem Erfahrungsgut Bei einem unendlichen Zeithorizont besteht bei Marken kein Qualitätsproblem, weil sich die Qualität ”einpendelt” (Reputation, Garantien). Handelt es sich nicht um eine Marke, ist das Angebot zu gering, weil die Qualität a priori nicht erkennbar ist, sondern erst nach dem Konsum. Vertrauensgut Hier existiert ein Qualitätsproblem, das Angebot ist zu gering. Marken können eventuell Abhilfe scha¤en. Zur Überwachung und Kontrolle ist eine dritte, neutrale Person notwendig (z. B. Staat). 46 7 Anhang Die folgenden Seitenangaben für die De…nitionen/Theoreme beziehen sich auf das Buch ”Game theory for applied economists” von Robert Gibbons. De…nitionen: Normalform-Darstellung: Die Normalform-Darstellung eines Spieles mit n Spielern legt den Strategieraum der Spieler S1 ; :::; Sn und ihre Auszahlungsfunktionen u1 ; :::; un fest. Wir bezeichnen das Spiel als G = fS1 ; :::; Sn ; u1 ; :::; un g: (Seite 4) Die Normalform ist eine stark vereinfachte Darstellung eines Spieles, die alle möglichen Situationen enthält. Kennt man die Strategien aller Spieler, dann sind Spielverlauf und Spielergebnis determiniert. In einem Normalform-Spiel G = fS1 ; :::; Sn ; u1 ; :::; un g, wobei s0i und s00i mögliche Strategien für Spieler i sind (s0i und s00i 2 Si ), wird Strategie s0i strikt dominiert von s00i in jeder möglichen Kombination der Strategien der anderen Spieler, wenn die Auszahlung des Spielers i beim Spielen von s0i strikt geringer ist als die Auszahlung, wenn er s00i spielt: ui (s1 ; :::; si 1; s0i ; si+1 ; :::; sn ) < ui (s1 ; :::; si 1; s00i ; si+1 ; :::; sn ) für alle (s1 ; :::; si 1 ; si 0; si+1 ; :::; sn ), die aus den Strategieräumen der anderen Spieler konstruiert werden können S1 ; :::; Si 1 , Si+1 ; :::; Sn . (Seite 5) In einem Normalform-Spiel mit n Spielern G = fS1 ; :::; Sn ; u1 ; :::; un g sind die Strategien (s1 ; :::; sn ) ein Nash-Gleichgewicht, wenn für jeden Spieler i si seine beste Antwort auf die Strategien der anderen n 1 Spieler ist (s1 ; :::; si 1 ; si+1 :::; sn ) : ui (s1 ; :::; si 1; si ; si+1 ; :::; sn ) > ui (s1 ; :::; si 1; si ; si+1 ; :::; sn ) für jede mögliche Strategie si in Si , wobei si folgende Gleichung löst: max ui (s1 ; :::; si si 2Si 1; si ; si+1 ; :::; sn ) (Seite 8) In einem Normalform-Spiel G = fS1 ; :::; Sn ; u1 ; :::; un g ist, wenn Si = fsi1 ; :::; siK g angenommen wird, eine gemischte Strategie für einen Spieler i eine Wahrscheinlichkeitsfunktion pi = (pi1 ; :::; piK ), wobei 0 pik 1 für k = 1; :::; K und pi1 + ::: + piK = 1: (Seite 31) In einem Zwei-Spieler-Normalform-Spiel G = fS1 ; S2 ; u1 ; u2 g sind die gemischten Strategien (p1 ; p2 ) ein Nash-Gleichgewicht, wenn die gemischte Strategie jedes Spielers die beste Antwort auf die gemischte Strategie des anderen ist. Es muss gelten: v1 (p1 ; p2 ) v2 (p1 ; p2 ) v1 (p1 ; p2 ) v1 (p1 ; p2 ) (Seite 37) Theorem 2 (Nash 1950): In einem Normalform-Spiel mit n Spielern G = fS1 ; :::; Sn ; u1 ; :::; un g existiert, wenn n und Si (für jedes i endlich sind, mindestens ein Nash-Gleichgewicht, mö glicherweise in gemischten Strategien. (Seite 45) De…nition: (Selten, 1995): Ein Nash-Gleichgewicht ist teilspielperfekt, wenn die Strategie der Spieler ein Nash-Gleichgewicht in jedem Teilspiel bedingt. (Seite 95) 47 Spiele mit extensiver Form Die extensive Form ist eine reichhaltigere Beschreibung des Spieles als die Normalform, mit der man zeitliche Abfolgen darstellen und berücksichtigen kann. Die Reihenfolge der Züge, die Auszahlungen für jede Zugfolge und die Informationsstände zu den jeweiligen Zeitpunkten sind festgelegt. Spielt die zeitliche Struktur eine Rolle, so muss das Spiel extensiv dargestellt werden. De…nitionen: Eine Strategie eines Spielers ist ein kompletter Handlungsplan. Er spezi…ziert jede denkbare Handlung in jeder Möglichkeit, die der Spieler auszuführen geheiß en werden könnte. (Seite 117) Als Informations-Set eines Spielers wird eine Sammlung von Entscheidungsknoten bezeichnet, die folgende Bedingungen erfüllt: – an jedem Knoten in dem Informations-Set ist der Spieler am Zug – wenn beim Spielen des Spiels ein Knoten in diesem Informations-Set erreicht wird, weißder Spieler, der am Zuge ist, nicht, welchen Knoten im Informations-Set er (nicht) erreicht hat. (Seite 119) Ein Teilspiel in einem Spiel mit extensiver Form – beginnt an einem Entscheidungsknoten n, der ein Singleton (einelementige Menge, das heiß t, der Spieler weiß , an welchem Entscheidungsknoten er sich be…ndet) Informations-Set ist (Nicht der erste Entscheidungsknoten des Spiels!), – schließ t alle Entscheidungs- und Endknoten, die im Spielbaum n folgen, ein (aber nicht die Knoten, die nicht n folgen) und – zerschneidet nicht irgendein Informations-Set (zum Beispiel wenn ein Entscheidungsknoten n0 dem n im Spielbaum folgt: alle anderen Knoten im Informations-Set, das n0 enthält, müssen auch n folgen und somit zum Teilspiel gehören). (Seite 122) (Selten 1965): Ein Nash–Gleichgewicht ist teilspielperfekt, wenn die Strategien der Spieler ein Nash-Gleichgewicht in jedem Teilspiel konstituieren. (Seite 124) 48 Beispiel für ein nicht-teilspielperfektes Nash-Gleichgewicht: 1 L‘ 3 1 L R R‘ L‘ 2 1 1 2 R‘ 0 0 Spieler 1 macht den ersten Zug (Führer), Spieler 2 den zweiten (Folger). 2 1 R L R’ L’ 0, 0 1’, 2’ 2, 1’ 3’, 1 Das Nash-Gleichgewicht der Normalform be…ndet sich in (L, R’)=(1’, 2’). Betrachtet man jedoch die extensive Form des Spiels, so wird deutlich, dass Spieler 2 L’wählt, wenn Spieler 1 R wählt, sich jedoch für R’ entscheidet, wenn Spieler 1 L wählt. Da Spieler 1 das erkennt, wird er sich für R entscheiden, weil er hier einen höheren payo¤ hat. Das Ergebnis des Spiels wird somit lauten (R, L’), was in der Normalform unplausibel wäre. Die Begründung für die Abweichung liegt darin, dass die extensive Darstellungsform mehr Informationen enthält, weil sie die zeitliche Struktur abbilden kann. Bemerkung Sequentielles und simultanes Gleichgewicht entsprechen sich, wenn trotz zeitlichem Auseinderfallen der Aktionen Spieler 1 nicht weiß , was Spieler 2 gemacht hat und umgekehrt. In Anknüpfung an frühere Kapitel: Cournot wird gespielt, wenn die Handlungen des anderen nicht beobachtbar sind (, simultan - Darstellung in Normalform möglich), das Ergebnis beim Stackelberg-Führer und -Folger resultiert aus der Beobachtung der Handlung des anderen (, sequentiell - Darstellung in extensiver Form notwendig). Das Modell mit Stackelberg-Führer und -Folger stellt ein ”Parade-Beispiel” für ein teilspielperfektes Gleichgewicht dar. Unglaubwürdige Drohungen In einem teilspielperfekten Nash-Gleichgewicht sind unglaubwürdige Drohungen ausgeschlossen. Unter einer unglaubwürdigen Drohung versteht man den Versuch, den anderen Spieler in ein nicht-teilspielperfektes Gleichgewicht zu zwingen. Beispiel Spieler 2 droht Spieler 1: Wenn Du R spielst, spiele ich auch R; wenn Du L spielst, spiele ich auch L. Diese Drohung kann man für glaubwürdig halten, wenn man annimmt, daßin die Nutzenfunktion des 2 nicht nur sein eigener payo¤ eingeht, sondern noch eine andere Komponente. Die könnte zum Beispiel sein, dass er aus dem Schaden des anderen einen Nutzen zieht, oder dass er einen größ eren Nutzen hat, wenn die Di¤ erenz der payo¤ s größ er ist. Ansonsten wird man davon ausgehen, dass Spieler 2 seine Drohung nicht wahr machen wird, das heiß t, wenn Spieler 1 R wählt, wählt er L. Schenkt Spieler 1 der Drohung Glauben (zum Beispiel obiger Argumentation folgend), ergibt sich das nicht teilspielperfekte Nash-Gleichgewicht (L, L’). Glaubt Spieler 1 nicht und wählt R, dann ergibt sich (R, L’) als teilspielperfektes Nash-Gleichgewicht. 49 1 R L 2 L‘ R‘ L‘ R‘ -3 0 -2 -10 1 0 1 0 Beispiel für unglaubwürdige Drohung 2 1 R L R’ L’ -3, 2* -2*, 1* 0*, 0 -10, 0 50 8 Übungsaufgaben Die Lösungsvorschläge der folgenden Übungsaufgaben erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Aufgabe 1 Einperiodiger simultaner Mengenwettbewerb: Die Marktnachfrage sei durch p(X) = 100 X gegeben, d.h. a = 100, b = 1. Die Grenz- und Stückkosten von Unternehmen 1 seien c1 = 20, die von Unternehmen 2 seien c2 = 45. Berechnen Sie den Preis, die Absätze und die Gewinne im Gleichgewicht eines einperiodigen Mengenwettbewerbs. Welchen Output müsste Unternehmen 1 mindestens erzeugen, damit der Marktpreis nicht größ er wird als die Kosten von Unternehmen 2? Wird Unternehmen 2 dann noch einen Output erzeugen? Wie hoch sind die Gewinne in einer solchen Situation? Warum bilden die entsprechenden Outputmengen kein Gleichgewicht des betrachteten Cournot-Modells? Lösung: p(X) = 100 X a = 100, b = 1 c1 = 20, c2 = 45 gesucht: p; X; im Gleichgewicht bei simultanem Mengenwettbewerb X = x1 + x2 ! p = 100 = (100 = (100 1 2 @ 1 @x1 @ 1 @x2 x1 x1 x1 x2 x2 x2 x21 x22 20) x1 = 80x1 45) x2 = 55x2 ! = 80 2x1 x2 = 0 = 55 x1 2x2 = 0 x1 x2 x1 x2 () ! ! Max! ! Max! 40 55 () 2 x2 = x1 2 x1 = x2 Reaktionsfunktionen ineinander einsetzen: 40 55 x1 2 2 160 = x1 160 4 () 55 = 4x1 x1 55 x1 55 x1 4 = x1 () 105 = x1 3 () x2 = () x1 = 35 daraus folgt: x2 = 2 55 35 2 = 10 und X = x1 + x2 p = 100 x1 1 1 2 2 x2 = = = = ! X = 35 + 10 = 45 () p = 100 35 10 = 55 (100 x1 x2 20) x1 (55 20) 35 = 1225 (100 x1 x2 45) x2 (55 45) 10 = 100 Mindest-Output des Unternehmen 1, damit der Marktpreis nicht größ er wird als die Kosten von Unternehmen 2: c2 = 45, daher p 45. Für diesen Preis / einen Preis darunter müssen mindestens 55 Einheiten erzeugt werden. p = 100 X () 45 100 51 X () X = 55 Bei diesem Preis macht Unternehmen 2 keinen Gewinn. Daher wird es nicht produzieren: x2 = 0; x1 55 1 = (100 x1 x2 20) x1 ! 1 x21 = 80x1 ! 1 = 80 55 552 = 1375 Da gilt p = 100 x1 und 1 = (100 x1 20) x1 = 80x1 x21 @ 1 ! ! x1 = 40 = 80 2x1 = 0 @x1 40 20) 40 = 1600 1 (40) = (100 Wenn Unternehmen 1 allein am Markt ist, läge die optimale Produktionsmenge bei 40 Einheiten, der Gewinn würde 1600 Einheiten betragen. Daraus erkennt man, dass bei einer Produktionsausweitung, die mit einer Preissenkung einhergeht, von der Produktionsmenge 55 aus eine weitere Gewinnsteigerung nicht möglich ist. Versucht das Unternehmen, den Gewinn zu erhöhen durch Verringerung der Produktionsmenge, so wird der Preis zwar steigen, aber Unternehmen 2 wird auch wieder auf dem Markt erscheinen, da sich die Produktion wieder lohnt. Aus der obigen Berechnung erkennt man, dass die optimale Antwort auf x2 = 0 ist x1 = 40. Daher ist die Kombination x2 = 0 mit x1 = 55 kein Gleichgewicht. Unternehmen 2 kann x2 = 0 nur erzwingen beziehungsweise Unternehmen 2 vom Markt verdrängen, wenn es Gewinneinbuß en hinzunehmen bereit ist. Diese Betrachtungsweise ist nur zulässig beim Stackelberg-Modell, in dem der Leader zuerst zieht, der Folger seine Produktionsmenge an die Vorgabe anpasst. Beim simultanen Mengenwettbewerb ist sie nicht möglich. Aufgabe 2 Die Marktnachfrage beträgt p = 24 X. Der Stackelberg-Folger (Unternehmen 2) hat Kosten in Höhe von c2 = 2. Berechnen Sie Outputmengen und Gewinne im Stackelberg-Gleichgewicht, wenn die Kosten des Stackelberg-Führers (Unternehmen 1) c1 = 3, c1 = 5 oder c1 = 7 betragen. Vergleichen Sie! Zeigen Sie die Wirkungen des …rst-mover-Vorteils und des Kostenvorteils auf (De…nition bzw. Erklärung der Begri¤e nicht vergessen!). Welcher E¤ekt überwiegt in der jeweiligen Situation? Nehmen Sie zur Erklärung folgende Tabelle zur Hilfe: c1 x1 x2 3 5 7 1 2 Lösung: p = 24 X Folger: c2 = 2 Führer: c1 = 3, c1 = 5 oder c1 = 7 gesucht: x1 ; x2 , 1 , 2 Empfehlung: für Führer allgemein lösen, so dass man dann nur noch einsetzen muss (c1 stehenlassen) Folger: 2 @ 2 @x2 1 = (24 = 22 = (24 x1 x1 x1 (11 @ 1 = 13 @x1 x2 x22 2) x2 = 22x2 ! 2x2 = 0 () x1 ) 2 c1 ) x1 = (13 c1 ! x1 = 0 x2 = 11 11 () 13 c1 2 52 x1 x2 x1 = x2 2 = ! Max! x1 ) x1 ! Max! 2 c1 13 9 + c1 2 c1 = x1 Durch Einsetzen lassen sich die Werte der folgenden Tabelle errechnen: c1 x1 x2 1 2 3 10 6 50 36 5 8 7 32 49 7 6 8 18 64 Interpretation: Je höher die Kosten des Führers (d. h. je größ er die Distanz der Kosten zu denen des Folgers), desto weniger produziert der Führer. De…nition: …rst-mover-Vorteil : Der …rst-mover-Vorteil bezeichnet eine zeitliche Führerschaft. Ein Unternehmen macht den ”ersten Zug” und zwingt damit das andere Unternehmen, sich anzupassen. Nicht immer ist es vorteilhaft, diese zeitliche Führerschaft zu übernehmen. Im sequentiellen Wettbewerb kann ein …rst-mover-Vorteil für den Stackelberg-Führer aufgezeigt werden. (secondmover-Vorteil : Bei Innovationen, die mit Unsicherheit belastet sind, oder beim Preiswettbewerb kann es sich lohnen, abzuwarten, was die Konkurrenz unternimmt. …rst-mover-Vorteil: zeitliche Führerschaft erster Zug”: Zwang für das andere Unternehmen, sich anzupassen. vorteilhaft im sequentiellen Wettbewerb für Stackelberg-Führer second-mover-Vorteil : Bei riskanten Innovationen De…nition: Kostenvorteil : Der Begri¤ bezieht sich auf die Kostenstruktur im Markt. Nur Unternehmen mit einer konkurrenzfähigen Kostenstruktur können am Markt bestehen. Die Kostenführerschaft lohnt sich sowohl im Mengen- als auch im Preiswettbewerb. Anmerkung: Zeitliche Führerschaft und Kostenführerschaft müssen nicht zusammenfallen. Ein kostenungünstigeres Unternehmen kann versuchen, seinen Kostennachteil durch einen …rst-moverVorteil auszugleichen. (Wie die Aufgabe zeigt.) Wenn das kostengünstigere Unternehmen im Mengenwettbewerb den ”ersten Zug”macht, verstärkt sein Kostenvorteil den …rst-mover-Vorteil noch. Bei c1 = 3 kompensiert der Stackelberg-Führer seinen Kostennachteil durch den …rst-moverVorteil: er erreicht einen höheren Output und einen höheren Gewinn als der Folger. Bei c1 = 5 hat der Stackelberg-Führer zwar noch einen höheren Output als der Folger, sein Gewinn ist aber niedriger als der des Folgers: durch den höheren Output kann die geringere Gewinnspanne nicht mehr ausgeglichen werden. Bei c1 = 7 erreicht der Stackelberg-Folger aufgrund seiner Kostenführerschaft die marktbeherrschende Position trotz des …rst-mover-Vorteils des Führers: Output und Gewinn des Folgers sind höher als Output und Gewinn des Führers. Aufgabe 3 Was versteht man unter sunk costs? (verlorene / versunkene Kosten) In der Kostentheorie und der Mikroökonomie wird der Begri¤ für spezi…sche Kosten eines Anlagegutes ohne alternative Verwendungsmöglichkeiten benutzt. Diese Kosten eines Kapitalgüterbestandes bestehen, zumindest kurzfristig, auch nach Stilllegung weiter (man erhält sie nicht wieder zurück). Sie sind in der Realität häu…g ein Grund dafür, dass Anlagen weiterbetrieben werden, obwohl sie bei den gegebenen Marktpreisen nicht mehr rentabel arbeiten. Beispiel: Kosten zur Erschließ ung eines Kupferbergwerkes. Es folgt für Übungszwecke die im Februar 1999 gestellte Klausur mit Lösungsvorschlägen, die keinen Anspruch auf Vollständigkeit erheben. 53 Aufgabe 4 Die Marktnachfrage sei durch p(Q) = 80 Q gegeben, d.h. a = 80 und b = 1. Die Grenz- und Stückkosten von Unternehmen 1 seien c1 = 15, die von Unternehmen 2 seien c2 = 30. a.) Berechnen Sie die Absatzmengen (5P), den Preis (2P) und die Gewinne (3P) im Gleichgewicht eines simultanen Mengenwettbewerbs (Cournot-Modell). [10P] b.) Welchen Output müsste Unternehmen 1 mindestens erzeugen, damit der Marktpreis nicht größ er wird als die Kosten von Unternehmen 2 (2P)? Wird Unternehmen 2 dann noch einen Output erzeugen (1P)? Wie hoch sind die Gewinne in einer solchen Situation (2P)? Ist diese Situation ein Nash-Gleichgewicht? Bitte begründen Sie Ihre Aussage (5P). [10P] c.) Berechnen Sie die Menge, die Unternehmen 1 anbieten würde, wenn es Monopolist auf dem Markt wäre (5P). Vergleichen Sie den Gewinn des Unternehmens 1 als Monopolist mit den Gewinnen im simultanen Mengenwettbewerb (5P). [10P] Lösung: p(X) = 80 Q = 80 a = 80, b = 1 c1 = 15, c2 = 30 q1 q2 a) gesucht: p; Q; q1 , q2 , 1 ; 2 im Gleichgewicht bei simultanem Mengenwettbewerb Q = q1 + q2 ! p = 80 q1 q2 = (80 = (80 1 2 @ 1 @x1 @ 1 @x2 q1 q1 q2 q2 q12 q22 15) q1 = 65x1 30) q2 = 50q2 ! = 65 2q1 q2 = 0 = 50 q1 2q2 = 0 ! q1 q2 q1 q2 ! Max! ! Max! 65 2 50 () () 2 q2 = q1 2 q1 = q2 Reaktionsfunktionen ineinander einsetzen: 50 q1 2 65 2 = q1 2 130 130 4 () 50 = 4q1 q1 () 50 q1 4 80 = q1 3 = q1 () q1 = 26 2 3 daraus folgt: q2 = 50 q1 () 2 q2 = 150 80 3 2 = 70 35 2 = = 11 6 3 3 und Q = q1 + q2 p = 80 q1 1 = (80 1 = (65 2 = (80 2 = (50 ! q2 Q= () 80 35 115 1 + = = 38 3 3 3 3 240 115 125 2 115 p = 80 = = = 41 3 3 3 3 q1 q2 15) q1 80 35 80 195 80 35 80 6400 1 ) = = = 711 3 3 3 3 3 9 9 q1 q2 30) q2 80 35 35 1225 1 ) = = 136 3 3 3 9 9 54 b) Mindest-Output des Unternehmen 1, damit der Marktpreis nicht größ er wird als die Kosten von Unternehmen 2: c2 = 30, daher p 30. Für diesen Preis / einen Preis darunter müssen mindestens 50 Einheiten erzeugt werden. p = 80 Q () 30 80 Q () Q = 50 Bei diesem Preis macht Unternehmen 2 keinen Gewinn. Würde es produzieren, so würde die Gesamtmenge ansteigen und somit der Preis sinken. Da dies aufgrund eines Preises unter den Grenzkosten einen Verlust bedeuten würde, wird es nicht produzieren: q2 = 0; q1 50 1 2 = (80 = 0 q1 q2 15) q1 ! = 65q1 1 q12 ! 1 = 65 50 502 = 750 Es gilt q1 15) q1 = 65q1 q12 65 @ 1 ! ! q1 = = 65 2q1 = 0 @x1 2 65 65 65 160 65 30 65 4225 1 ) = (80 15) = = = 1056 1( 2 2 2 2 2 4 4 p = 80 q1 und 1 = (80 Wenn Unternehmen 1 allein am Markt ist, läge die optimale Produktionsmenge bei 65 2 Einhei1 ten, der Gewinn würde 1056 4 Einheiten betragen. Daraus erkennt man, dass bei einer Produktionsausweitung, die mit einer Preissenkung einhergeht, von der Produktionsmenge 50 aus eine weitere Gewinnsteigerung nicht möglich ist. Versucht das Unternehmen, den Gewinn durch Verringerung der Produktionsmenge zu erhöhen, so wird der Preis zwar steigen, aber Unternehmen 2 wird auch wieder auf dem Markt erscheinen, da sich die Produktion wieder lohnt. Aus der obigen Berechnung erkennt man folgendes: die optimale Antwort auf q2 = 0 ist q1 = 65 2 = 32; 5. Daher ist die Kombination q2 = 0 mit q1 = 50 kein Gleichgewicht (nicht die beste Antwort!). Unternehmen 2 kann q2 = 0 nur erzwingen beziehungsweise Unternehmen 2 vom Markt verdrängen, wenn es Gewinneinbuß en hinzunehmen bereit ist. Diese Betrachtungsweise ist nur zulässig beim Stackelberg-Modell, in dem der Leader zuerst zieht, der Folger seine Produktionsmenge an die Vorgabe anpasst. Beim simultanen Mengenwettbewerb ist sie nicht möglich. c) p = 80 q1 = (80 1 q1 15) q1 = 65q1 @ 1 ! = 65 2q1 = 0 @q1 q1 = 32; 5 1 = 1056; 25 q12 p = 47; 5 simultan: 1 = 711 = 1 1 9 + 2 1 Q = 38 3 3 6400 1225 7625 1 = + = = 847 9 9 9 9 q1 = 26 2 2 3 p = 42 Der Gewinn im simultanen Cournot-Modell ist die Summe der Gewinne. Er ist immer geringer als der Monopolgewinn. Aufgabe 5 Die Marktnachfrage beträgt p(Q) = 80 Q, d.h. a = 80 und b = 1. Die Grenz- und Stückkosten von Unternehmen 1 seien c1 = 15, die von Unternehmen 2 c2 = 30 (wie in Aufgabe 1). a.) Berechnen Sie die Angebotsmengen (5P), den Preis (2P) und die Gewinne (3P) im Gleichgewicht eines sequentiellen Mengenwettbewerbs (Stackelberg-Modell) mit Unternehmen 1 als Führer und Unternehmen 2 als Folger. [10P] 55 b.) Vergleichen Sie die Gewinne im Cournot-Modell mit denen im Stackelberg-Modell. Begründen Sie, warum ein Unternehmen als Stackelberg-Führer besser gestellt ist als ein Cournot-Spieler. [5P] Lösung: p = 80 Q Folger: c2 = 30 Führer: c1 = 15 a) gesucht: q1 ; q2 ; Q; 1; 2 Folger: 2 @ 2 @x2 1 = (80 = 50 = (80 q1 q1 q1 q2 ! 2q2 = 0 (25 q22 30) q2 = 50q2 () q1 ) 2 @ 1 = 40 @x1 25 15) q1 = (40 ! q1 = 0 () q2 = 25 40 =5 2 q1 q2 q1 = q2 2 ! Max! q1 ) q1 ! Max! 2 40 = q1 Q = q1 + q2 = 40 + 5 = 45 p = 80 45 = 35 1 = (40 2 = (80 q1 ) q1 2 q1 q2 =) 30) q2 1 = (40 =) 40 ) 40 = 800 2 40 5 2 = (80 30) 5 = 25 b) Im Cournot-Modell erhält Unternehmen 1 einen Gewinn von 711 91 ; im Stackelberg-Modell erzeilt es jedoch einen Gewinn von 800. Unternehmen 1 ist im Stackelberg-Modell besser gestellt, da Unternehmen 2 sich an die tatsächliche Mengenvorgabe von Unternehmen 1 anpassen muss. Im Cournot-Modell passt sich Unternehmen 2 an eine hypothetische Menge von Unternehmen 1 an. Unternehmen 2 erhält im Cournot-Modell einen Gewinn von 136 19 , im Stackelberg-Modell von 25. Unternehmen 2 ist als Stackelberg-Folger schlechter gestellt im Vergleich zum Cournot-Spieler, da es sich an eine tatsächliche Menge von Unternehmen 1 anpassen muss und Unternehmen 1 dies weiß . ”…rst-mover-Vorteil” (erster Zug, zeitliche Führerschaft) Zwang zur Anpassung des Folgers an eigene Handlungen Vorteil im sequentiellen Wettbewerb für Stackelberg-Führer; hier besonders, weil c1 < c2 und kein besonderes Risiko (Kostenvorteil) Ausnahme: second-mover-Vorteil bei riskanten Investitionen sequentiell bedeutet, dass man etwas real beobachten kann, bevor man agiert. weitere Begründung: siehe Aufgabe 4 56 Aufgabe 6 Begründen Sie verbal, warum Unternehmen einen Mengen- oder Variantenwettbewerb einem Preiswettbewerb vorziehen. [5P] Preiswettbewerb wird immer bei Preis = Grenzkosten enden, daher sind die Gewinne 0. Grund: die Wettbewerber unterbieten sich solange, bis sie diesen Punkt erreichen. (Bei unterschiedlichen Kosten gewinnt das Unternehmen mit den geringeren Kosten im Bertrand-Wettbewerb.) Beim Mengen- oder Variantenwettbewerb ist es möglich, Gewinne einzustreichen. Aufgabe 7 Wie sieht ein Nash-Gleichgewicht bei vier Unternehmen (mit gleichen Grenzkosten) auf der Hotelling-Strecke aus? Begründen Sie ihren Lösungsvorschlag verbal. [10P] a1 a2 a3 a4 0 1 Kein Unternehmen ist in der Lage, durch Wanderung an einen anderen Standort seine Gewinne vergröß ern. Aufgabe 8 Bestimmen Sie die Nash-Gleichgewichte in den folgenden Matrixspielen. (Wenn kein NashGleichgewicht in reinen Strategien existiert, dann bestimmen Sie bitte das Nash-Gleichgewicht in gemischten Strategien): a) 1 o u R 5, 3 2, 7 5, 1 8, 6 c) 1 b) 2 L (2P) 1 o u R 12, 0 10, 12 18, 22 8, 100 d) 2 o u 2 L L R -5, 3 5, -3 -3, 5 3, -5 (2P) o( ) u (1- ) 1 (2P) L( ) 2 R (1- ) 2, 1 1, 2 0, 2 3, 0 (4P) a) 5, 3 b) 18, 22 c) 5, -3 d) kein Nash-Gleichgewicht in reinen Strategien; Berechnung für gemischte Strategien: Spieler 2: EW (L) = 1 + (1 EW (R) = 2 1 + (1 2 >2 ; wenn ) 2= +2 ) 0=2 2>3 ; 2 =2 d:h: wenn < 2 3 Schlussfolgerung: wenn < 2 3 ist, dann ist es vorteilig, L zu spielen, wenn > 2 3 ist, dann ist es vorteilig, R zu spielen. Spieler 1: EW (o) = EW (u) = 2 + (1 1 + (1 2 >3 wenn 2 ; ) 0=2 ) 3= +3 4 > 3; 57 3 =3 d:h: wenn 2 3 > 4 Schlussfolgerung: wenn > 3 4 ist, dann ist es vorteilig, o zu spielen, wenn < 3 4 ist, dann ist es vorteilig, u zu spielen. Aufgabe 9 Nehmen Sie an, dass es n Unternehmen im Cournot-Modell gibt. Mit qi wird die Menge bezeichnet, die Unternehmen i produziert. Q = q1 + q2 + ::::: + qn ist die Gesamtmenge auf dem Markt. p soll den Gleichgewichtspreis bezeichnen. Die (inverse) Nachfrage ist durch p(Q) = a Q, mit Q < a (sonst p 0) gegeben. Nehmen Sie an, dass die Gesamtkosten des Unternehmens i bei der Produktion der Menge qi : C(qi ) = c qi entsprechen (d.h. keine Fixkosten und konstante Grenzkosten von c) mit c < a. Die Unternehmen haben identische Grenzkosten. Entsprechend dem Cournot-Modell soll angenommen werden, dass die Unternehmen ihre Produktionsmengen simultan wählen. a) Wie sehen die Angebotsmengen (10P), der Preis (5P) und die Gewinne (5P) im NashGleichgewicht aus? [20P] b) Was passiert, wenn die Anzahl der Unternehmen gegen unendlich geht? [10P] = qi (p i c) n X p=a qj j=1 i n X = qi (a qj c) j=1 i = qi a qi X qi2 qj qi c i6=j @ i @qi X = a qj ! 2qi c=0 j6=i a qj [qj + X qj ] c=0 j6=i Da [qj + P qj ] = Q folgt daraus: j6=i a c = qi + Q mit n multipliziert ergibt sich n (a c) = nqi + nQ was wegen nqi = Q folgendes ergibt n (a n (a c) = Q + nQ c) = Q (1 + n) n (a c) = Q (1 + n) a c = qi n+1 Für den Preis errechnet man p = a n X qj j=1 p = a n (a (1 + n) 58 c) = a + cn 1+n Die Gewinne betragen für jedes Unternehmen i n X = qi (a qj c) j=1 i = a c a + cn ( 1+n 1+n c) = ( a c 2 ) 1+n b) Mengen: a c n+1 = qi n!1 qi ! 0 Für n ! 1 geht qi gegen 0, da der Nenner gegen 1 und somit der Bruch gegen 0 geht. Gewinne: i a c 2 ) = ( 1+n n!1 i !0 Für n ! 1 geht der Nenner gegen 1, so dass der Bruch gegen 0 geht und somit die Gewinne gegen 0 gehen. Diese Situation entspricht der vollständigen Konkurrenz, mit p = GK = c und i = 0. Preis: p= p= a+cn 1+n n!1 p!c a a + cn n = +c 1+n + n} + n} |1 {z |1 {z | !0 {z !1 } !c 59