Mikroökonomie Dies ist kein offizielles Skript! 0.MATHEMATISCHE GRUNDLAGEN Mit Hilfe von gegebenen Punkten P(x1,y1) Q(x2,y2) die Funktion einer Gerade f(x) bestimmen: f(x) : y = ax + b P(x1,y1) : y1 = ax1 +b ⇒ b = y1 – ax1 Q(x2,y2) : y2 = ax2 + b Den « b » aus obiger Auflösung nun hier einsetzen und a bestimmen, b bestimmen Schnittpunkt zweier Geraden f und g : ⇔ f(x) = g(x) f und g gleichsetzen nach x auflösen ergibt den Schnittpunkt Konvexität, Konkavität von Funktionen Rechnerisch: D ⊂ Rn f : D → R heißt konvex, wenn für alle x1, x2 ∈ D und λ ∈ [0,1] gilt: ƒ( λ x1 + (1 - λ )x2 ) ≤ λ ƒ(x1) + (1 - λ ) ƒ(x2) f:D → Grafisch: R heißt konkav, wenn für alle x1, x2 ∈ D und λ ∈ [0,1] gilt: ƒ( λ x1 + (1 - λ )x2 ) ≥ λ ƒ(x1) + (1 - λ ) ƒ(x2) → konvex → konkav f ´´(x) ≥ 0 ⇒ Minimum! f ´´(x) ≤ 0 ⇒ Maximum! ~ f(x) ~ x = λ x1 + (1 - λ )x2 ~ f(x) ~ f (x) ~ x = λ x1 + (1 - λ )x2 ≤ λ ƒ(x1) + (1 - λ ) ƒ(x2) ~ f (x) ~ X2 X Potenz- und Wurzelregeln X1 m n m+n a ·a =a 1 n a = a n m n m-n a ÷a =a a m n = a n m X1 m n m·n m n 1 (a ) = a a − = n a n m n = (a ) a · b = (ab) ( a) n m n m X2 ~ X n ≥ λ ƒ(x1) + (1 - λ ) ƒ(x2) n n a ÷b = = n a m = kn a km a b n n a-n = 1 an a ⋅ n b = n ab Mit Hilfe des Lagrange-Ansatzes Extrema ermitteln Gegeben: ƒ(x,y,z...) und Nebenbedingung(en) 1.Schritt: Die Nebenbedingung nach „ = 0 “ umformen. Bsp.: x + y = 15 ⇔ x + y - 15 = 0 2.Schritt: Lagrange-Ansatz bilden l ( x, y, z,.., λ ) = ƒ(x,y,z...) - λ ( die nach „ 0 “ umgeformte NB) 3.Schritt: Den Lagrange-Ansatz einmal nach allen Variablen ableiten und nach λ auflösen (ausser die nach λ abgeleitete Gleichung ) ! ∂l Ableitung des Lagrange-Ansatzes nach x und dann “ = 0 ! “ setzen = ⇔ dann Auflösung nach λ ∂x ∂l Ableitung des Lagrange-Ansatzes nach y und dann “ = 0 ! “ setzen ⇔ = ∂y dann Auflösung nach λ ∂l Ableitung des Lagrange-Ansatzes nach ... und dann “ = 0 ! “ setzen ⇔ = dann Auflösung nach λ ∂... ∂l = Ableitung des Lagrange-Ansatzes nach λ und dann “ = 0 ! “ setzen ∂λ Je nach dem wie viele Variablen x,y,z,.. es gibt paarweise gleichsetzen, so dass nur mit einer Variable die anderen ausgedrückt werden können Einsetzen der für die Variablen ermittelten Ausdrücke in den nach λ abgeleiteten Lagrange-Ansatz und Ermittlung der einzelnen Variablen x, y, z. Extrempunkt lautet : l (x,y,z) = ƒ(x,y,z) [Einsetzen der ermittelten Variablen in ƒ !] Zus am me n fass un g un te r w is o. ferit. inf o -1- Mikroökonomie Ableitung Dies ist kein offizielles Skript! dy einer Funktion F(x,y) (Produktionsfunktion) dx Ableitung nach x dy Fx =− =− dx Fy Ableitung nach y ⇔ ∂F F = − ∂x = − x ∂F Fy ∂y 1.MARKTGLEICHGEWICHT Eigenschaften eines vollkommenen Marktes - Nachfrager sind an Nutzenmaximierung interessiert - Anbieter sind an Gewinnmaximierung interessiert - keine persönlichen, zeitlichen oder räumlichen Präferenzen der Marktteilnehmer - es gilt ein einheitlicher Preis - vollständiger Wettbewerb - Homogene Güter Was gibt die Angebotsfunktion / die Nachfragefunktion an? Die Angebotsfunktion gibt an, welche Mengen des Gutes alle Anbieter bei gegebenen Preisen anzubieten bereit sind. Mit steigendem Preis steigt auch die angebotene Menge ’x’ eines Gutes. Die Nachfragefunktion gibt an, welche Mengen des Gutes die Konsumenten bei gegebenen Preisen kaufen möchten. Die Nachfrage steigt in der Regel mit sinkenden Preisen. Warum verläuft die Nachfragefunktion fallend und die Angebotsfunktion steigend? Erläutern anhand des Reservationspreiskonzeptes! Nachfragefunktion verläuft fallend; je höher der Preis steigt, umso mehr Höchstpreise (Reservationspreise) werden überschritten, d.h. umso weniger Nachfrager fragen das Produkt nach. Mit steigendem Preis sinkt die NF-Menge. Angebotsfunktion verläuft steigend; je höher der Preis steigt, umso mehr Mindestpreise (Reservationspreise) werden überschritten, d.h. umso mehr Anbieter bieten ihr Produkt an. Mit steigendem Preis steigt die AG-Menge Berechnen des Marktgleichgewichts; der GG-Preis p* und die GG-Menge x* Gleichsetzen der Angebots- und Nachfragefunktion: fS(p) = fD(p) ⇒ p* bestimmen, durch einsetzen von p* in fS oder fD, x* ermitteln. Markt-GG lautet (p*, x*) p ÜA A p* Aussagen einer Nachfragefunktion fD(p) ÜN N Man kann über die NF-Funktion • die Sättigungsmenge bestimmen; bei p = 0 ⇒ x : fD(p=0) = Sättigungsmenge • den Reservationspreis ermitteln ; bei x = 0 ⇒ x : fS(pR) = 0 ! ⇔ pR = Reservationspreis • den Verlauf der Funktion bzw. das Krümmungsverhalten der Funktion feststellen indem man die NFFunktion ableitet; fD(p) ⇒ d D f (p ) >,<, ≤, ≥ 0 dp x (strikt) monoton steigend, - fallend Vorbehaltspreis (Reservationspreis): Der höchste Preis, den eine Person beim Kauf eines Gutes gerade noch bereit ist zu akzeptieren. Oder der Preis bei dem die Person zwischen Kauf und Nichtkauf eines Gutes indifferent ist. Überschuss-Nachfrage / Überschuss-Angebot Wenn fS(p) ≤ fD(p) → Überschuss-Nachfrage Wenn fS(p) ≥ fD(p) → Überschuss-Angebot Walrasianische Auktion / Auktionator Es wird für das Marktsystem unterstellt, dass keine Transaktionen zu Ungleichgewichtspreisen bei Überschußnachfrage bzw. Überschußangebot durchgeführt werden und dass der walrasianische Auktionator alle Angebots- bzw. Nachfragepreise kennt, so dass er solange die ausgerufenen Preise variiert, bis ein markträumender GG-Preis gefunden wird. Im Gegensatz dazu kennt der Auktionator im Tatonnement-Prozeß die Angebots- und Nachfragepreise nicht. Der Auktionator kombiniert alle Preise bis ein Marktgleichgewicht erreicht ist Das Cobweb-Modell (Spinnweb-Modell) / GG-Preis im Cobweb-Modell Das Cobweb-Modell dient zur Erklärung der verzögerten Anpassung des Angebots an die veränderten Marktpreise. Das Modell geht von der Prämisse aus, dass sich Unternehmer bei ihrem Angebot an den Preisen der Vorperiode orientieren, während die Nachfrage vom Preis der laufenden Periode abhängt. Die Periodenlänge wird durch die Produktionsdauer des herzustellenden Gutes bestimmt. Die Angebotspreise werden so lange den Nachfragepreisen angepasst, bis ein GG gefunden wird, unter der Voraussetzung, dass die Steigung der Angebotskurve kleiner ist als die Steigung der Nachfragekurve. Zus am me n fass un g un te r w is o. ferit. inf o -2- Mikroökonomie Dies ist kein offizielles Skript! Stabiles Gleichgewicht, wenn absolute Steigung der Angebotskurve Statisches GG-Preis pt* < abs. Steigung der Nachfragekurve Gegeben: (Angebot) xtS(pt) und xtD(pt) (Nachfrage → gleichsetzen und pt* ermitteln Tabellarische / Grafische Ermittlung des Marktgleichgewichts Den Graph mit Hilfe der rechten Spalte zeichnen. Angebot = AG Verkaufsgebote Nachfrage = NG Kaufgebote Stück Mindestpreis Preis x1 p1 p ∈ [0;p1[ x2 p2 p ∈ [p1;p2[ usw. aggreg. Menge Stück Höchstpreis Preis aggreg. Menge 0 x1 p1 p > p1 0 x1 x2 p2 usw. p ∈ [p1;p2[ usw. x1 usw. 2. ELASTIZITÄTEN Preiselastizität der Nachfrage η (=Eta) wobei x = fD(p) ist prozentuale ⋅ Änderung ⋅ der ⋅ nachgefragten ⋅ Menge relative.Mengenänderung = prozentuale ⋅ Änderung ⋅ des ⋅ Pr eises relative. Pr eisänderung dx ∆x D ′ dx p p mit x = f (p) !!! x η= ⇒η= x = ⋅ = f D (p) ⋅ dp dp x ∆p x p p η= ⇒ bedeutet eine 1% ige Preisänderung führt zu einer Nachfrageänderung von 1,3% Preisanstieg ( 1% ) µ ⇒ ( 1,3% ige ) ¶ Mengenabnahme bzw. Nachfragerückgang ⇒ Umsatzrückgang Preissenkung ( 1% ) ¶ ⇒ ( 1,3% ige ) µ Mengenzunahme bzw. Nachfrageanstieg ⇒ Umsatzsteigerung Bsp.: η = 1,3 Elastische-, Unelastische-, Vollkommen elastische-/ unelastische-, Einheitselastische Nachfrage Bsp.: x = B − b ⋅ p η =∞ P B b B 2b Bei Normalen Nachfragefunktionen, d.h. bei fallenden Nachfragefunktionen gilt, η >1 η =1 η <1 η =0 0 B 2 B <1 η >1 Unelastische Nachfrage: wenn η Vollkommen unelast. NF: wenn η = 0 Elastische Nachfrage : wenn Vollkommen elast. NF: wenn η = ∞ Einheitselastische Nachfrage : wenn x η =1 x = B – bp → lineare NF-funktion Falls die Nachfragefunktion steigend ist, d.h. wenn p2 ≥ p1 und x2 ≥ x1 heisst die Nachfragefunktion Anormal Opportunitätskosten: entgangene Erträge oder Nutzen, die sich bei der nächstbesten Verwndung eines Gutes oder Produktionsfaktors ergäben Erlös-/Ausgabenfunktion E, Umsatzelastizität µ dE p ⋅ = 1+ η dp E < dE > Sei fD(p) normale NF-funktion, d.h. fD’(p) < 0 dann gilt; =0 ⇔ η =1 dp < > Ausgabenfunktion: E = p ⋅ x(p) Umsatzelastizität: µ = Kreuzpreiselastizität Verhältnis der relativen Änderung der Nachfrage nach Gut 1 zur relativen Preisänderung des Gutes 2. Die Kreuzpreiselastizität der Nachfrage nach Gut 1 in Bezug auf Gut 2 gibt an, um wieviel Prozent die von Gut 1 nachgefragte Menge steigt oder nicht, wenn der Preis von Gut 2 um 1 % erhöht wird. Zus am me n fass un g un te r w is o. ferit. inf o -3- Mikroökonomie Dies ist kein offizielles Skript! x 1 = f D (p1, p 2 ) η1,2 > 0 η1,2 ∆f D (p 1, p 2 ) ∆x 1 f D (p 1, p 2 ) x = 1 = ∆p 2 ∆p 2 p2 p2 : p 2 µ , steigt der Preis für Gut 2 ⇔ η1,2 = dx 1 p 2 ∂f D (p 1, p 2 ) p ⋅ = ⋅ D 2 dp 2 x 1 ∂p 2 f (p 1, p 2 ) x 1 = f D (p1, p 2 ) µ so steigt die Nachfrage nach Gut 1 η1,2 < 0 ⇒ Gut 1 und Gut 2 sind Substitute z.B. Margarine/Butter Tee/Kaffee : p 2 µ , steigt der Preis für Gut 2 x 1 = f D (p1, p 2 ) ¶ so sinkt die Nachfrage nach Gut 1 ⇒ Gut 1 und Gut 2 sind Komplementärgüter z.B. Kaffee/Kaffeefilter Auto/Benzin η1,2 = 0 : Die Preisänderung von Gut 2 hat keinen Einfluss auf die Nachfrage nach Gut 1 ⇒ Die Güter haben keine Beziehung zueinander Einkommenselastizität des Residualeinkommens (= Einkommen nach Steuer) dR( Y ) Y ⋅ dY R( Y ) µ( Y ) = Y=Einkommen , R(Y)=Residualeinkommen (Y – T(Y) = R(Y) ) Gibt an, wie die 1%ige Einkommensänderung auf das Residualeinkommen wirkt Einkommenselastizität des Steuerbetrages T(Y) τ( Y ) = dT( Y ) Y ⋅ dY T( Y ) Y=Einkommen , R(Y)=Residualeinkommen (Y – T(Y) = R(Y) ) Gibt an, wie die 1%ige Einkommensänderung auf den Steuerbetrag wirkt 3.BUDGETRESTRIKTIONEN UND PRÄFERENZEN Budgetgerade p A ⋅ x A + p B ⋅ x B = M stellt im 2 Gütermodell die Güterbündel ( xA , xB ) dar, die sich ein Konsument mit Einkommen M bei gegebenen Preisen pA , pB leisten kann, wenn er sein gesamtes Einkommen nur für diese beiden Güter ausgibt ⇒ xB = M pA − ⋅ xA pB pB ⇒ xA = M pB − ⋅ xB pA pA 1. Achsenabschnitte: xA – Achse : (xB=0) M pA 2. Steigung : maximal von Gut A kaufbare Menge bei gegebenen Preisen und geg. Einkommen dx B p =− A dx A pB xB – Achse : (xA=0) M pB maximal von Gut B kaufbare Menge bei gegebenen Preisen und geg. Einkommen Verhältnis der Güterpreise 3. Lage : hängt vom Einkommen ab Zusammenhang von Preisen und Einkommen XB Einkommensänderung: pA , pB unverändert M* < M < M XB M pB * M pB Preisänderung von Gut B: M, pA unverändert M M* pA M pA M pA XA Da die Preise fixiert sind, bleibt die Steigung unverändert, die Budgetgerade wird parallel verschoben ∗ pB < pB < pB M pA pB XA M M ;0 pA pA Drehung um den Punkt Zus am me n fass un g un te r w is o. ferit. inf o Preisänderung von Gut A: XB M, pB unverändert M ∗ pA < pA < pA pB ∗ M pA XA M pA Drehung um den Punkt 0; M pB -4- Mikroökonomie Dies ist kein offizielles Skript! Vollständige Präferenzen X2 yfz • y TransitivePräferenzen X2 ufv, v fw •v • u ⇒ ufw Monotone Präferenzen X2 X1 X2 z y• •w •z Streng konvexe Präferenzen X1 ∀x, y ∈ ℜ2 : x.fy ∨ yfx ∀x, y ∈ ℜ2 : x.fy, yfz ⇒ xfz Zwischen allen Güterbündeln x,y ∈ R2 besteht eine Relation d.h. sie können verglichen werden: ‚besser als’ ‚schlechter als’ ‚gleich gut’ Wenn Bündel x dem Bündel y schwach vorgezogen wird und Bündel y dem Bündel z, dann muss auch Bündel x demBündel z schwach vorgezogen werden •u w• X1 x1 = x1, x 2 > x 2 ⇒ wähle.x Wenn Bündel x=(x1,x2) zumindst von einem Gut mehr enthält als ( ) Bündel x = x1, x 2 , dann wird Bündel x vorgezogen K •v X1 Sei u~v und u~wdann gilt für alle z ∈ K: {z ∈ ℜ2 / z = λ ⋅ u + (1 − λ )v } zfw Indifferenzkurve Ι , Nutzenfunktion u(x) Eine Indifferenzkurve Ι eines Konsumenten faßt alle Güterbündel zusammen, zwischen denen der Konsument indifferent ist, d.h. alle Güterbündel, die auf der Indifferenzkurve liegen, haben für den Konsumenten gleichen Nutzen (u). Punkte oberhalb: bessere Güterbündel Punkte unterhalb: schlechtere Güterbündel Die Nutzenfunktion weist Güterbündeln Kennzahlen zu. Bzgl. Der Nutzenfunktion u stellen die Indifferenzkurven Niveaumengen dar. Da der Nutzen auf der Indifferenzkurve immer gleich ist, kann sie dort als Konstant betrachtet werden. Ιc := x = ( x1, x 2 ) ∈ ℜ2 / u( x1, x 2 ) = c , c ∈ ℜ x ∈ Ιc ,d.h. x auf Ιc ⇒ u( x )=c x oberhalb von Ιc ⇒ u( x ) > c x unterhalb von Ιc ⇒ u( x ) < c Grenzrate der Substitution = GRS Beschreibt die Bereitschaft des Konsumenten, einen gewissen Teil des Gut 2 gegen einen zusätzlichen Teil von Gut 1 zu tauschen und dabei den Nutzen konstant zu halten. Ermittelt wird die Substitutionsrate durch die jeweilige Tangente an Punkt x der Indifferenzkurve. Sie entspricht der Steigung der Indifferenzkurve Ιc am Punkt x. ∂u( x 1, x 2 ) GRS zwischen 2 Gütern ist gleich dem u1 ∂x 1 Ableitung der Indifferenzkurve dx 2 negativen umgekehrten Verhältnis der = − = − Grenznutzen der beiden Güter ∂u( x 1, x 2 ) dx 1 u2 ∂x 2 Anhand der Nutzenfunktion u(x1,x2) die Indifferenzkurve Ic ermitteln U(x1,x2) = 2x1x2 = c ⇒ nach x2 umformen ergibt die Indifferenzkurve Ic: x2 = Perfekte Substitute X2 X2 Perfekte Komplemente Konsument ist bereit, ein Gut für das andere zu konstantem Verhältnis zu tauschen Konsumentmöchte beide Güter in gleichem konstantem Verhältnis zueinander konsumieren X1 X1 X2 c 2x1 Neutrales Gut Konsument mag Gut 1, Gut 2 ist ihm egal, d.h. sein Nutzen ist unabhängig vom neutralen Gut (hier Gut 2) X1 Präferenzordnungen zweier Nutzenfunktionen Wenn zwei Nutzenfunktionen ua(x1,x2) , ub(x1,x2) die gleiche GRS haben GRSa = GRSb , besitzen sie auch identische Präferenzordnungen. Das eine geht durch eine streng monotone Transformation aus der anderen hervor. Zus am me n fass un g un te r w is o. ferit. inf o -5- Mikroökonomie Dies ist kein offizielles Skript! 4. VON PRÄFERENZEN ZUR NACHFRAGE Bedingungen für ein Nutzenmaximum bestimmen u.d.NB der Budgetgerade → Maximiere den Nutzen u.d.NB der Budgetrestriktion p x ⋅ x + p y ⋅ y + p z ⋅ z = M Nutzenmaximum: max u( x, y, z) u.d.NB der Budgetrestriktion ( x, y,z ) ! → Lösung mit Lagrange: 1. Umformen der NB p x ⋅ x + p y ⋅ y + p z ⋅ z − M = 0 2. l ( x, y, z,.., λ ) = u(x,y,z...) ± λ ( die nach „ 0 “ umgeformte NB) ∂l ∂l ∂l ∂l (1) ; (2) ; (3) alle nach λ umformen bestimmen 3. notwendige Bedingung : ∂x ∂z ∂λ ∂y 4. paarweise Vergleich durchführen (1)=(2) , (1) =(3) die anderen Variablen y,z durch x definieren und in einsetzen, ∂l ∂λ x,y,z = Nachfragefunktion nach Gut x,y und z bestimmen Preiselastizität der Nachfrage Einkommenselastizität der Nachfrage pi ∂x (p , p , p ; M) ηi,M = i 1 2 3 ⋅ xi(p1, p2, p3; M) ∂pi ηi,M = ∂xi (p1, p2, p3; M) M ⋅ ∂M xi (p1, p2, p3; M) Grenznutzen ux bzw. uy bestimmen , gegeben u(x,y) Grenznutzen: Partielle Ableitung der Nutzenfunktion nach dem jeweiligen Gut ∂u( x, y ) ∂u( x, y ) uy = ux = Ableitung der Nutzenfunktion nach x Ableitung der Nutzenfunktion nach y ∂x ∂y Wenn sowohl ux ≥ 0 als auch uy ≥ 0 ∀ x,y ≥ 0 sind die Präferenzen für beide monoton ! Optimal Nachgefragte Mengen x und y ermitteln bei gegebenen Preisen px , py , M 1. Lösung mit Nutzenmaximierungskalkül: ux px alle Bekannte einsetzen und nach y oder x auflösen, y = uy py bzw. x in die NB einsetzen (Budgetgerade), x und y ermitteln 2. Lösung mit Lagrange: l ( x, y, λ ) = u(x,y) ± λ ( die nach „ 0 “ umgeformte NB) NB=Budgetgerade GRS: u dy =− x dx uy Interpretation: - Steigung der Indifferenzkurve am Punkt (x,y) - Anstandsverhältnis: Für eine zusätzliche Einheit des Gutes x erhalte ich im Tausch vom Konsumenten dy Einheiten des Gutes y dx Nutzenvergleich Durchführen Einfach die unterschiedlichen ermittelten Nachfrage-Mengen x, y und x *,y* jeweils in die Nutzenfunktion einsetzen, vergleichen Engel-Kurve, Superiores Gut , Inferiores Gut Die Engel-Kurve ist eine Graphik der Nachfrage nach einem Gut als Funktion des Einkommens bei Konstanz aller Preise. Es ist die Nachfragefunktion nach M: x(M) d.h. die Nachfragefunktion so umrechnen, dass die Preise sich wegkürzen. Falls die Ableitung der Nachfragefunktion nach M > 0 ⇒ Superiores Gut Falls die Ableitung der Nachfragefunktion nach M < 0 ⇒ Inferiores Gut 5. ZUSAMMENFASSUNG HAUSHALTSTHEORIE Monotone Präferenzen „mehr ist besser“ Präferenzen sind monoton, wenn die Grenznutzen aller Güter (ux, uy, ...) immer positiv [negativ] sind also >0. Das heisst, dass der Nutzen mit steigender Anzahl der jeweiligen zu konsumierenden Güter steigt [fällt] ,. Zus am me n fass un g un te r w is o. ferit. inf o -6- Mikroökonomie Dies ist kein offizielles Skript! Nachfrageänderung nach Gut x in einen Substitutions- und Einkommenseffekt zerlegen: SEx = xd (p’x , py , M’) – xd (px , py , M) GEx = EE + SE EEx = xd (p’x , py , M) – xd (p’x , py , M’) Indifferenzkurve Eine Indifferenzkurve Ι eines Konsumenten faßt alle Güterbündel zusammen, zwischen denen der Konsument indifferent ist, d.h. alle Güterbündel, die auf der Indifferenzkurve liegen, haben für den Konsumenten gleichen Nutzen (u). Engel-Kurven , Superiores Gut , Inferiores Gut Engel-Kurven sind die graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen dem Einkommen und den Ausgaben d für ein Gut (Preis des jeweiligen Gutes ist konstant), also EK : p x ⋅ f x (p x , M) damit sich der Preis wegkürzt. Am Verlauf der Engelkurve ist lesbar, ob das Gut superior (Luxusgut / lebensnotwendiges Gut) oder inferior ist Superiore Güter px px px Luxusgut lebensnotwendiges Gut M M Inferiores Gut Einkommenselastizität der Nachfrage ist < 1 M Bei Superioren Gütern steigt mit steigendem Einkommen die nachgefragte Menge, d.h. Einkommenselastizität der Nachfrage ist > 1 Bei Einkommenserhöhung steigt die nachgefragte Menge nicht in gleichem Verhältnis wie das Einkommen steigt Normales Gut Wenn mit steigendem Einkommen die Nachfrage nach dem Gut steigt oder mit sinkendem Einkommen die Nachfrage sinkt, spricht man vom normalen Gut.Die nachgefragte Menge ändert sich immer in die gleiche Richtung wie das Einkommen. Inferiores Gut ∂x i <0 ∂M mit steigendem Einkommen sinkt die nachgefragte Menge (fallende Engelkurve) Superiores Gut (normales Gut) ∂x i ≥0 ∂M mit steigendem Einkommen wird die Nachfrage größer (nicht kleiner) lebensnotwendiges Gut Luxus Gut normales Gut Giffen Gut ∂x i M ε = ⋅ <1 i .M ε= i .M Nachfrage wächst unterproportional zum Einkommen ∂M x i ∂x i M ⋅ >1 ∂M x i ∂x i <0 ∂p i ∂x i >0 ∂p i Nachfrage wächst überproportional zum Einkommen Nachfrage fällt, wenn der Preis steigt mit steigendem Preis steigt dennoch die nachgefragte Menge bzw. Wenn bei einer Preissenkung des Gutes die Nachfrage nach dem jeweiligen Gut zurück geht. Ist stets ein inferiores Gut ! Substitute ∂x i p j ⋅ >0 ∂p j x i mit steigendem Preis des anderen Gutes wird mehr vom betrachteten Gut gekauft. Komplemente ∂x i p j ⋅ <0 ∂p j x i steigt der Preis des anderen Gutes, so wird auch vom betrachteten Gut weniger nachgefragt. <0 Gewöhnliches Gut Wenn bei einer Preissenkung des Gutes die Nachfrage nach dem jeweiligen Gut steigt. Zus am me n fass un g un te r w is o. ferit. inf o -7- Mikroökonomie Dies ist kein offizielles Skript! 6. PRODUKTIONSTHEORIE Technologie, T Die Menge aller technischen Möglichkeiten (=Produktionsverfahren) zur Herstellung eines Produktes, d.h. zur Transformation von Inputs zu Outputs Begründung der Konvexitätsannahme Konvexitätsannahme folgt aus den Annahmen der Proportionalität und Additivität der lin. Aktivitätsanalyse Die Konvexitätsannahme besagt, dass die Aktivitäten beliebig miteinander kombiniert werden können. Produktionsmöglichkeitenmenge Menge aller Kombinationen von Inputs und Outputs, die technologisch machbare Produktionsmöglichkeiten darstellen. Output y = f(x) = Produktionsfunktion y Produktionsfunktion → effizienter Rand der Produktionsmöglichkeitenmenge → misst den maximalmöglichen Output y , der mit der Produktionsmöglichkeiten -menge gegebenen Inputmenge x erreicht werden kann Input x Lineare Aktivitätsanalyse ( ) 2.Axiom „Proportionalität“ (A; x ) ∈ T ⇒ (λ ⋅ A, λ ⋅ x ) ∈ T, λ ≥ 0 3.Axiom „Additivität“ (A 1; x 1 ) ∈ T , (A 2 ; x 2 ) ∈ T ⇒ (A 1 + A 2 ; x 1 + x 2 ) ∈ T λ ⋅ (A 1; x 1 ) + (1 − λ ) ⋅ (A 2 ; x 2 ) 4.Konvexitätsaxiom (A 1; x 1 ) ∈ T (A 2 ; x 2 ) ∈ T 1.Axiom „no free lunch“: 0; x ∈ T ⇒ x = 0 [ ] mit λ ∈ 0,1 Die Menge der Input-Kombinationen ermitteln, um ein bestimmtes Output x zu erreichen gegeben sind mehrere Aktivitäten F(l,k)=x A=(l, k ; x) jeweils so anpassen (mit passendem Faktor multiplizieren) so daß der gewünschte Output erreicht wird. k Isoquante Die Menge aller Faktorkombinationen, die gerade ausreichen x =6 um x (Outputniveau) zu produzieren l Einheitsisoquante: Isoquante zur Produktionsmenge x = 1 Zeichnen der Aktivitäten in eine Abbildung, Ineffiziente/Effiziente Aktivitäten bestimmen Ordinate: Kapital „k“ Abszisse:Arbeit „l“ Isoquante:kostengünstigste Linie auf der die effizienten Aktivitäten liegen Substitutionsraten zwischen Arbeit und Kapital für effiziente Aktivitäten laut Tabelle ermitteln: x Einheiten k −k ∆k Kapital wird durch y Einheiten Arbeit ersetzt. (Differenz zwischen Faktoreinsätzen: MRSpi,pj = ∆l = 1 2 ) l1 − l2 Effiziente Aktivitäten: sind diejenigen Aktivitäten, die auf der EinheitsIsoquante liegen Grenzprodukt der Arbeit, bei einer Erhöhung des Arbeitseinsatzes von l1 auf l2 Arbeitsstunden und bei vorgegebener(exogenen) Maschinenkapazität k p3 F(l1,k) = F( λ l3, λ k3) = λ F(l3,k3) = λ 1 p4 F(l2,k) = F( λ l4, λ k4) = λ F(l4,k4) = λ 2 ∆F = λ 2 − λ 1 Grenzprodukt der Arbeit : ∆F λ 2 − λ 1 = ∆l l 2 − l1 Partielle Produktionsfunktion Eine Produktionsfunktion y =F(l,k) bei der eines der Inputfaktoren bei Konstanz des anderen variiert werden kann. D.h. nicht alle Faktoren sind variabel, eines der Faktoren wird konstant gehalten. Cobb-Douglas-Produktionsfunktion Wenn die Produktionsfunktion die Form f(x1,x2) = Zus am me n fass un g un te r w is o. ferit. inf o A ⋅ x 1a ⋅ x b2 hat, wird sie als Cobb-Douglas Prod.fkt. bezeichnet. -8- Mikroökonomie Dies ist kein offizielles Skript! A stellt die Skalierung der Produktion dar, d.h. wieviel Output wir erhalten, wenn wir eine Einheit jedes Inputs verwenden. Die Parameter a und b geben an, wie die Outputmenge auf Veränderungen der Inputs reagiert. Grenzprodukt des Faktors l bzw. k Fl = ∂F(l, k ) ∂F(l, k ) bzw. Fk = ∂l ∂k positives Grenzprodukt, d.h. wenn ich mehr Arbeit Fl / Fk > 0 ⇒ / Kapital einsetze bekomme ich auch mehr Output falls Verlauf / Verhalten des Grenzprodukts der Arbeit bei steigendem Arbeitseinsatz l ∂Fl mit zunehmendem Arbeitsinsatz (l µ) sinkt das Grenzprodukt der Arbeit (Fl ¶) < 0 ⇒ → Gesetz vom abnehmenden Grenzprodukt ∂l Fll = Verlauf / Verhalten des Grenzprodukts der Arbeit bei steigendem Kapitaleinsatz k Flk = ∂Fl > 0 ⇒ mit zunehmendem Kapitaleinsatz (kµ) steigt das Grenzprodukt der Arbeit (Fl µ) ∂k Grenzerträge Der Grenzertrag ist der zusätzliche Output den man durch die letzte eingesetzte marginale Inputeinheit erhält. Der Grenzertrag beschreibt die Veränderung des Outputs bei Variation eines Inputs. ⇒ konstante Grenzerträge : Proportionale Outputsteigerung r=1 ⇒ steigende Grenzerträge : Überproportionale Outputsteigerung r > 1 ⇒ fallende Grenzerträge : Unterproportionale Outputsteigerung r< 1 F(λ ⋅ l, k ) = (λ ⋅ l) α ⋅ k β = λα ⋅ l α ⋅ k β = λα ⋅ F(l, k ) ⇒ Homogenitätsgrad r für l: r = α → Partielle Ableitung der Produktionsfunktion ∂F( x1, x 2 ) ∂F( x1, x 2 ) F1 = bzw. F2 = falls ∂x1 ∂x 2 F11 = ∂F ∂F1 < 0 und F12 = 2 < 0 ∂x1 ∂x1 F1 / F2 > 0 ⇒ positiver Grenzertrag, d.h. wenn ich mehr von x1 / x2 einsetze bekomme ich auch mehr Output fallende bzw. abnehmende Grenzerträge Skalenerträge Die unterproportionale , überproportionale oder proportionale Erhöhung des Outputs (Produktionsmenge) bei proportionaler Erhöhung aller Inputfaktoren (Produktionsfaktoren). “ Totale Faktorvariation“ Skalenerträge geben an, um wieviel der Output steigen würde, wenn alle Produktionsfaktoren in der λ -fachen Menge der ursprünglichen eingesetzt werden. ⇒ konstante Skalenerträge : Proportionale Outputsteigerung F(λx, λy ) = λF( x, y ) r = 1 ⇒ steigende Skalenerträge : Überproportionale Outputsteigerung ⇒ fallende Skalenerträge : Unterproportionale Outputsteigerung F(λx, λy ) > λF( x, y ) r > 1 F(λx, λy ) < λF( x, y ) r < 1 F(λ ⋅ l, λ ⋅ k ) = (λ ⋅ l) α ⋅ (λ ⋅ k ) β = λα ⋅ λβ ⋅ l α ⋅ k β = λα +β ⋅ F(l, k ) ⇒ Homogenitätsgrad r: r = α + β Zusammenhang zwischen Grenzerträgen und Skalenerträgen steigende Grenzerträge ⇒ steigende Skalenerträge fallende Skalenerträge ⇒ fallende Grenzerträge steigende Skalenerträge sind mit fallenden Grenzerträgen für alle Inputs vereinbar Fl (l, k ) = F(l, k ) − F(l − 1, k ) Outputsteigerung der F(l, k ) letzten Outputeinheit Fl (l, k ) Fl (l, k ) : Grenzprodukt F(l, k ) l F(l, k ) :Gesamtoutput F(l, k ) : Durchschnittsprodukt l l Zus am me n fass un g un te r w is o. ferit. inf o -9- Mikroökonomie Dies ist kein offizielles Skript! Technische Grenzrate der Substitution Verhältnis, zudem ein Faktor durch einen anderen ersetzt werden kann, ohne den Gesamtoutput zu ändern. Entspricht der Steigung der Isoquante. dl F r F w = k = oder = l = GRS= dk Fl w Fk r MKK Minimalkostenkombination allgemein: min K(l,k) = wl – rk u.NB. : F(l,k) = x* über Lagrange min L(l,k, λ ) = wl + rk -/+ λ (x – F(l,k)) ergibt F r F w sich: l = bzw. k = → das nach k oder l auflösen und in die Produktionsfunktion x* = F(l,k) einsetzen um Fk r Fl w l,k zu bestimmen Die MKK lautet dann (l*,k*) Bedingung für Gewinn bzw. keine Verluste: Gewinne = Erlöse – Kosten ≥ 0 ⇒ Erlöse ≥ Kosten für Kosten alles einsetzen ⇒ MindestPreis/Stück = ÷ x* 7. KOSTENFUNKTIONEN MKK Minimalkostenkombination Kostenminimierung ⇔ Gewinnmaximierung Erinnerung: Nutzenmaximierung u.NB: Budgetgerade Jetzt: Kostenminimierung u. NB: Produktionsfunktion min w ⋅ l + r ⋅ k (l,k ) u.d.NB: F(l,k) = x → Lagrangeansatz: L(l, k, λ ) = w ⋅ l + r ⋅ k − λ(F(l, k ) − x ) 1.) ! ∂L w = w − λ ⋅ Fl (l, k ) = 0 ⇔ λ = ∂l Fl 1.) = 2.) ⇒ 3.) w r = Fl Fk ⇒ w Fl = r Fk 2.) ! ∂L r = r − λ ⋅ Fk (l, k ) = 0 ⇔ λ = ∂k Fk nach l oder k auflösen in die Prod.Fkt. x= F(l,k) einsetzen! ∂L = - ( F(l,k) - x ) = 0 ! ⇒ x = F(l,k) eventuell l und k ermitteln ∂λ Mit einer gegebenen Produktionsfunktion F(l,k) LK(x) oder K(x) bestimmen Mit Hilfe der MKK also min w ⋅ l + r ⋅ k u.d.NB: F(l,k) = x wenn nur w und r gegeben sind, wenn neben w (l,k ) und r auch noch k als konstant gegeben ist, braucht man nur k in F(l,k) einsetzen um l zu bestimmen, dann l in K(x) einsetzen und die Kostenfunktion ermitteln Zusammenhang zwischen LK(x) und Produktionsfunktion (PF) Skalenerträge der PF Kosten F( λ l, λ k) = λ r F(l,k) 1 abnehmende SE konstante SE (r < 1) (r = 1) ⇒ überproportionale r = ½ : K(x) = a ⋅ x r = a ⋅ x 2 progressiver F.Verlauf ⇒ proportionale K(x) = ax linearer F.Verlauf, keine Fixkosten d.h. b=0! zunehmende SE (r > 1) ⇒ unterproportionale r = 2 : K(x) = a ⋅ x r = a ⋅ x reggressiv 1 GK(x) DK(x) Kostenfunktion: K(x) = w ⋅ l + r ⋅ k Grenzkostenfunktion: GK(x) = K’(x) DK(x) K( x ) Durchschnittskostenfunktion: DK(x) = x steigende SE ⇒ fallende DK konstante SE ⇒ konstante DK GK(x) x Unterschied zwischen LK(x) und KK(x) langfristig: alle Faktoren sind variabel kurzfristig: ein oder mehrere Faktoren sind unveränderbar Zus am me n fass un g un te r w is o. ferit. inf o - 10 - Mikroökonomie Dies ist kein offizielles Skript! Konstante Skalenerträge bedeutet linearen Verlauf der LK(x) LK(x) bzw. „a“ bestimmen LK(x) und LDK(x) haben eine lineare Form: LK(x) = ax LDK(x) = a KK(x) LK(x) KDK(x) LDK(x) x LK-Funktion ist die Einhüllende aller KK-Funktionen. ⇒ LK-Funktion ist Tangente an KK(x), daher um a zu bestimmen LK(x) = KK(x) setzen nach a auflösen oder alternativ: a = LDK(x) = Min KDK(x) KDK’(x) = 0 setzen x* bestimmen dann KDK(x*) ergibt a ! Partielle Faktorvariation Variation eines Faktors (meist Arbeit) bei Konstanz der Übrigen (Kapital) Grenzproduktivität des variablen Faktors = GE konstante SE ⇒ fallende GE steigende GE ⇒ steigende SE fallende SE ⇒ fallende GE DK, Durchschnittskosten: Kosten pro Outputeinheit in Abhängigkeit von der produzierten Menge DVK, durchschnittl. Variable Kosten: variablen Kosten pro Outputeinheit in Abh. von der prod. Menge GK, Grenzkosten: Kosten für die zuletzt produzierte Outputeinheit Bsp: K(x) = ax2 + bx + c VK(x) = ax2 + bx DVK(x) = DK(x) = K( x ) c = ax + b + x x VK( x ) = ax +b x GK(x) = K’(x) = 2ax + b Allgemein wird angenommen konstante SE, d.h. PF ist homogen vom Grade r = 1 , Aufgabe 7.9 Ermittlung der Gewinnschwelle (Schnittpunkt zwischen GK(x) und DK(x) ) Gewinnschwelle : DK(x) = GK(x) Schnittpunkt liegt im Minimum der DK(x) !! Herleitung über Gewinnmaximierung: ! Gewinnschwelle GK(x) DK(x) ! max π( x ) = p ⋅ x − K( x ) notw. Bedingung: π′( x ) = 0 ⇔ p − GK( x ) = 0 ⇒ p = GK(x) x Angebot dann möglich, wenn Gewinn ≥ 0: also π( x ) ≥ 0 px – K(x) ≥ 0 geteilt durch x ⇔ p – K(x)/x ≥ 0 ⇔ p ≥ K( x ) x ⇒ GK(x) ≥ DK(x) Angebotsfunktion über die Gewinnfunktion bestimmen ! Gewinnmaximierung: π′( x ) = 0 ⇒ p = GK(x) nach x umformen so daß x = fS(P) Angebotsfunktion ist die Umkehrfunktion der Grenzkostenfunktion !!! x = fS(P) fS(p) 0 , falls p ≥ p* ← Gewinnschwelle , sonst Anzahl der Unternehmen per Angebots und Nachfragefunktionen ermitteln: Angebot: fS(p*) Nachfrage: fD(p*) ⇔ f D (p*) f S (p*) = max. Anzahl der Unternehmen, die am Markt bestehen können bei p*= Gewinnschwellenpreis KKF(x): kurzfristige Kostenfunktion Bsp.: K(x) = x2 + 5 , d. h. ein Faktor muß kurzfristig sein, weshalb es einen Fixkostenanteil ( 5 ) existiert 1 → neokl. PF mit Homogenitätsgrad r ⇒ LK(x) = a ⋅ x r Zus am me n fass un g un te r w is o. ferit. inf o - 11 - Mikroökonomie Dies ist kein offizielles Skript! 8. WETTBEWERB VS. MONOPOL Unterschied zwischen Unternehmen im Wettbewerb und dem Monopolisten UN im Wettbewerb ist Preisnehmer, d.h. Preis P ist exogen, UN haben keinen Einfluss auf den Preis ⇒ π( x ) = E(x) – K(x) = p(x) – K(x) Die DK(x) müssen im Wettbewerb unter den GK(x) liegen, damit UN einen Gewinn erzielen kann. Monopolist kann den Preis selbst festlegen; mit Preisentscheidung legt er automatisch die gehandelte −1 Menge x = fD(p) fest. (oder umgekehrt: mit Mengenentscheidung ist der Preis p = f D ( x ) festgelegt ⇒ π( x ) = E(x) – K(x) = p(x) ⋅x – K(x) bzw. π( x ) = p ⋅ x(p) − K( x(p)) UN im Wettbewerb hat in der Optimalitätsbedingung höhere Grenzerlöse GE, als der Monopolist Bei einer Marktform kommt es zu einem Verlust des sozialen Überschusses bzw. der Wohlfahrt Optimalitätsbedingung ! π′( x ) = E’(x) – K’(x) = 0 ⇔ GE(x) = GK(x) Gleicher Ansatz aber Erlöse sind unterschiedlich !!! Volksw. Wettbewerb: E(x) = p ⋅ x ⇔ E’(x) = GE(x) = p Monopol: E(x) = p(x) ⋅x ⇔ GE(x) = p’(x) ⋅x + p(x) Die inverse Nachfragefunktion p(x): gibt den Preis für ein Gut in Abh. von dessen Ausbringungsmenge an. Ist relevant nur für den Monopolisten, da nur er den Preis variieren kann. Kostenfunktion mit Fixkostenanteil im vollkommenen/vollständigen Wettbewerb optimale Bedingung im im vollkommenen Wettbewerb : GG-Preis : p* = GK(x) bzw. xw = GK-1(p*) Bei Kostenfunktion mit Fixkostenanteil kommt es zu Verlusten ⇒ π( x w = 0) = − c Fixkostenanteil: K(o) = a ⇒ K(x) = a + bx und b = GK(x) Preis und Menge (vollkommener Wettbewerb): ! max π( x ) = p( x ) − K( x ) notw. Bed.: π′( x ) = p – GK(x) = 0 x ⇒ p = GE(x) ⇒ x = x(p) Konsumentenrente (vollkommener Wettbewerb): Bei linearer Preis-Absatzfunktion und konstanten GK: pmax = p(o) maximaler Preis 1 ⋅ (pmax − p w ) ⋅ x w 2 pw = GK(x) xw = x( pw ) Preis und Menge (Monopol): ! max π( x ) = p( x ) ⋅ x − K( x ) notw. Bed.: π′( x ) = p’(x) ⋅x + p(x) – GK(x) = 0 x ⇒ xm ⇒ pm = p(xm) Konsumentenrente und unternehmerischer Gewinn (Monopol): Bei linearer Preis-Absatzfunktion und konstanten GK gilt: KRm = 1 ⋅ (pmax − pm ) PRM = (Pm − GK( x )) ⋅ xm 2 Verlust des sozialen Überschusses, den die monopolistische Lösung verursacht Soz. Verlust(=Wohlfahrtsverlust) = 1 ⋅ (Pm − Pw ) ⋅ ( x w − xm ) 2 Preisaufschlag des Monopolisten = p(x) – GK(x) Zus am me n fass un g un te r w is o. ferit. inf o Relativer Preisaufschlag = p(x) GK(x) p( x ) - 12 - Mikroökonomie Dies ist kein offizielles Skript! Der relative Preisaufschlag auf die GK hängt von der Preiselastizität ab: p(x) - GK(x) 1 = p( x ) η der Aufschlag ist stets positiv (da η < 0) und fällt umso größer aus, je weniger elastisch die Nachfrage ist. Je unelastischer also die Preisänderungen auf die Nachfrage reagieren, um so mehr wird der Monopolist seinen Preissetzungsspielraum ausnutzen. Gewinnmaximierender Monopolist: Bei kurzfristiger Kostenfkt.gilt, nur eines der beiden Faktoren als u.d.NB: F(k,l) = x Variabel nehmen, Bsp.: k = const. min w ⋅ l + r ⋅ k k,l Arbeitsmenge lm, Preis pm werden über 1.) Lagrange oder 2.)NB nach l auflösen ermittelt. Produktmenge xm wird über die Gewinnfunktion ( max π( x ) = p( x ) ⋅ x − GK( x ) ) ermittelt x Preiselastizität im Angebotspunkt des Monopolisten, d.h. bei xm und pm p η(pm , xm ) = x' (p) ⋅ m der Angebotspunkt liegt im elastischen Bereich der Nachfrage, wenn η > 1 x(pm ) 3 wichtige Eigenschaften des Monopols: 1. pm > GK(xm) , falls xm > 0, Ein Monopolist der produziert (xm > 0)setzt einen Preis strikt oberhalb der GK pm - GK(xm ) 1 = 2. η pm 3. η (p m , x(p m )) > 1 → Monopolist bietet immer im elastischen Bereich an pm und xm kann man über 2 Wege berechnen ! π(p) = x(p) ⋅ p − K( x(p)) oder x-1(p) = p(x) bilden und über π( x ) = p( x ) ⋅ x − K( x ) bestimmen, beides führt zum selben Ergebnis. Pareto-Verbesserung keiner schlechter, mindestens einer muss besser gestellt werden. Erlösfunktion: E(x) = pּx (Wettbewerb) E(x) = p(x)ּx (Monopol) auch Umsatz genannt, gibt die mit den Verkaufspreisen bewertete Verkaufsmenge an. Grenzerlösfunktion: GE(x) = E’(x) = p (Wettbewerb) GE(x) = E’(x) = p’(x)ּx + p(x) (Monopol) Veränderung des Umsatzes bei einer zusätzl. Erhöhung der abgesetzten Gütermenge um eine Einheit Kostenfunktion: K(x) = Kv + Kfix KF beschreibt die Abhängigkeit der Höhe der Kosten von der Höhe der Kosteneinflussgrößen. Geplante Nachfrage: x(p) = fD(p) Gibt an, wieviel nachgefragt wird, falls der Marktpreis p vorliegt. Preis-Absatz-Kurve: p(x) Die Preis-Absatz-funktion ergibt sich als Umkehrfunktion der Nachfragefunktion: fD-1(p) = x-1 = p(x) Gibt an, zu welchem Preis das Unternehmen x Einheiten absetzen kann. Grenzkostenkurve durch Angebotskurve fS(p) bestimmen: x= fS(p) = (GK)-1(p) ⇔ GK(x) = (fS)-1(x) Die Grenzkosten ergeben sich als Umkehrfunktion der Angebotsfunktion Cournot’sche Lösung: Der Cournot’sche Punkt ist die gewinnbringende Kombination von Preis und Angebotsmenge des Monopolisten ⇒ CP(x,p(x)) wird über die Gewinnfunktion normal ermittelt: GE(x) = GK(x) ⇒ xm , pm Zus am me n fass un g un te r w is o. ferit. inf o - 13 - Mikroökonomie Dies ist kein offizielles Skript! Gesetz des fallenden Grenzertrages besagt, dass das Grenzprodukt eines Faktors bei steigendem Einsatz desselben abnehmen wird. Der Output steigt zwar auch aber mit abnehmender Rate. Dieses Skript wurde erstellt von UNBEKANNT - S K R I P T E N D E Dies ist kein offizielles Skript und erhebt somit keinen Anspruch auf Vollständigkeit und Richtigkeit. http://www.wiso.ferit.info Mit freundlichen Grüßen Ferit Demir Zus am me n fass un g un te r w is o. ferit. inf o - 14 -