效用最大化:偏好与预算的交点

微观基础03 / 笔记

基础笔记:消费者最优选择的切点条件、单位支出的等边际原则、作为收入边际效用的拉格朗日乘子,以及切点条件何时失效。

基础笔记——重新校准分析的基本构件。

将前两部分——偏好排序与预算线——放在一起,就得到消费者问题:在可负担的商品组合中,选择效用最高的一组。

max_(x,y) U(x, y)   约束条件为   p_x·x + p_y·y = m

其解 x*(p_x, p_y, m) 称为Marshallian(普通)需求

切点条件。 在内部最优点,无差异曲线恰好与预算线相切,两者斜率相等:

MRS_xy = MU_x/MU_y = p_x/p_y

左侧是消费者的主观权衡(偏好),右侧是市场权衡(价格)。若二者不同——例如 MRS > p_x/p_y,意味着消费者对 x 的估值高于市场要求的交换代价——增加 x 可以提高效用,这一调整会持续到二者相等。因此,原本在其他位置彼此不同的 MRS 与价格比,只在最优点重合。

等边际原则。 对切点条件交叉相乘,可得到更直观的形式:

MU_x/p_x = MU_y/p_y

即每单位货币支出带来的边际效用在商品之间相等。若花在 x 上的最后一元带来的效用高于花在 y 上的一元,消费者就会重新分配支出;最优状态正是无法再通过重分配提高效用的状态。

拉格朗日方法使计算机械化。构造 ℒ = U(x,y) + λ(m − p_x·x − p_y·y);一阶条件 U_x = λp_xU_y = λp_y 重新得到切点条件。乘子 λ 等于 MU_x/p_x = MU_y/p_y,即收入的边际效用:预算增加一元所带来的额外效用。

切点何时失效。 上述结论假设最优解位于内部,且偏好平滑、凸。存在完全替代品,或某项商品最优数量为零时,会出现角点解:最优点位于坐标轴上,MRS ≠ p_x/p_y,此时只需比较各截距处的效用。Cobb–Douglas 偏好保证内部解;完全替代品通常产生角点,即将全部收入用于单位货币效用更高的商品。

常见错误包括:在角点仍使用 MRS = p_x/p_y(相切只适用于内部解);认为 MRS 与价格比在所有位置都相等,而不是仅在最优点相等;以及忘记凸性是切点成为最大值而不是最小值的条件。