前言

本文是武汉大学经济与管理学院胡艺老师 2023 年秋的专业选修课《中级宏微观经济学》微观部分的同步课程笔记。

关于授课的资料,胡艺老师保留一切权利。

关于本课程的参考书翻译,东南大学曹乾老师明确声明禁止商用。

感谢胡艺老师、曹乾老师、范里安先生和其他对本课程做出贡献的人!

本文受到 MIT 许可协议的保护。请在使用本文档之前仔细阅读并遵守 MIT 许可协议的规定。

课程前言

不考勤,也就是说可以旷课,期末考试强度适中。

微观部分使用的资料是范里安《中级微观经济学:现代方法》,但不使用通行的出版译本《中级微观经济学:现代方法》,而使用东南大学曹乾翻译的《中级微观经济学:现代方法》完美中文翻译版。

第一章 市场

外生变量和内生变量

  • 外生变量:不由该模型所讨论的因素决定的变量,简单理解为常量或参数。
  • 内生变量:该模型所讨论的主要变量,简单理解为自变量。

最优化和均衡

经济学中最重要的两个问题:

  • 最优化问题:将某个量最大化或最小化需要满足什么样的条件。
    • 微观中:效用最大化、利润最大化、成本最小化。
    • 宏观中:资本的黄金律水平。
  • 均衡问题:广义均衡指的是经济主体的行为必须相互一致。
    • 均衡状态指的是这样一种状态,如果偏离了这种状态,总会存在一种内生的力量使得整个系统向着这种状态收敛。
    • 均衡在大多数时候是达不到的,但是向着均衡收敛的趋势是一直存在的,把握这种趋势比死守着均衡状态更有意义。

动态分析和静态分析

  • 静态分析:只涉及两个“静态”均衡的比较,而不需要关心市场是怎样从一种均衡到达另一种均衡的。
  • 动态分析:考虑时间因素,详细分析两种均衡态的具体转变过程。例如蛛网理论。

中初级经济学主要涉及的是静态分析尤其是静态比较分析。

帕累托效率

帕累托改进:如果可以找到一种配置方式,在其他人的情况没有变坏的情况下,的确能使得一些人的情况变得更好,这种配置方式就是帕累托改进。

  • 帕累托低效:存在帕累托改进的情况。
  • 帕累托有效:不存在帕累托改进的情况。

帕累托效率本身和公平无关,也就是说帕累托有效的状态不一定公平,而公平的状态可能也不有效。

举例分析:

  • 完全竞争市场:帕累托有效,且公平。
  • 完全歧视性的垄断市场:帕累托有效,但不公平。
  • 一般垄断市场:帕累托低效,且不公平。
  • 价格管制:帕累托低效,但公平。

帕累托效率是评价资源配置方式是否有效的一种标准。

长期均衡

长期中,供给和需求都可以进行调整,其结果会更加复杂,将在后面的章节讨论。

第二章 预算约束

预算约束

经济学关于消费者的理论:消费者总是选择他们能够负担最佳物品。

  • 能够负担:预算约束问题
  • 最佳:效用最大问题

消费者能够承担的消费产品的集合叫做预算集。

一个消费束包含 x1x_1 单位商品1, x2x_2 单位商品2,……, xnx_n 代表商品n,可以使用向量 (x1,x2,,xn)(x_1,x_2,\cdots,x_n) 表示。在本模型中,消费量是内生变量。

设商品价格分别为 p1,p2,,pnp_1,p_2,\cdots,p_n 。在本节中,价格不是我们关注的,因此认为是外生给定的变量。

p1x1+p2x2++pnxnmp_1x_1+p_2x_2+\cdots+p_nx_n\le m 的时候,消费者可以买得起消费束 (x1,x2,,xn)(x_1,x_2,\cdots,x_n)

其中 mm 为预算约束,也可以简单理解为消费者收入,不是我们关注的对象,因此是一个外生变量。

考虑到可行的消费束可能有很多个,因此使用集合表示

{(x1,x2,,xn)x10,,xn0,并且p1x1+p2x2++pnxnm}\{(x_1,x_2,\cdots,x_n) | x_1\ge0,\cdots,x_n\ge0,\text{并且}p_1x_1+p_2x_2+\cdots+p_nx_n\le m\}

预设两商品预算约束

问:为什么只分析两个商品就可以代表消费者决策?

答:假设我们关注的是商品1,那么我们就可以将其余的所有商品抽象为商品2。这样的假设足以代表所有的经济决策。

将预算约束方程

p1x1+p2x2=mp_1x_1+p_2x_2=m

变形为

x2=p1p2x1+mp2x_2=-\frac{p_1}{p_2}x_1+\frac{m}{p_2}

预算约束图

黄色区域是可行的消费束,也就是预算集。

其斜率是 dx2dx1=p1p2\displaystyle \frac{\mathrm{d} {x_2}}{\mathrm{d} {x_1}} = -\frac{p_1}{p_2} ,其含义为:增加一单位商品1的消费,则必须减少 p1p2\displaystyle -\frac{p_1}{p_2} 单位商品2的消费。

预算线的变动

收入变化

平移

预算增加 预算减少
预算增加 预算减少

收入增加会导致消费者的状况变好,扩大预算集,改善消费者的选择。体现在图像上,表现为预算约束线的平行移动,斜率不变。

价格变化

假定 p1p_1p1p_1' 下降到 p1p_1''

价格变化

纵轴截距不变,约束线绕截距旋转。

税收

设按照 tt 税率收取从价税,预算约束方程为

(1+t)p1x1+(1+t)p2x2=m(1+t)p_1x_1+(1+t)p_2x_2=m

也即

p1x1+p2x2=m1+tp_1x_1+p_2x_2=\frac{m}{1+t}

对价格征税其实减少了可支配收入,某种程度上相当于对收入征税。其图像与收入减少同理。

食品券计划

美国政府会向家庭发放食品券,在购买食品的时候可以冲抵现金。

假设收入为 m=100m=100 ,食品价格为 pF=1p_F=1 ,其他商品价格为 pG=1p_G=1

F+G=mF+G=m

情况1:若家庭收到 t=40t=40 个单位的食品券时,预算集会扩大。

具体地,当食品消费量 F40F\le40 的时候,食品券完全可以抵消食品消费,所有现金都用来购买其他商品;当食品消费量 F>40F>40 的时候,一部分现金需要用来购买食品。

食品券

情况2:如果食品券可以在黑市上以每个 0.50.5 美元的价格交易。

当食品消费量 F40F\le40 的时候,多余的食品券可以卖成现金,用来购买其他商品。

黑市

黑市为消费者提供了更多的消费选择,上图中的蓝色部分即为黑市带来的更大的消费束。

食品券和现金的汇率越接近 11 ,消费者的预算集就越大。

理论上说,直接发放现金带来的福利最大。

实际操作中,为什么发券不发钱?

  • 用专门的消费券对消费进行结构性调整
  • 中国地方政府发现消费券限定消费地点,意在拉动地方经济
  • 减少冒领
  • 发券工作本身就可以提供就业岗位

改变计价物

改变计价单位既不能改变预算约束也不能改变预算集。

更奇怪的预算约束线

数量折扣

假设 p2=1p_2=1p1p_1 满足

p1={2,0x1201,x120p_1 = \begin{cases} 2, & 0\le x_1\le20 \\ 1, & x_1\ge20 \end{cases}

那么约束线斜率满足

p1p2={2,0x1201,x120-\frac{p_1}{p_2} = \begin{cases} -2, & 0\le x_1\le20 \\ -1, & x_1\ge20 \end{cases}

数量折扣的预算约束线是上凸的。

数量折扣

数量惩罚

诸如电费、税费、天然气等资源费用,使用量越多,价格越贵。

数量惩罚的预算约束线是下凹的。

数量惩罚

价格为负

商品1是一种恶臭的垃圾,你愿意以每单位 22 美元的价格接受它。

具体地, p1=2,p2=1p_1=-2,p_2=1 ,收入 m=10m=10 ,则有

2x1+x2=10-2x_1+x_2=10

也就是

x2=2x1+10x_2=2x_1+10

其预算约束线和预算集非常不一样。

价格为负

其他一般约束

消费者的选择是所有约束集的交点。

例如,下图中,黄色表示消费者至少消费一定量的食品才能生存,绿色表示预算约束,紫色表示消费者选择受到时间制约。那么真正的选择集是所有集合的交集。

一般约束

第三章 偏好

消费者偏好

假定:决策者总是从可选集中选择他最喜欢的决策方案。

对于两个不同的消费束 xxyy ,定义

  • 严格偏好:消费者更偏好 xx 一定胜过 yy ,记作 xyx \succ y
  • 弱偏好:消费者认为 xx 肯定不会比 yy 差,记作 xyx \succeq y
  • 无差异:消费者对于 xxyy 有相同的偏好,记作 xyx \sim y

关于偏好的假设

  • 完备性:假定任意两个假定任意两个消费束是可以比较的。

    形式化地,对于两个不同的消费束 xxyy ,一定有 xyx \succeq yyxy \succeq x

  • 反身性:任何一个消费束至少和它本身一样好。

    形式化地, xxx \succeq x

  • 传递性:如果 xx 弱偏好于 yyyy 弱偏好于 zz ,那么 xx 弱偏好于 zz

    形式化地, xy&yzxzx \succeq y \And y \succeq z \Rightarrow x \succeq z

无差异曲线

给定消费束 xx' ,所有相对于消费束 xx' 有相同的偏好的消费束集称为包含 xx' 的无差异曲线; 所有与 xx' 有相同偏好的消费集可用 yxy \sim x' 来表示。

由于无差异曲线并不总是一条曲线,所以一个更合适的名称可能为无差异消费集。

一般使用 WP(x)WP(x) 表示所有弱偏好于x的消费束, SP(x)SP(x) 表示严格偏好于x的消费束的集合且不包含 I(x)I(x)

无差异曲线不能相交。

  • 嗜好品:如果一个商品消费越多消费者越偏好,那么就是嗜好品。
  • 厌恶品:如果一个商品消费越多消费者越不偏好,那么就是厌恶品。

如果每一件消费品都是嗜好品,那么无差异曲线斜率是负的。

厌恶品的无差异曲线斜率为正。其含义是,如果消费者不得不消费一定数量的厌恶品,那么一定需要多消耗一定数量的嗜好品作为补偿。

实例

完全替代品

其无差异曲线是一条直线,斜率不一定为 1-1

例如,一张面值20元的纸币和两张面值10元的纸币是完全替代品。

完全互补品

其无差异曲线是一条直角折线,拐点不一定在 45°45\degree 线上。

例如,喝一杯咖啡必须搭配两勺糖,他们是完全互补品。

餍足

餍足

离散商品

无穷可分商品:如果我们能够得到一种商品的任何数量,那么就是无穷可分商品。例如水。

离散商品:如果一种商品的数量是离散、成块出现的,那么就是离散商品。

离散商品的无差异曲线是离散的点。

良好性状偏好

单调性(monotonicity)假设:给定两个商品束, (x1,x2),(y1,y2)(x_1,x_2),(y_1,y_2) ,如果 y1>x1,y2>x2y_1>x_1,y_2>x_2 ,则必有 (y1,y2)(x1,x2)(y_1,y_2) \succ (x_1,x_2)

如果单调性假设成立,则满足:

  1. 无差异曲线斜率为负
  2. 平均束好于端点束

第二个假设表明,弱偏好于消费束 (x1,x2)(x_1,x_2) 的那个消费束集是凸集(convex set)。

凸偏好示意图

  • 弱凸性:存在直线段
  • 严格凸:完全是下凸的曲线

边际替代率

无差异曲线在某点的斜率就是边际替代率(Marginal Rate of Substitution, MRS),它表明消费者恰好愿意按照该比率,用少量商品 2 替代商品 1 。

若一单位商品 1 可以交换 EE 单位商品 2 ,其中 EE 称为交换率。如果 MRSEMRS \ne E ,消费者就会用一种商品交换另一种商品;如果 MRSEMRS \ne E ,消费者就不会交易,或者说这种交易发生或不发生其实无所谓。

边际替代率也可以被视为边际支付意愿(marginal willingness to pay)。

对于严格凸的无差异曲线,边际替代率递减(diminishing marginal rate of substitution)。

第四章 效用

在当代的消费者行为理论中,效用是衡量消费者偏好(consumer preferences)的一种方法而已,而不是衡量幸福的指标。

效用函数(utility function)是对每个消费束都赋予数值的一种方法,它必须满足单调性,即对于 (y1,y2)(x1,x2)(y_1,y_2) \succ (x_1,x_2) ,必有 u(x1,x2)>u(y1,y2)u(x_1,x_2) > u(y_1,y_2)

效用函数的单调变换(monotonic transformation)是一个新的效用函数,它代表的偏好与原效用函数相同。

效用函数与无差异曲线

关于给定偏好关系的所有无差异曲线的集合构成了无差异曲线图。

一个无差异曲线图代表着一个效用函数,它们之间是相互对应的关系。

一个给定的偏好关系的效用函数不止一个。

一些特殊的效用函数

  • 完全替代品: V(x1,x2)=x1+x2V(x_1,x_2) = x_1 + x_2
  • 完全互补品: W(x1,x2)=min{x1,x2}W(x_1,x_2) = \min \{x_1, x_2\}
  • 拟线性偏好U(x1,x2)=f(x1)+x2U(x_1,x_2) = f(x_1) + x_2
    • 所有的无差异曲线都可由一条无差异曲线垂直移动得到
    • 拟线性偏好(quasilinear utility)对于商品 2 是线性的,对于商品 1 (可能)是非线性的
    • 拟线性偏好
  • 柯布-道格拉斯偏好: u(x1,x2)=x1cx2du(x_1,x_2) = x_1^c x_2^d
    • 所有曲线都是下凸双曲线
    • 大概是能产生良好性状偏好的最简单的代数表达式
    • 可以通过取对数变为线性函数
    • 可以通过指数归一化为一次函数

边际效用和边际替代率

边际效用(marginal utility)衡量增加一单位某商品消费带来的效用,即

MU1=ΔUΔx1=u(x1+Δx1,x2)u(x1,x2)Δx1=u(x1,x2)x1MU_1 = \frac{\Delta U}{\Delta x_1} = \frac{u(x_1+\Delta x_1,x_2) - u(x_1,x_2)}{\Delta x_1} = \frac{\partial {u(x_1,x_2)}}{\partial {x_1}}

那么效用变化即为

ΔU=MU1Δx1\Delta U = MU_1 \Delta x_1

为了使消费束改变后依然落在之前的无差异曲线上,效用变化之和应为 00 ,即

MU1Δx1+MU2Δx2=ΔU=0MU_1 \Delta x_1 + MU_2\Delta x_2 = \Delta U = 0

可得

MRS=Δx2Δx1=MU1MU2=Ux1Ux2MRS = \frac{\Delta x_2}{\Delta x_1} = -\frac{MU_1}{MU_2} = -\frac{\frac{\partial {U}}{\partial {x_1}}}{\frac{\partial {U}}{\partial {x_2}}}

一般来讲,负号要不要不重要,一般将绝对值当做 MRSMRS 即可。

对于拟线性效用函数 U(x1,x2)=f(x1)+x2U(x_1,x_2) = f(x_1)+x_2

Ux1=f(x1),Ux2=1\frac{\partial {U}}{\partial {x_1}} = f'(x_1), \frac{\partial {U}}{\partial {x_2}} = 1

故有

MRS=f(x1)MRS = -f'(x_1)

也就是说,对于给定的 x1x_1 ,边际替代率对于是一个常数,而与 x2x_2 无关。

单调变化与边际替代率

假如 V=f(U)V = f(U) 是严格单增的函数,则必有

MRS=V/x1V/x2=f(U)U/x1f(U)U/x2=U/x1U/x2MRS = -\frac{\partial V / \partial x_1}{\partial V / \partial x_2} = -\frac{f'(U)\partial U / \partial x_1}{f'(U) \partial U / \partial x_2} = \frac{\partial U / \partial x_1}{\partial U / \partial x_2}

即单调变换不会改变 MRSMRS

第五章 选择

理性

假设:决策者总是在他的可选范围内选择他最偏好的策略。

理性约束选择

(x1,x2)(x_1^*,x_2^*) 是最受偏好的可行消费束,称为最优选择(optimal choice)。此时的需求称为消费者的一般需求,可以用 x1(p1,p2,m),x2(p1,p2,m)x_1^*(p_1,p_2,m),x_2^*(p_1,p_2,m) 来表示。

理想状态下,此时无差异曲线与预算约束线相切,

例外1:无差异曲线出现拐折(kink),在拐点没有切线。

拐折

例外2:边界最优(boundary optimum),某种商品的消费量为 00 ,但无差异曲线与预算线依然不相切。

边界最优

例外3:非凸性偏好

非凸性偏好

效用最大化

方法 1 :利用价格之比等于边际替代率的结论进行计算

方法 2 :拉格朗日乘数法

为了计算

maxu(x1,x2) s.t. p1x1+p2x2m=0\max u(x_1,x_2) \\ \text{ s.t. } p_1x_1+p_2x_2-m=0

设拉格朗日函数

L=u(x1,x2)λ(p1x1+p2x2m)L = u(x_1,x_2) - \lambda(p_1x_1+p_2x_2-m)

那么最优选择 (x1,x2)(x_1^*,x_2^*) 必然同时满足

{Lx1=u(x1,x2)x1λp1=0Lx2=u(x1,x2)x2λp2=0Lλ=p1x1+p2x2m=0\left\{ \begin{aligned} \frac{\partial {L}}{\partial {x_1}} = \frac{\partial {u(x_1^*,x_2^*)}}{\partial {x_1}} - \lambda p_1 = 0 \\ \frac{\partial {L}}{\partial {x_2}} = \frac{\partial {u(x_1^*,x_2^*)}}{\partial {x_2}} - \lambda p_2 = 0 \\ \frac{\partial {L}}{\partial {\lambda}} = p_1x_1+p_2x_2-m = 0 \end{aligned} \right.

解方程组即可得到效用最大化的需求量。

第六章 需求

一般需求函数的比较静态分析(comparative statics):研究当价格 p1,p2p_1,p_2 和收入 yy 变化时,一般需求 x1(p1,p2,y)x_1^*(p1,p2,y)x2(p1,p2,y)x_2^*(p1,p2,y) 如何变化。

正常品 劣等品
正常品 劣等品
收入增加,需求量增加 收入增加,对 x1x_1 的需求减少

收入提供曲线和恩格尔曲线

收入增加时,需求束平移形成了收入提供曲线(income offer curve),又称为收入扩展路径(income expansion path)。如果两种商品都是正常品,那么收入提供曲线的斜率为正。

然而,收入提供曲线只展现了消费束的变化,没有具体到某一个商品的需求量和收入的关系。恩格尔曲线(Engel curve)是在所有商品价格不变情形下,将某种商品的需求视作收入的函数而得到的曲线。

恩格尔曲线

注意:纵轴 mm (收入)是自变量。

特殊的恩格尔曲线:

  • 柯布道格拉斯效用:都是正比例直线
  • 完全互补品:都是正比例直线
  • 完全替代品:若 p1<p2p_1<p_2 ,则价格低者为 y=p1x1y=p_1x_1^* 正比例直线,价格高者为 x2=0x_2^*=0 直线
  • 拟线性效用:
    拟线性效用的恩格尔曲线
  • 劣质品:
    劣质品恩格尔曲线

价格提供曲线和需求曲线

恩格尔曲线是预算约束线整体平移时消费束平移导出,而需求曲线是预算约束线绕某一个截距旋转时的消费束平移导出的。

普通商品 吉芬商品
正常商品 吉芬商品
价格下降,需求量上升 价格上升,需求量上升

特殊的需求曲线:

  • 柯布道格拉斯效用:矩形双曲线
  • 完全互补品:
    完全互补品需求曲线
  • 完全替代品:
    完全替代品需求曲线

第七章 显示偏好

显示偏好

  • 直接显示偏好(Direct Revealed Preference):假设消费束 yy 也是可行的,但是消费者选择了消费束 xx^* ,那么消费束 xx^* 直接显示偏好于消费束 yy ,否则 yy 将被选择,表示为 xDyx \underset{D}{\succ} y
  • 间接显示偏好(Indirect Revealed Preference):如果 xx 直接显示偏好于 yyyy 直接显示偏好于 zz 。通过传递性, xx 间接显示偏好于 zz ,表示为 xDy,yDzxIzx \underset{D}{\succ} y, y \underset{D}{\succ} z \Rightarrow x \underset{I}{\succ} z
  • 显示偏好弱公理(WARP):如果消费束 xx 直接显示偏好于消费束 yy ,那么消费束 yy 不可能直接显示偏好于消费束 xx
  • 显示偏好强公里(SARP):如果消费束 xx 直接或者间接显示偏好于 yyxyx \ne y , 那么消费束y不可能直接或者间接显示偏好于 xx

指数

  • 数量指数:价格加权的平均数量需求
    • 通用形式: Iq=p1x1t+p2x2tp1x1b+p2x2b\displaystyle I_q = \frac{p_1x_1^t+p_2x_2^t}{p_1x_1^b+p_2x_2^b} ,其中 (p1,p2)(p_1,p_2) 可以是基期价格 (p1b,p2b)(p_1^b,p_2^b) ,也可以是当期价格 (p1t,p2t)(p_1^t,p_2^t)
    • 拉氏数量指数: Lq=p1bx1t+p2bx2tp1bx1b+p2bx2b\displaystyle L_q = \frac{p_1^bx_1^t+p_2^bx_2^t}{p_1^bx_1^b+p_2^bx_2^b} ,若 Lq<1L_q<1 ,表明消费者在基期比当期的处境好。
    • 派氏数量指数: Pq=p1tx1t+p2tx2tp1tx1b+p2tx2b\displaystyle P_q = \frac{p_1^tx_1^t+p_2^tx_2^t}{p_1^tx_1^b+p_2^tx_2^b} ,若 Pq>1P_q>1 ,表明消费者在当期的处境比基期好。
  • 价格指数:数量加权的平均价格
    • 通用形式: Ip=p1tx1+p2tx2p1bx1+p2bx2\displaystyle I_p = \frac{p_1^tx_1+p_2^tx_2}{p_1^bx_1+p_2^bx_2} ,其中 (x1,x2)(x_1,x_2) 可以是基期消费束 (x1b,x2b)(x_1^b,x_2^b) ,也可以是当期消费束 (x1t,x2t)(x_1^t,x_2^t)
    • 消费者开销比例: M=p1tx1t+p2tx2tp1bx1b+p2bx2b\displaystyle M = \frac{p_1^tx_1^t+p_2^tx_2^t}{p_1^bx_1^b+p_2^bx_2^b}
    • 拉氏价格指数: Lp=p1tx1b+p2tx2bp1bx1b+p2bx2b\displaystyle L_p = \frac{p_1^tx_1^b+p_2^tx_2^b}{p_1^bx_1^b+p_2^bx_2^b} ,若 Lp<ML_p<M ,表明消费者在当期的处境比基期好。
    • 派氏价格指数: Pp=p1tx1t+p2tx2tp1bx1t+p2bx2t\displaystyle P_p = \frac{p_1^tx_1^t+p_2^tx_2^t}{p_1^bx_1^t+p_2^bx_2^t} ,若 Pp>MP_p>M ,表明消费者在基期比当期的处境好

指数化对消费者选择的影响

指数化对消费者选择的影响

第八章 斯勒茨基方程

本章研究当一种商品的价格变化的时候,消费者的选择会怎样变化。

价格改变的效应

  • 替代效应:一种商品价格下降,这种商品相对变得便宜, 因此消费者会增加它的消费而减少其它相对昂贵的商品的消费。
  • 收入效应:消费者的预算可以购买更多的商品,也即消费者的收入比以前相对增加,那么消费者对商品的需求也会上升或下降。

斯勒茨基分解

收入效应可以为正也可以为负,取决于商品是正常品还是劣等品。

替代效应一定为负,由替代效应引起的需求变动和价格变动方向相反。

希克斯分解和斯勒茨基分解的辨析

希克斯分解 斯勒茨基分解
希克斯分解 斯勒茨基分解
  • 希克斯替代效应是价格下降后,保持效用不变,沿着无差异曲线调整消费束
  • 斯勒茨基替代效应是价格下降后,相应地降低收入,使得消费束不变
  • 希克斯分解是预算约束线围绕无差异曲线旋转(保持相切),然后再平移到新的均衡
  • 斯勒茨基分解是预算约束线先围绕初始的消费束旋转,然后再平移到新的均衡点

斯勒茨基恒等式

需求的总变动,是指价格变动但收入不变引起的需求变动。

Δx1=x1(p1,m)x1(p1,m)\Delta x_1 = x_1(p_1',m) - x_1(p_1,m)

另一方面,需求总变动就是替代效应和收入效应的加和。

Δx1=Δx1s+Δx1n\Delta x_1 = \Delta x_1^s + \Delta x_1^n

得到等式 Δx1s+Δx1n=x1(p1,m)x1(p1,m)\Delta x_1^s + \Delta x_1^n = x_1(p_1',m) - x_1(p_1,m) ,对等式右边做一个恒等变形,得到

Δx1=Δx1s+Δx1n=[x1(p1,m)x1(p1,m)]+[x1(p1,m)x1(p1,m)]\Delta x_1 = \Delta x_1^s + \Delta x_1^n = [x_1(p_1',m') - x_1(p_1,m)] + [x_1(p_1',m) - x_1(p_1',m')]

这就是斯勒茨基恒等式(Slutsky identity)。等式的右边不仅仅是恒等变形的结果,还具有经济学意义。实际上,等式右边就和替代效应与收入效应对应。

Δx1s=x1(p1,m)x1(p1,m)\Delta x_1^s = x_1(p_1',m') - x_1(p_1,m)

Δx1n=x1(p1,m)x1(p1,m)\Delta x_1^n = x_1(p_1',m) - x_1(p_1',m')

  • 对于正常品, Δx1s<0,Δx1n<0\Delta x_1^s < 0, \Delta x_1^n < 0 ,两者相互加强,总效应为负,价格上涨导致需求下降
  • 对于劣等品, Δx1s<0,Δx1n>0\Delta x_1^s < 0, \Delta x_1^n > 0 ,收入效应会抵消替代效应
    • 对于一般的劣等品, Δx1s>Δx1n|\Delta x_1^s| > |\Delta x_1^n| ,收入效应只能抵消一部分替代效应,总效应依然为负,价格上涨导致需求下降
    • 对于吉芬商品, Δx1s<Δx1n|\Delta x_1^s| < |\Delta x_1^n| ,收入效应抵消并超过了替代效应,总效应为正,价格上涨导致需求上升

变化比率

对斯勒茨基恒等式两边同时除以 Δp1\Delta p_1 ,并令 Δx1m=Δx1n\Delta x_1^m = -\Delta x_1^n ,得到等式

Δx1Δp1=Δx1sΔp1Δx1mΔp1\frac{\Delta x_1}{\Delta p_1} = \frac{\Delta x_1^s}{\Delta p_1} - \frac{\Delta x_1^m}{\Delta p_1}

结合 Δm=x1Δp1\Delta m = x_1\Delta p_1 ,可得

Δx1Δp1=Δx1sΔp1Δx1mΔm1x1\frac{\Delta x_1}{\Delta p_1} = \frac{\Delta x_1^s}{\Delta p_1} - \frac{\Delta x_1^m}{\Delta m_1}x_1

它的经济学意义是:价格变化而收入不变时需求的变化率 = 价格变化并调整收入使得恰好能买得起原来消费束时需求的变化率(替代效应) + 价格更新后调整收入得到的需求的变化率(收入效应)

需求定律:如果收入增加时某种商品的需求上升,那么价格上升时,该商品的需求必然下降