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的最佳物品。
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 x1 单位商品1, x2 单位商品2,……, xn 代表商品n,可以使用向量 (x1,x2,⋯,xn) 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,⋯,pn 。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。
当 p1x1+p2x2+⋯+pnxn≤m 的时候,消费者可以买得起消费束 (x1,x2,⋯,xn) 。
其中 m 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)∣x1≥0,⋯,xn≥0,并且p1x1+p2x2+⋯+pnxn≤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=m
变形为
x2=−p2p1x1+p2m
黄色区域是可行的消费束,也就是预算集。
其斜率是 dx1dx2=−p2p1 ,其含义为:增加一单位商品1的消费,则必须减少 −p2p1 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 |
|
|
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 p1 从 p1′ 下降到 p1′′ 。
纵轴截距不变,约束线绕截距旋转。
税收
设按照 t 税率收取从价税,预算约束方程为
(1+t)p1x1+(1+t)p2x2=m
也即
p1x1+p2x2=1+tm
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=100 ,食品价格为 pF=1 ,其他商品价格为 pG=1 。
F+G=m
情况1:若家庭收到 t=40 个单位的食品券时,预算集会扩大。
具体地,当食品消费量 F≤40 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>40 的时候,一部分现金需要用来购买食品。
情况2:如果食品券可以在黑市上以每个 0.5 美元的价格交易。
当食品消费量 F≤40 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 1 ,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=1 , p1 满足
p1={2,1,0≤x1≤20x1≥20
那么约束线斜率满足
−p2p1={−2,−1,0≤x1≤20x1≥20
数量折扣的预算约束线是上凸的。
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。
价格为负
商品1是一种恶臭的垃圾,你愿意以每单位 2 美元的价格接受它。
具体地, p1=−2,p2=1 ,收入 m=10 ,则有
−2x1+x2=10
也就是
x2=2x1+10
其预算约束线和预算集非常不一样。
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。
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 x 和 y ,定义
- 严格偏好:消费者更偏好 x 一定胜过 y ,记作 x≻y ;
- 弱偏好:消费者认为 x 肯定不会比 y 差,记作 x⪰y ;
- 无差异:消费者对于 x 和 y 有相同的偏好,记作 x∼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 x 和 y ,一定有 x⪰y 或 y⪰x 。
-
反身性:任何一个消费束至少和它本身一样好。
形式化地, x⪰x 。
-
传递性:如果 x 弱偏好于 y , y 弱偏好于 z ,那么 x 弱偏好于 z 。
形式化地, x⪰y&y⪰z⇒x⪰z
无差异曲线
给定消费束 x′ ,所有相对于消费束 x′ 有相同的偏好的消费束集称为包含 x′ 的无差异曲线; 所有与 x′ 有相同偏好的消费集可用 y∼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) 表示所有弱偏好于x的消费束, SP(x) 表示严格偏好于x的消费束的集合且不包含 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 。
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° 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
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) ,如果 y1>x1,y2>x2 ,则必有 (y1,y2)≻(x1,x2) 。
如果单调性假设成立,则满足:
- 无差异曲线斜率为负
- 平均束好于端点束
第二个假设表明,弱偏好于消费束 (x1,x2) 的那个消费束集是凸集(convex set)。
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 E 单位商品 2 ,其中 E 称为交换率。如果 MRS=E ,消费者就会用一种商品交换另一种商品;如果 MRS=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) ,必有 u(x1,x2)>u(y1,y2) 。
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+x2
- 完全互补品: W(x1,x2)=min{x1,x2}
- 拟线性偏好: U(x1,x2)=f(x1)+x2
- 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
- 柯布-道格拉斯偏好: u(x1,x2)=x1cx2d
- 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=Δx1ΔU=Δx1u(x1+Δx1,x2)−u(x1,x2)=∂x1∂u(x1,x2)
那么效用变化即为
ΔU=MU1Δx1
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 0 ,即
MU1Δx1+MU2Δx2=ΔU=0
可得
MRS=Δx1Δx2=−MU2MU1=−∂x2∂U∂x1∂U
一般来讲,负号要不要不重要,一般将绝对值当做 MRS 即可。
对于拟线性效用函数 U(x1,x2)=f(x1)+x2
∂x1∂U=f′(x1),∂x2∂U=1
故有
MRS=−f′(x1)
也就是说,对于给定的 x1 ,边际替代率对于是一个常数,而与 x2 无关。
单调变化与边际替代率
假如 V=f(U) 是严格单增的函数,则必有
MRS=−∂V/∂x2∂V/∂x1=−f′(U)∂U/∂x2f′(U)∂U/∂x1=∂U/∂x2∂U/∂x1
即单调变换不会改变 MRS 。
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。
(x1∗,x2∗) 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) 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。
例外2:边界最优(boundary optimum),某种商品的消费量为 0 ,但无差异曲线与预算线依然不相切。
例外3: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+p2x2−m=0
设拉格朗日函数
L=u(x1,x2)−λ(p1x1+p2x2−m)
那么最优选择 (x1∗,x2∗) 必然同时满足
⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧∂x1∂L=∂x1∂u(x1∗,x2∗)−λp1=0∂x2∂L=∂x2∂u(x1∗,x2∗)−λp2=0∂λ∂L=p1x1+p2x2−m=0
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,p2 和收入 y 变化时,一般需求 x1∗(p1,p2,y) 和 x2∗(p1,p2,y) 如何变化。
正常品 |
劣等品 |
|
|
收入增加,需求量增加 |
收入增加,对 x1 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。
注意:纵轴 m (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<p2 ,则价格低者为 y=p1x1∗ 正比例直线,价格高者为 x2∗=0 直线
- 拟线性效用:
- 劣质品:
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 |
|
|
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:
- 完全替代品:
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 y 也是可行的,但是消费者选择了消费束 x∗ ,那么消费束 x∗ 直接显示偏好于消费束 y ,否则 y 将被选择,表示为 xD≻y 。
- 间接显示偏好(Indirect Revealed Preference):如果 x 直接显示偏好于 y , y 直接显示偏好于 z 。通过传递性, x 间接显示偏好于 z ,表示为 xD≻y,yD≻z⇒xI≻z
- 显示偏好弱公理(WARP):如果消费束 x 直接显示偏好于消费束 y ,那么消费束 y 不可能直接显示偏好于消费束 x 。
- 显示偏好强公里(SARP):如果消费束 x 直接或者间接显示偏好于 y 且 x=y , 那么消费束y不可能直接或者间接显示偏好于 x 。
指数
- 数量指数:价格加权的平均数量需求
- 通用形式: Iq=p1x1b+p2x2bp1x1t+p2x2t ,其中 (p1,p2) 可以是基期价格 (p1b,p2b) ,也可以是当期价格 (p1t,p2t) 。
- 拉氏数量指数: Lq=p1bx1b+p2bx2bp1bx1t+p2bx2t ,若 Lq<1 ,表明消费者在基期比当期的处境好。
- 派氏数量指数: Pq=p1tx1b+p2tx2bp1tx1t+p2tx2t ,若 Pq>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=p1bx1+p2bx2p1tx1+p2tx2 ,其中 (x1,x2) 可以是基期消费束 (x1b,x2b) ,也可以是当期消费束 (x1t,x2t) 。
- 消费者开销比例: M=p1bx1b+p2bx2bp1tx1t+p2tx2t
- 拉氏价格指数: Lp=p1bx1b+p2bx2bp1tx1b+p2tx2b ,若 Lp<M ,表明消费者在当期的处境比基期好。
- 派氏价格指数: Pp=p1bx1t+p2bx2tp1tx1t+p2tx2t ,若 Pp>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
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。
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 |
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- 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)
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
得到等式 Δx1s+Δx1n=x1(p1′,m)−x1(p1,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′)]
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)
Δx1n=x1(p1′,m)−x1(p1′,m′)
- 对于正常品, Δx1s<0,Δx1n<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 ,收入效应会抵消替代效应
- 对于一般的劣等品, ∣Δx1s∣>∣Δx1n∣ ,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∣ ,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 ,并令 Δx1m=−Δx1n ,得到等式
Δp1Δx1=Δp1Δx1s−Δp1Δx1m
结合 Δm=x1Δp1 ,可得
Δp1Δx1=Δp1Δx1s−Δm1Δx1mx1
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