Notacja skryptu jest w większości zgodna z użytą w podręczniku [1].
Dla tych, którzy chcą poczytać coś łatwego, przyjemnego i po polsku, poznać intuicje polecam Variana [3]
Mikroekonomia – matematycznie sformalizowany dział ekonomii opisujący podejmowanie decyzji przez jednostki (m.in konsumentów i producentów) oraz zagadnienia równowagi związane z interakcjami tychże podejmujących decyzje (modele rynków). Zwykłemu ”przeciętnemu śmiertelnikowi” słowo ”ekonomia” kojarzy się przeważnie na jeden z czterech sposobów jako:
1) sposób na zarobienie dużych pieniędzy (oczywiście bez ponoszenia ryzyka);
2) kolumny cyferek, które dodają księgowi, aby na końcu
uzyskać ”winien
3) zbiór magicznych reguł określający, jak w reakcji na określone działania polityków zachowa się gospodarka (cokolwiek by to słowo znaczyło), a co za tym idzie: czy będę miał pracę, ile zapłacę za benzynę…
4) wielkie oszustwo, którym politycy usprawiedliwiają swoje błędy.
żaden z tych opisów nie tylko nie obejmuje mikroekonomii, ale nawet nie ma z nią niepustego przecięcia: (1) to finanse, (a raczej fikcja o finansach, jako że podstawową prawdą w ekonomii jest słynne ”no free lunch”, czyli ”nie ma czegoś takiego, jak obiadek za darmo”); (2) to rachunkowość, a (3) i (4) to makroekonomia.
Z punktu widzenia matematyka to właśnie mikroekonomia jest najciekawszą dziedziną ekonomii: jest najbardziej zmatematyzowana (oczywiście poza rachunkowością, ale trudno matematykę w rachunkowości uznać za ciekawą).
Mikroekonomia nie odpowiada na pytania ”jak zachowa się gospodarka” ani ”co zrobić, żeby zarobić”.
Opisuje zachowanie jednostek: ludzi lub firm (najczęściej nazywanych konsumentami i producentami, choć będziemy też używać takich określeń jak agent czy gracz, w rozumieniu znacznie szerszym niż potoczne) i określa, jak skumulowane (w ekonomii używamy terminu ”zagregowane” do określenia wielkości skumulowanych, łącznych; i czasownika ”agregować”) efekty indywidualnych decyzji prowadzą do równowagi.
Tak więc całą mikroekonomię w uproszczeniu można sprowadzić do dwóch zagadnień: teorii wyboru i równowagi.
Naszą analizę rozpoczniemy od teorii wyboru.
W ogólnej teorii wyboru mamy jednego podejmującego decyzje (zamiennie używa się pochodzącego z angielskiego terminu agent). Wybiera on ze zbioru możliwości, przy czym w konkretnej sytuacji musi ograniczyć się jedynie do aktualnie dostępnego zbioru budżetowego.
Zbiór możliwości
Rodzina zbiorów budżetowych
Najczęściej w wyborze konsumenta mamy do czynienia z sytuacją,
gdy na rynku jest
Zobaczyć, jak zmnieni się Walrasowski zbiór budżetowy na płaszczyźnie przy
a) wzroście ceny dobra
b) wzroście dochodu,
c) równoczesnym wzroście cen obu dóbr przy zachowaniu ich relacji.
Jaką postać będzie miał zbiór budżetowy, jeśli na pierwotny Walrasowski zbiór budżetowy
a) Fundusz celowy (na przykład na żywność, ubranka dziecięce czy wykształecenie) – z posiadanego majątku
b) Reglamentacja pewnego dobra czyli kartki (na mięso, benzynę itd) – ścisła reglamentacja.
Nie można kupić więcej
c) Reglamentacja pewnego dobra czyli kartki – nieścisła reglamentacja (na przykład z czarnym rynkiem albo specjalnymi sklepami ”wolnorynkowymi”).
Mogę konsumować więcej
d) Jedno lub oba dobra konsumowane w całkowitych ilościach.
e) Dobra, których konsumpcja wzajemnie się wyklucza.
Zapisać jako Walrasowski zbiór budżetowy zagadnienia podaży pracy.
Mam do dyspozycji
Spróbować zinterpretować ekonomiczne znaczenie zmiennych występujących w równaniu.
Rozważane dobra to czas wolny i pieniądze na konsumpcję.
Zinterpretować
Jak zmieni się Walrasowski zbiór budżetowy zagadnienia podaży pracy w następujących sytuacjach.
a) Ograniczenie urzędowe czasu pracy typu ”co najmniej” lub ”co najwyżej”.
b) Wyższą płaca za nadgodziny: za czas pracy powyżej pewnego
c) Podatek dochodowy progresywny z progiem: w uproszczeniu od kwoty powyżej pewnego
Wybór międzyokresowy dla doskonałego systemu finansowego ”bez tarcia” jako Walrasowski zbiór budżetowy.
Dziś zarabiam
Zapisać dwie nierówności określające mój zbiór budżetowy, które mają oczywistą interpretację.
Te dwie nierówności to nierówności z użyciem wartości przyszłej i wartości bieżącej (z dyskontowaniem).
Ewolucja rynku finansowego od zera do doskonałego, czyli narysować kolejne zbiory budżetowe.
a) Mieszkam na bezludnej wyspie a mój zarobek jest w główkach kapusty – czego nie zjem, to się zmarnuje.
b) Mieszkam na bezludnej wyspie a mój zarobek jest w kokosach – mogę je przechować.
c) Mieszkam na bezludnej wyspie a mój zarobek jest w zbożu, które mogę zasiać – wówczas za rok od każdego posianego ziarna dostanę
d) Mieszkam we współczesnej Polsce i mogę korzystać z banku, który pobiera prowizję, tak że stopa lokat
Z każdego zbioru budżetowego agent wybiera przynajmniej jeden punkt… Jeżeli dodamy ”tak, aby wybrane punkty były dla niego najlepsze”, to przejdziemy do jednego z dwóch ujęć teorii wyboru: podejścia maksymalizacji preferencji. Jeżeli natomiast postawimy kropkę, a interesować nas będzie jedynie funkcja (przeważnie będzie to odwzorowanie wielowartościowe) przyporządkowująca zbiorowi budżetowemu wybór – nieważne skąd się wziął – to będzie to podejście struktury wyboru (w którym mieszczą się znane na pewno ze słyszenia terminy popyt i podaż).
Teoria preferencji to matematyczne sformalizowanie zdania ”agent wybiera najlepszą z dostępnych możliwości”.
Relację dwuargumentową
Relację ścisłej preferencji
Relację obojętności
Zamiast
Agent musi wybrać element zbioru budżetowego
Kluczowym założeniem w teorii ekonomii jest to, że podejmujący decyjzę jest racjonalny. Każdy chętnie zgodzi się z tym założeniem, chociaż nie każdy potrafiłby je formalnie zdefiniować. Warunki na racjonalność mogą być różne, ale dwa z nich są bezdyskusyjne: (1) jeżeli mam do wyboru dwie możliwości, to potrafię je porównać (tzn. powiedzieć, która z nich jest lepsza albo że obie są tak samo dobre); (2) jeśli mam trzy możliwości, z których pierwsza jest niegorsza niż druga, a druga niegorsza niż trzecia, to pierwsza powinna być niegorsza niż trzecia.
Matematycznie te dwa warunki mają oczywistą postać:
Relacja
Dlaczego racjonalność jest tak istotna?
Skutki braku racjonalności
W stołówce studenckiej mamy do wyboru trzy zupy: pomidorową,
ogórkową i krupnik (
a) Brak zupełności
Jaś ma relację preferencji
b) Brak przechodniości
Tym razem Jaś ma relację preferencji
Chociaż założenie racjonalności wydaje się oczywiste, często w rzeczywistych sytuacjach nie jesteśmy racjonalni.
Przykłady braku racjonalności w rzeczywistych sytuacjach
a) Brak zupełności wynikający z niewiedzy
Nie potrafimy porównać rzeczy, na których mało się znamy albo które wymagają zbyt żmudnych obliczeń. We współczesnej ekonomii pojawia się nawet termin ”racjonalna ignorancją”, pod którym kryje się to, że gdy zdobycie pełnej wiedzy potrzebnej do podjęcia decyzji jest znacznie bardziej kosztowne (w porównywalnych jednostkach) niż maksymalna korzyść, jaką dzięki tej wiedzy możemy uzyskać w rozwiązaniu naszego zagadnienia wyboru, to lepiej pozostać w tej kwestii ignorantem.
Zupełność oznacza, coś zupełnie przeciwnego – dokładnie przestudiowaliśmy wszystkie szczegóły i dokładnie wiemy, jakie każdy z nich ma znaczenie.
b) Brak przechodniości wynikający z niedostrzegalnych lub zaniedbywalnych różnic
Jeżeli wybieramy farbę w kolorze kremowym i mamy do wyboru 100 odcieni, to różnice pomiędzy sąsiednimi są niezauważalne, natomiast potrafimy rozróżnić najciemniejszy od najjaśniejszego i określić, który z nich bardziej nam się podoba.
Podobnie, jeżeli przy zakupie samochodu wybieramy lepszą cenę tego samego modelu, to różnica o jeden grosz jest zaniedbywalna. Gdybyśmy jednak porównali cały szereg ofert różniących się o jeden grosz, te zaniedbywalne różnice mogły by zsumować się na już niezaniebdywalną różnicę pomiędzy największą a najmniejszą.
Przechodniość oznacza, że każdy grosz się liczy i nie ma rzeczy nierozróżnialych, jeśli mają różną wartość.
c) Pozorny brak racjonalności wynikający ze zmiany upodobań
Jaś z poprzedniego przykładu w poniedziałek miał apetyt na pomidorową i zdecydowanie wolał ją od innych, a we wtorek na ogórkową.
Racjonalność nie oznacza, że nasze gusty są niezmienne, ale że w momencie podejmowania decyzji bierzemy pod uwagę to, że nasze gusty mogą się zmienić.
Jeżeli relacja
Udowodnić stwierdzenie.
∎Od tej pory będziemy zawsze zakładać, że podejmujący decyzję jest racjonalny.
Klasy abstrakcji relacji obojętności nazywamy krzywymi obojętności.
Rysunek przedstawiający krzywe obojętności i kierunek ich wzrostu nazywamy mapą obojętności.
Jeżeli jest to możliwe, wygodnie byłoby przyporządkować elementom zbioru wyboru ich wartość dla podejmującego decyzję Wówczas zamiast porównywać pary punktów przy pomocy relacji preferencji, wystarczyłoby znaleźć punkty, w których przyjmowane jest maksimum wartości funkcji użyteczności.
Funkcję
Jeżeli
Należy się spodziewać, że jeśli relacja preferencji pozwala na istnienie funkcji użyteczności, to jest racjonalna.
Jeżeli istnieje funkcja użyteczności odzwierciedlająca relację preferencji
Udowodnić stwierdzenie.
Okazuje się, że racjonalność jest warunkiem koniecznym, ale nie dostatecznym istnienia funkcji użyteczności.
Niech relacja
Wówczas istnieje funkcja użyteczności
(
(
Jak widać, na zbiorze
Na pozostałych elementach
Wystarczy w tym celu pokazać, że
1.
2.
ponieważ 1 i 2 daje nam implikację
2. wynika bezpośrednio z definicji
Co więcej, co najmniej jedna z tych relacji preferencji musi być
ścisła. Niech zatem
Założenie twierdzenia o istnieniu funkcji użyteczności wydaje się bardzo słabe.
Czy można więc zaryzykować stwierdzenie, że w praktycznych sytuacjach zawsze istnieje funkcja użyteczności, natomiast kontrprzykład jest mało zrozumiałą dla niematematyka teoretyczną konstrukcją?
Nic bardziej mylnego: dla porządku leksykograficznego już w
Nieistnienie funkcji użyteczności
Radny Kowalski mieszkający na ulicy Polnej ma zdecydować, jak długi odcinek ulicy Polnej i jaki ulicy Leśnej (na której prawie wcale nie bywa) ma być asfaltowany. Jego relacja preferencji jest oczywista: im większy odcinek ulicy Polnej zostanie pokryty asfaltem, tym lepiej. Jeśli natomiast porównujemy możliwości w których pokryty asfaltem kawałek ulicy Polnej jest taki sam, to im większy kawałek ulicy Leśnej zostanie pokryty, tym lepiej. Preferencje radnego to porządek leksykograficzny, a więc nie istnieje funkcja użyteczności, która je odzwierciedla.
Mamy twierdzenie o istnieniu funkcji użyteczności. Jak jest z jednoznacznością?
Nie tylko nie mamy jednoznaczności, ale nawet fakt zupełnie przeciwny – istnienie nieskończenie wielu funkcji użyteczności odzwierciedlających tę samą relację preferencji.
(Twierdzenie o monotonicznej transformacji użyteczności)
Jeżeli
Udowodnić twierdzenie o monotonicznej transformacji użyteczności.
Skoro wybór konkretnej funkcji użyteczności nie ma wpływu na wybór agenta, więc zawsze możemy przyjąć tę funkcję, która ułatwia nam obliczenia.
Czy relacje preferencji na
Czy istnieje odzwierciedlająca je funkcja użyteczności? Jeśli tak, wypisać.
a) Nasycenie albo błogostan.
Koszyk składający się z dwóch czekoladek i jednej szklanki mleka jest idealny dla Jasia. Jeśli mama podsuwa mu jakikolwiek inny koszyk, to jest on gorszy, przy czym im dalej (euklidesowsko) od idealnego, tym gorzej. Koszyki równie odległe od idealnego są tak samo dobre.
b) Dobra niechciane.
Patryk lubi piwo, ale nie lubi śledzi, jednak każda ilość piwa rekompensuje mu zjedzenie takiej samej ilości śledzi. Poza tym im większy nadmiar piwa nad śledziami, tym lepiej.
c) Z dwóch starających się Ania zawsze woli tego, który jest przystojniejszy i inteligentniejszy.
d) Doskonałe substytuty – stanowią swoje zamienniki w stałym stosunku.
(i) Silnik spala identycznie benzynę i gaz.
(ii) Banknoty 10zł i 20zł.
e) Dobra doskonale komplementarne – konsumowane w stałym stosunku.
(i) Prawe i lewe buty.
(ii) Jacek zawsze pije kawę ze śmietanką zawsze w stosunku 1:2. Im więcej ulubionego napoju, tym lepiej, ale nadmiar któregokolwiek składnika nad idealne proporcje się marnuje.
f) Preferencje Marii Antoniny co do chleba i ciastek definiuje fakt, że ciastka je ona sama (i im więcej tym lepiej), a chleb jest dla ludu (i, jako wielkoduszna królowa, jeśli nie musi ograniczyć swojej konsumpcji, chce, żeby lud był jak najbardziej zadowolony).
g) Na składkowej imprezie jest piwo i wino. Marek chciałby wypić jak najwięcej, nieważne którego z alkoholi, ale nie miesza.
Treść automatycznie generowana z plików źródłowych LaTeXa za pomocą oprogramowania wykorzystującego LaTeXML.
strona główna | webmaster | o portalu | pomoc
© Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki UW, 2009-2010. Niniejsze materiały są udostępnione bezpłatnie na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa-Użycie niekomercyjne-Bez utworów zależnych 3.0 Polska.
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego.
Projekt współfinansowany przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego i przez Uniwersytet Warszawski.