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1、1/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNU第第2 2章章 消费者最优选择和需求分析消费者最优选择和需求分析 上上一一章章根根据据消消费费者者的的偏偏好好结结构构建建立立了了效效用用函函数数，利利用用效效用用函函数数可可以以刻刻画画消消费费者者在在既既定定收收入入约约束束下下的的最最优优选选择择行行为为，并并从从中中推推导导出出消消费费对对商商品品的的需需求求函函数数。其其中中的的逻逻辑辑过过程程是是：偏偏好好关关系系效效用用函函数数需需求求函函数数，本本章章将将在在这这一一逻逻辑辑框框架架下下来来分分析析消消费费者者的的最最优优选选择择问
2、问题题。消消费费者者最最优优选选择择问问题题可可以以归归结结为为消消费费者者在在既既定定收收入入约约束束条条件件下下的的效效用用极极大大化化问问题题或或为为既既定定效效用用水水平平下下的的支支出出极极小小化化问问题题，这这两两个个问问题题互互为为对对偶偶问问题题，对对前前一一问问题题的的求求解解所所得得到到的的需需求求函函数数为为马马歇歇尔尔需需求求函函数数，而而通通过过对对后后一一个个问问题题的的求求解解所所得得到的需求函数为希克斯需求函数。通过本章的学习，你可以了解：到的需求函数为希克斯需求函数。通过本章的学习，你可以了解：消费者效用极大化问题；消费者效用极大化问题；消费者支出极小化问题：
3、消费者支出极小化问题：对偶原理；对偶原理；需求的比较静态分析；需求的比较静态分析；需求弹性需求弹性;2/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNU2.1 2.1 消费者的最优选择：效用极大化问题消费者的最优选择：效用极大化问题n效用最大问题与马歇尔需求函数效用最大问题与马歇尔需求函数n间接效用函数及其性质间接效用函数及其性质n马歇尔需求函数与间接效用函数的关系：罗伊恒等式马歇尔需求函数与间接效用函数的关系：罗伊恒等式3/512023/1/26 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNU2.1.1
4、2.1.1 效用最大问题与马歇尔需求函数效用最大问题与马歇尔需求函数n效用最大化问题的基本形式效用最大化问题的基本形式n效用最大化问题的均衡解效用最大化问题的均衡解n马歇尔需求函数马歇尔需求函数4/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNUA A、效用极大化问题的基本形式、效用极大化问题的基本形式 5/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNUB B、均衡解与马歇尔需求函数、均衡解与马歇尔需求函数n瓦尔拉斯法则：最优解总是把钱化光，即瓦尔拉斯法则：最优解总是把钱化光，即p*x=m 这与这与x
5、*是最优解矛盾是最优解矛盾n均衡解的充要条件：如果均衡解的充要条件：如果u(x)具有良好性质，即具有良好性质，即u(x)可导，则根据拉格朗日函数：可导，则根据拉格朗日函数：n一个例子（见：例一个例子（见：例2.1）（马歇尔需求函数）（马歇尔需求函数）6/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNU2.1.2 2.1.2 间接效用函数及其性质间接效用函数及其性质n间接效用函数的定义间接效用函数的定义n间接效用函数的性质间接效用函数的性质7/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNUA A、间接效
6、用函数的定义、间接效用函数的定义n效用最大化问题的目标函数效用最大化问题的目标函数 直接表明了效用与消费量之间的直接表明了效用与消费量之间的关系，因此又被称为关系，因此又被称为直接效用函数直接效用函数，根据直接效用函数和预算约束所，根据直接效用函数和预算约束所得到的最优解得到的最优解 反映了在不同价格和收入水平下消费者对商品反映了在不同价格和收入水平下消费者对商品的需求，将效用最大化的最优解带入直接效用函数所得到的函数被定的需求，将效用最大化的最优解带入直接效用函数所得到的函数被定义为义为间接效用函数间接效用函数，记为：，记为：，即：，即：8/51 All Copyrights Reserve
7、d by Liu Jianghui,SHNUB B、间接效用函数的性质、间接效用函数的性质如如果果直直接接效效用用函函数数在在上上是是连连续续且且严严格格递递增增的的，那那么么间间接接效效用用函函数数就就一一定定具有以下几个性质：具有以下几个性质：n 性质性质1：在在 上是连续的上是连续的1；n 性质性质2：是关于是关于 的零次齐次函数；的零次齐次函数；n 性质性质3：是关于是关于m的严格递增函数；的严格递增函数；n 性质性质4：是关于是关于p的严格递减函数的严格递减函数n 性质性质5：对价格对价格p是拟凸是拟凸n 性质性质6：满足罗伊恒等式（满足罗伊恒等式（Roys identity）1 表
8、示预算集的定义域，其中：表示价格的定义域，下标表示预算集的定义域，其中：表示价格的定义域，下标“”是指严格为正，没有一维价格为是指严格为正，没有一维价格为0 0，n表示有表示有n维维价格；价格；表示收入的定义域，收入可以为表示收入的定义域，收入可以为0 0。9/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNU证明性质证明性质1 1：n性质性质1 1是说，当收入与价格发生微量的变化是说，当收入与价格发生微量的变化时，极大化了的效用也会发生微量的变化。时，极大化了的效用也会发生微量的变化。这是很自然的，因为如果这是很自然的，因为如果u(x)是连续的，那
9、是连续的，那么其极大化了的值也是连续的。么其极大化了的值也是连续的。10/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNU证明性质证明性质2 2：n性性2 2质是说，当价格和收入同比率变动时，效用不会发生质是说，当价格和收入同比率变动时，效用不会发生变动。为此需要证明对于所有变动。为此需要证明对于所有t0，有，有:由于由于:，它显然等价于：，它显然等价于：即：即：性质性质2 2得证。得证。11/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNU证明性质3：n即要证明即要证明 。由于。由于,，这里，这里 中
10、的中的x是效用极大化时的是效用极大化时的x，即，即x=x*(p,m)它是关于参数它是关于参数p和和m的函数。按照的函数。按照包络定理包络定理(envelope theorem，详细内容见附录，详细内容见附录2.1)，对，对v=v(p,m)关于关于m的偏导，只的偏导，只要对要对 的拉格朗日函数的拉格朗日函数 求关于求关于m的导数即可：的导数即可：n由于由于 （i=1,2,n），又由于），又由于 ，,则必则必有有 ,因此：因此：即性质即性质3 3得证。得证。12/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNU证明性质4：n即要证明即要证明 。用与证明
11、性质。用与证明性质3相同的方法，可相同的方法，可得：得：n由于：由于：，因此：，因此：即性质即性质4得证得证13/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNU性质5的证明：n即要证明，对于所有的即要证明，对于所有的a，是一个凸集是一个凸集n假设假设p1和和p2满足满足 定义预算集：定义预算集：可以断言：可以断言：，若不然，存在某个，若不然，存在某个x：这意味着：这意味着：但：但：，这显然不可能，这显然不可能 因此：因此：14/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNU2.1.3 2.1.3 罗
12、伊恒等式罗伊恒等式（Roys identity）n罗伊恒等式是说：若间接效用函数罗伊恒等式是说：若间接效用函数v(p,m)已知，且连续可已知，且连续可导，则根据其可以直接推导出马歇尔需求函数导，则根据其可以直接推导出马歇尔需求函数x(p,m)，即：即：n上式即为罗伊恒等式，罗伊恒等式刻画了马歇尔需求函数上式即为罗伊恒等式，罗伊恒等式刻画了马歇尔需求函数和间接效用函数之间的关系。和间接效用函数之间的关系。n罗伊恒等式的证明：将等式罗伊恒等式的证明：将等式(2.4)除以等式除以等式(2.3)可得证。可得证。n一个例子：见例题一个例子：见例题2.2 15/51 All Copyrights Rese
13、rved by Liu Jianghui,SHNURoy恒等式的其它证明方法：恒等式的其它证明方法：n以上我们利用包络定理证明了以上我们利用包络定理证明了Roy恒等式，但还有其它方恒等式，但还有其它方法可以证明，试按下面的方法证明之：法可以证明，试按下面的方法证明之：直接从间接效用函数的定义出发，使用效用最大化的一阶条件直接从间接效用函数的定义出发，使用效用最大化的一阶条件（FOC）16/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNU2.2 2.2 消费者最优选择：支出最小化问题消费者最优选择：支出最小化问题 上一节讨论的是消费者在既定的收入约束
14、下如何选择商品，以使上一节讨论的是消费者在既定的收入约束下如何选择商品，以使自己获得最大的效用。消费者的这种最优选择问题也可以从另一个角自己获得最大的效用。消费者的这种最优选择问题也可以从另一个角度考虑，即为了获得既定的效用水平，消费者如何选择商品，以使自度考虑，即为了获得既定的效用水平，消费者如何选择商品，以使自己的支出最小，这就是所谓的支出最小化问题。己的支出最小，这就是所谓的支出最小化问题。n支出最小化问题与希克斯需求函数支出最小化问题与希克斯需求函数n支出函数及其性质支出函数及其性质n希克斯需求函数与支出函数的关系：谢泼德引理希克斯需求函数与支出函数的关系：谢泼德引理 17/51 Al
15、l Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNU2.2.1 2.2.1 支出最小化问题与希克斯需求函数支出最小化问题与希克斯需求函数n支出最小化问题的基本形式支出最小化问题的基本形式n支出最小化问题的均衡解支出最小化问题的均衡解n希克斯需求函数希克斯需求函数18/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNUA A、支出最小化问题的形式、支出最小化问题的形式19/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNUB B、均衡解与希克斯函数、均衡解与希克斯函数n构建支出
16、最小化问题的拉格朗日函数构建支出最小化问题的拉格朗日函数n根据支出最小化一阶条件：根据支出最小化一阶条件：n根据（根据（2.82.8）和（）和（2.92.9）可得：）可得：（希克斯需求函数希克斯需求函数）n希克斯需求函数是一个关于价格和效用水平的函数，它刻画了在既定价希克斯需求函数是一个关于价格和效用水平的函数，它刻画了在既定价格和效用水平下，消费者实现支出最小化时对商品的需求量。格和效用水平下，消费者实现支出最小化时对商品的需求量。20/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNU2.2.2 2.2.2 支出函数及其性质支出函数及其性质n支出
17、函数的定义支出函数的定义n支出函数的性质支出函数的性质21/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNUA A、支出函数的定义、支出函数的定义n将支出最小化问题的解代如其目标函数而得到的函数即为将支出最小化问题的解代如其目标函数而得到的函数即为支出函数，记为支出函数，记为e(p,u):22/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNUB B、支出函数的性质、支出函数的性质 如如果果直直接接效效用用函函数数u(x)在在上上是是连连续续且且严严格格递递增增的的，那那么么支支出出效用函数效用函数e(p
18、,u)就一定具有以下几个性质：就一定具有以下几个性质：n 性质性质1：e(p,u)在在 上连续上连续；n 性质性质2：e(p,u)是是关于关于p的一阶齐次函数；的一阶齐次函数；n 性质性质3：e(p,u)是关于是关于p的非递减函数；的非递减函数；n 性质性质4：e(p,u)是关于是关于u的严格递增函数的严格递增函数n性质性质5：e(p,u)是关于是关于p的凹函数的凹函数 上述性质的证明方法与间接效用函数性质的证明方法类似，因此这里我们不给上述性质的证明方法与间接效用函数性质的证明方法类似，因此这里我们不给出以上性质的的证明过程，留做习题。出以上性质的的证明过程，留做习题。23/51 All C
19、opyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNU2.2.2 谢泼德引理谢泼德引理(Shephard)n谢泼德引理是说：若支出函数谢泼德引理是说：若支出函数e(p,u)已知，且连续可导，已知，且连续可导，则根据支出函数可以直接推导出希克斯需求函数则根据支出函数可以直接推导出希克斯需求函数 即：即：n也就是说，给定支出函数，我们只需对其求关于也就是说，给定支出函数，我们只需对其求关于p的导数的导数便可得到消费者的希克斯函数，这一结论就是所谓的谢泼便可得到消费者的希克斯函数，这一结论就是所谓的谢泼德引理，它刻画了支出函数与希克斯需求函数之间的关系。德引理，它刻画了支出函
20、数与希克斯需求函数之间的关系。24/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNU谢泼德引理的证明谢泼德引理的证明n由支出函数由支出函数 可知，可知，中的中的x是最优是最优消费束，即消费束，即 ，而，而x*又是关于参数又是关于参数p和和u的函数。的函数。根据包络定理，对根据包络定理，对e(p,u)求求 的导数，只要对支出函数的导数，只要对支出函数 的拉格朗日函数求关于的拉格朗日函数求关于 的导数即可：的导数即可：n一个例子：见例一个例子：见例2.325/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNU
21、2.3 2.3 对偶原理对偶原理 消费者的效用极大化问题和支出最小化问题是一对对消费者的效用极大化问题和支出最小化问题是一对对偶问题，因为两者的行为原则是一致的，只是目标函数和偶问题，因为两者的行为原则是一致的，只是目标函数和约束条件正好相反。本节我们将给出与这一对偶问题相关约束条件正好相反。本节我们将给出与这一对偶问题相关的几个重要的恒等式，以便将间接效用函数、支出效用函的几个重要的恒等式，以便将间接效用函数、支出效用函数、马歇尔需求函数和希克斯需求函数有机地联系起来。数、马歇尔需求函数和希克斯需求函数有机地联系起来。n几个重要恒等式几个重要恒等式n对偶原理的图示对偶原理的图示26/51 A
22、ll Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNU2.3.1 2.3.1 几个重要恒等式几个重要恒等式 如果效用函数是严格单调和连续的，且消费者效用极如果效用函数是严格单调和连续的，且消费者效用极大化和支出最小化问题均有解，则我们可以发现下面四个大化和支出最小化问题均有解，则我们可以发现下面四个恒等关系式：恒等关系式：n恒等式恒等式1 1：n恒等式恒等式2 2：n恒等式恒等式3 3：n恒等式恒等式4 4：马歇尔需求函数马歇尔需求函数与希克斯需求函数的对偶关系与希克斯需求函数的对偶关系间接效用函数与支出函数的间接效用函数与支出函数的对偶关系对偶关系27/51
23、All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNUA A、恒等式、恒等式1 1：n恒等式恒等式1说的是，价格为说的是，价格为p、收入、收入m为时的马歇尔需求函数恰好等于价格为为时的马歇尔需求函数恰好等于价格为p、效用水平为效用水平为v(p,m)（即在价格为（即在价格为p且收入为且收入为m情况下所获得的最大效用）时的情况下所获得的最大效用）时的希克斯需求函数。希克斯需求函数。n证明恒等式证明恒等式1：见附录：见附录2.228/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNUB B、恒等式、恒等式2 2：n恒等式恒
24、等式2说得是，价格为说得是，价格为p、效用水平为、效用水平为u时的希克斯需求函数恰好等于价格为时的希克斯需求函数恰好等于价格为p、收入为收入为e(p,u)（即在价格为（即在价格为p且效用为且效用为u情况下的最小支出）时的马歇尔需求函情况下的最小支出）时的马歇尔需求函数。数。29/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNUB B、恒等式、恒等式2 2：n恒等式恒等式2说得是，价格为说得是，价格为p、效用水平为、效用水平为u时的希克斯需求函数恰好等于价格为时的希克斯需求函数恰好等于价格为p、收入为、收入为e(p,u)（即在价格为（即在价格为p且效
25、用为且效用为u情况下的最小支出）时的马歇尔需求函数。情况下的最小支出）时的马歇尔需求函数。n恒等式恒等式2的证明的证明：设设 是最小支出问题是最小支出问题 的解，即的解，即 将这样定将这样定义的支出水平置换到最大效用问题的约束条件中，只需证明义的支出水平置换到最大效用问题的约束条件中，只需证明 仍然是最大效用问题仍然是最大效用问题 的解即可。的解即可。n假定上述效用最大化的解为假定上述效用最大化的解为 且，因此且，因此 ,由于由于u是连续严格递增是连续严格递增函数，因此必然有一个函数，因此必然有一个x满足满足 ，因此有：，因此有：n（1）意味着消费束）意味着消费束x 属于支出最小化问题的可行集
26、；（属于支出最小化问题的可行集；（2）意味着购买）意味着购买x的支出要小于的支出要小于购买购买x的支出，这意味着的支出，这意味着 不是支出最小化问题的解的结论，这与假设矛盾，因此恒不是支出最小化问题的解的结论，这与假设矛盾，因此恒等式等式2得证。得证。30/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNUC C、恒等式、恒等式3 3 ：n恒等式恒等式3说的是，价格为说的是，价格为p、效用水平为、效用水平为v(p,m)（即在价格为（即在价格为p且收入为且收入为m情况下情况下所获得的最大效用）时的最小支出恰好等于所获得的最大效用）时的最小支出恰好等于m
27、；n证明：根据恒等式证明：根据恒等式1：，这说明，这说明 和和 属于同一个消属于同一个消费束，因此它们对应的收入（支出）水平是相同的。费束，因此它们对应的收入（支出）水平是相同的。对应的收入水平是对应的收入水平是m，而，而 所所 对应的收入水平就是对应的收入水平就是 。所以一定有：。所以一定有：31/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNUD D、恒等式、恒等式4 4 ：n恒等式恒等式4说的是，价格为说的是，价格为p、收入为、收入为e(p,u)（即在价格为（即在价格为p且效用为且效用为u情况下所支情况下所支付的最小支出）时的最大效用恰好等于
28、付的最小支出）时的最大效用恰好等于u。n证明：根据恒等式证明：根据恒等式2：，这说明，这说明 和和 属于同一个属于同一个消费束，因此它们对应的效用水平是相同的。消费束，因此它们对应的效用水平是相同的。对应的效用水平是对应的效用水平是u，而，而 所对应的效用水平就是所对应的效用水平就是 。所以一定有：。所以一定有：n一个例题：见例一个例题：见例2.4 32/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNU图2-1：几个恒等式的说明 x1p1x1(p,m)=x1h p,v(p,m)：恒等式1x1h(p,u)=x1p,e(p,u)：恒等式2x1*=x1h
29、(p,u)=x1hp,v(p,m)=x1(p,m)p1*u=v(p,m)=vp,e(p,u)：恒等式4m/p2x2x1x2*Ex1*=x1(p,m)=x1hp,v(p,m)33/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNU2.3.2 2.3.2 对偶原理的图示对偶原理的图示图23 对偶原理的流程图 解出反函数u马歇尔需求函数马歇尔需求函数x(p,m)希克斯需求函数希克斯需求函数代入目标函数罗伊恒等式代入目标函数谢泼德引理支出函数支出函数e(p,u)解出反函数m间接效用函数间接效用函数v(p,m)代入m=e(p,u)代入u=v(p,m)34/51
30、 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNU2.4 2.4 消费者行为的比较静态分析消费者行为的比较静态分析 以上我们分析消费者的最优选择行为时，一直都假设价格和收入以上我们分析消费者的最优选择行为时，一直都假设价格和收入都是不变的，即把和作为参数处理，本节我们将取消这一假设，考察都是不变的，即把和作为参数处理，本节我们将取消这一假设，考察当当p p和和m m发生变化时，消费者的最优消费束会发生什么变化。对这一问发生变化时，消费者的最优消费束会发生什么变化。对这一问题的分析即为消费者行为的比较静态分析，它刻画了消费者的最优消题的分析即为消费者行为的
31、比较静态分析，它刻画了消费者的最优消费束随着价格和收入变动而变动的轨迹。费束随着价格和收入变动而变动的轨迹。n价格消费曲线、需求曲线；收入消费曲线、恩格尔曲线价格消费曲线、需求曲线；收入消费曲线、恩格尔曲线n价格变动的替代效应和收入效应价格变动的替代效应和收入效应n斯卢茨基方程斯卢茨基方程35/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNU2.4.1 价格消费曲线价格消费曲线(PCC)和需求曲线和需求曲线(DC)收入消费曲线收入消费曲线(ICC)和恩格尔曲线和恩格尔曲线(EC)x2x1DCx1P图图2-3 一般品的一般品的PCC和和DCPCCx2
32、x1ECx1m图图2-3 正常品的正常品的ICC和和ECICC几个特殊偏好的几个特殊偏好的PCC、DC、ICC和和ECn完全替代偏好（完全替代偏好（）的）的PCC、DC和和ICC、ECn完全互补偏好（完全互补偏好（）的）的PCC、DC和和和和ICC、ECnC-D偏好（偏好（）的）的PCC、DC和和ICC、ECn位似偏好的位似偏好的PCC、DC和和ICC、ECn拟线性偏好（拟线性偏好（）的的PCC、DC和和ICC、EC36/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNU（1）完全替代偏好的）完全替代偏好的PCC、DC、ICC和和EC37/51 Al
33、l Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNU（2）完全互补偏好的）完全互补偏好的PCC、DC、ICC和和EC38/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNU（3）C-D偏好的偏好的PCC、DC、ICC和和EC39/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNU（4）位似偏好的）位似偏好的PCC、DC、ICC和和EC40/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNU位似偏好：位似偏好：完全替代、完全互补和完全
34、替代、完全互补和C-DC-D偏好都是位似偏好偏好都是位似偏好齐次效用函数的边际技术替代率只与各投入要素齐次效用函数的边际技术替代率只与各投入要素的投入比例有关，而与投入规模的投入比例有关，而与投入规模t无关。无关。将一次齐次效用函数做一个正的单调变将一次齐次效用函数做一个正的单调变换所得到的效用函数就是位似效用函数。换所得到的效用函数就是位似效用函数。即：如果即：如果f(x)=Fg(x)，且，且F()0，g(x)是一次齐次生产函数，则是一次齐次生产函数，则f(x)即为位似即为位似函数。函数。（5）拟线性偏好的）拟线性偏好的PCC、DC、ICC和和EC41/51 All Copyrights R
35、eserved by Liu Jianghui,SHNU42/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNU2.4.2 2.4.2 价格变动的替代效应与收入效应价格变动的替代效应与收入效应 商品价格的变动会导致消费者对商品需求量的变动商品价格的变动会导致消费者对商品需求量的变动(这是价格变这是价格变动的总效应，动的总效应，total effect)，在这种变动中一部分是由价格变动的替代，在这种变动中一部分是由价格变动的替代效应（效应（substitution effect）引起的（即：某商品价格变动后，使得该商）引起的（即：某商品价格变动后，使得
36、该商品相对于其替代品而言变得更贵或更便宜，由此所导致的消费者对该品相对于其替代品而言变得更贵或更便宜，由此所导致的消费者对该商品需求量的变动），一部分是由价格变动的收入效用（商品需求量的变动），一部分是由价格变动的收入效用（income effect）所引起的（即：某商品价格变动后，使得消费者实际收入或实）所引起的（即：某商品价格变动后，使得消费者实际收入或实际购买力发生变动，由此而导致的消费者对该商品需求量的变动）。际购买力发生变动，由此而导致的消费者对该商品需求量的变动）。那么在价格变动所导致的需求量总变动中，有多少是由替代效用所导那么在价格变动所导致的需求量总变动中，有多少是由替代效用所
37、导致的，又有多少是由收入效应所导致的呢？这便是本节所要解决的问致的，又有多少是由收入效应所导致的呢？这便是本节所要解决的问题。题。43/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNU图图2.4：（a）替代效应与收入效应）替代效应与收入效应（b）马歇尔需求曲线与希克斯需求曲线）马歇尔需求曲线与希克斯需求曲线 AM(a)(b)TEx2E0E0p1x1x1SEIEu0u1BBNE1马歇尔需求马歇尔需求 既既包括了替代效应又包括了替代效应又包含了收入效应，包含了收入效应，希克斯需求希克斯需求 只只包含替代效应，所包含替代效应，所以马歇尔需求曲线以马歇尔需
38、求曲线会比希克斯需求曲会比希克斯需求曲线更平坦一些，见线更平坦一些，见图图2.4（b）。）。44/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNU2.4.3 2.4.3 斯卢茨基方程（斯卢茨基方程（Slutsky Equation）价格变化的总效应表现为马歇尔需求曲线上的需求量变化，而价价格变化的总效应表现为马歇尔需求曲线上的需求量变化，而价格变动的替代效应表现为希克斯需求曲线上的需求量变化，因此我们格变动的替代效应表现为希克斯需求曲线上的需求量变化，因此我们可以利用马歇尔需求曲线与希克斯需求曲线的这一关系来分解价格变可以利用马歇尔需求曲线与希克斯
39、需求曲线的这一关系来分解价格变化的替代效应和收入效应，斯卢茨基方程（化的替代效应和收入效应，斯卢茨基方程（Slutsky Equation）正是反）正是反映这一分解方法的数学工具。映这一分解方法的数学工具。n斯卢茨基方程及其证明斯卢茨基方程及其证明n关于斯卢茨基方程的几点说明关于斯卢茨基方程的几点说明 45/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNUA A、斯卢茨基方程及其证明、斯卢茨基方程及其证明n令令x(p,m)为消费者的马歇尔需求，为消费者的马歇尔需求，u*为消费者在价格为为消费者在价格为p和收入和收入m为时为时所达到的最大效用水平（即
40、所达到的最大效用水平（即u*=v(p,m)），则斯卢茨基方程为：，则斯卢茨基方程为：n斯卢茨基方程右边的第一项是价格变动对商品需求量所产生替代效应，斯卢茨基方程右边的第一项是价格变动对商品需求量所产生替代效应，第二项则是价格变动对商品需求量所产生的收入效应。因此，斯卢茨第二项则是价格变动对商品需求量所产生的收入效应。因此，斯卢茨基方程为替代效应和收入效应提供了一个简洁的分析表达式，并且揭基方程为替代效应和收入效应提供了一个简洁的分析表达式，并且揭示了可观察的马歇尔需求函数和不可观察的希克斯需求函数在面临价示了可观察的马歇尔需求函数和不可观察的希克斯需求函数在面临价格变动时的相互关系。格变动时的
41、相互关系。n 斯卢茨基方程的证明：见附录斯卢茨基方程的证明：见附录2.346/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNUB B、关于斯卢茨基方程的几点说明、关于斯卢茨基方程的几点说明n自价格效应自价格效应n斯卢茨基方程对需求法则的修正斯卢茨基方程对需求法则的修正 n交叉价格效应及其对称性交叉价格效应及其对称性 47/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNU 自价格效应自价格效应n当当ij，则等式（，则等式（2.12）就变成：）就变成：n上式便是商品关于自身价格变动的斯卢茨基方程，它反映了商
42、品自身上式便是商品关于自身价格变动的斯卢茨基方程，它反映了商品自身价格变化的替代效应和收入效应。价格变化的替代效应和收入效应。n商品自身价格变化的替代效应总是小于商品自身价格变化的替代效应总是小于0的，即：的，即：根据谢泼德引理有：根据谢泼德引理有：，并且对其再次求关于的微分，可得：，并且对其再次求关于的微分，可得：n因此要证明因此要证明 ，只要证明，只要证明 即可，而由于支出函数是即可，而由于支出函数是关于价格的凹函数关于价格的凹函数(祥见附录祥见附录2.4)，因此必有，因此必有 48/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNU 斯卢茨基方
43、程对需求法则的修正斯卢茨基方程对需求法则的修正n需求法则的古典命题（斯卢茨基方程的表述）：需求法则的古典命题（斯卢茨基方程的表述）：n但是上式并不总是成立，这意味着需求法则并不是对所有的商品都成但是上式并不总是成立，这意味着需求法则并不是对所有的商品都成立。根据不等式（立。根据不等式（2.15）有：）有：，因此不等式，因此不等式（2.15）也即需求法则是否成立就与）也即需求法则是否成立就与 的符号相关。的符号相关。n如果如果i是正常商品是正常商品,则则 ，（，（2.15）必然成立，也即需求法）必然成立，也即需求法则成立。则成立。n如果如果i是劣等商品，则是劣等商品，则 ，（，（2.15）是否成
44、立取决于：）是否成立取决于：和和 的大小。的大小。49/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNU 交叉价格效应及其对称性交叉价格效应及其对称性n交叉价格效应：交叉价格效应：n交叉价格替代效应的对称性交叉价格替代效应的对称性n等式（等式（2.17）的证明：见附录）的证明：见附录2.550/512023/1/26 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNU2.5 2.5 需求弹性需求弹性n弹性（弹性（）是刻画因变量（）是刻画因变量（Y）变化对自变量（）变化对自变量（X）变化反应）变化反应程度的一种度
45、量指标。一般有：程度的一种度量指标。一般有：n若自变量（若自变量（X）只发生微小的变化，即）只发生微小的变化，即X0，则：，则：51/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNU2.5.1 需求弹性的定义需求弹性的定义n需求自身价格弹性需求自身价格弹性n需求收入弹性需求收入弹性n需求交叉价格弹性需求交叉价格弹性52/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNUA A、需求自身价格弹性、需求自身价格弹性n若令若令 为消费者关于商品为消费者关于商品i的马歇尔需求函的马歇尔需求函数，则需求自身价格弹性
46、为：数，则需求自身价格弹性为：53/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNUB B、需求收入弹性、需求收入弹性n若令若令 为消费者关于商品为消费者关于商品i的马歇尔需求函的马歇尔需求函数，则需求收入弹性为：数，则需求收入弹性为：54/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNUC、需求交叉价格弹性、需求交叉价格弹性n若令若令 为消费者关于商品为消费者关于商品i的马歇尔需求函的马歇尔需求函数，则需求收入弹性为：数，则需求收入弹性为：55/51 All Copyrights Reserved b
47、y Liu Jianghui,SHNU2.5.2 一些弹性关系一些弹性关系n需求收入弹性（需求收入弹性（）与收入份额（与收入份额（）的关系：的关系：恩格尔加总规则恩格尔加总规则n需求交叉价格弹性（需求交叉价格弹性（）与收入份额（与收入份额（）的的关系：关系：古诺加总规则古诺加总规则 56/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNUA、恩格尔加总规则、恩格尔加总规则n 为消费者在商品为消费者在商品i上花费的消费支出占其总收入的比重，上花费的消费支出占其总收入的比重，即：即：，显然，显然，。则存在以下关系：。则存在以下关系：式（式（2.21）即为
48、恩格尔加总归则）即为恩格尔加总归则n证明：因为，证明：因为，将该式两边分别对将该式两边分别对m求导，可求导，可得得：57/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNUB、古诺加总规则、古诺加总规则n对于马歇尔需求函数有：对于马歇尔需求函数有：（j=1,2,n），这一等式），这一等式关系就是所谓的关系就是所谓的古诺加总规则古诺加总规则。它表明按收入份额加权的。它表明按收入份额加权的需求交叉价格弹（需求交叉价格弹（）之和正好等于商品）之和正好等于商品j的支出份额（的支出份额（）的负数。的负数。n古诺加总规则的证明古诺加总规则的证明:见附录见附录2.
49、658/51 All Copyrights Reserved by Liu Jianghui,SHNU需要进一步研究的问题：可积性问题需要进一步研究的问题：可积性问题n可积性问题：马歇尔需求函数可积性问题：马歇尔需求函数x(p,m)是通过求解消费者效是通过求解消费者效用最大化问题得到的，但在实际中，恰恰消费者的偏好效用最大化问题得到的，但在实际中，恰恰消费者的偏好效用是看不见、摸不到的。相反，其选择的结果用是看不见、摸不到的。相反，其选择的结果x(p,m)却是却是可观察的，因此是否可以通过可观察的需求函数逆推出不可观察的，因此是否可以通过可观察的需求函数逆推出不可观测的效用函数呢？这一问题就是著名的可积性问题可观测的效用函数呢？这一问题就是著名的可积性问题(integrability)，又称，又称还原性问题还原性问题。