宏观经济学-第三章习题答案

第三章效用论南方医科大学2010级经济学（医药贸易与管理方向）W洋1.已知一件衬衫的价格为80元，一份肯德基快餐的价格为20元，在某消费者关于这两种商品的效用最大化的均衡点上，一份肯德基快餐对衬衫的边际替代率MRS是多少？解答：按照两商品的边际替代率MRS的定义公式，可以将一份肯德基快餐对衬衫的边际替代率写成：MRSXY＝－ΔYΔX其中，X表示肯德基快餐的份数；Y表示衬衫的件数；MRSXY表示在维持效用水平不变的前提下，消费者增加一份肯德基快餐消费时所需要放弃的衬衫的消费数量。在该消费者实现关于这两种商品的效用最大化时，在均衡点上有MRSXY＝PXPY即有MRSXY＝2080＝0.25它表明，在效用最大化的均衡点上，该消费者关于一份肯德基快餐对衬衫的边际替代率MRS为0.25。2.假设某消费者的均衡如图3—1(即教材中第96页的图3—22)所示。其中，横轴OX1和纵轴OX2分别表示商品1和商品2的数量，线段AB为消费者的预算线，曲线图3—1某消费者的均衡U为消费者的无差异曲线，E点为效用最大化的均衡点。已知商品1的价格P1＝2元。(1)求消费者的收入；(2)求商品2的价格P2；(3)写出预算线方程；(4)求预算线的斜率；(5)求E点的MRS12的值。解答：(1)图中的横截距表示消费者的收入全部购买商品1的数量为30单位，且已知P1＝2元，所以，消费者的收入M＝2元×30＝60元。(2)图中的纵截距表示消费者的收入全部购买商品2的数量为20单位，且由(1)已知收入M＝60元，所以，商品2的价格P2＝M20＝6020＝3元。(3)由于预算线方程的一般形式为P1X1＋P2X2＝M所以，由(1)、(2)可将预算线方程具体写为：2X1＋3X2＝60。(4)将(3)中的预算线方程进一步整理为X2＝－23X1＋20。很清楚，预算线的斜率为－23。(5)在消费者效用最大化的均衡点E上，有MRS12＝P1P2，即无差异曲线斜率的绝对值即MRS等于预算线斜率的绝对值P1P2。因此，MRS12＝P1P2＝23。3.请画出以下各位消费者对两种商品(咖啡和热茶)的无差异曲线，同时请对(2)和(3)分别写出消费者B和消费者C的效用函数。(1)消费者A喜欢喝咖啡，但对喝热茶无所谓。他总是喜欢有更多杯的咖啡，而从不在意有多少杯热茶。(2)消费者B喜欢一杯咖啡和一杯热茶一起喝，他从来不喜欢单独喝咖啡，或者单独喝热茶。(3)消费者C认为，在任何情况下，1杯咖啡和2杯热茶是无差异的。(4)消费者D喜欢喝热茶，但厌恶喝咖啡。解答：(1)根据题意，对消费者A而言，热茶是中性商品，因此，热茶的消费数量不会影响消费者A的效用水平。消费者A的无差异曲线见图3—2(a)。图3—2中的箭头均表示效用水平增加的方向。(2)根据题意，对消费者B而言，咖啡和热茶是完全互补品，其效用函数是U＝min{x1，x2}。消费者B的无差异曲线见图3—2(b)。(3)根据题意，对消费者C而言，咖啡和热茶是完全替代品，其效用函数是U＝2x1＋x2。消费者C的无差异曲线见图3—2(c)。(4)根据题意，对消费者D而言，咖啡是厌恶品。消费者D的无差异曲线见图3—2(d)。,,图3—2关于咖啡和热茶的不同消费者的无差异曲线4.对消费者实行补助有两种方法：一种是发给消费者一定数量的实物补助，另一种是发给消费者一笔现金补助，这笔现金额等于按实物补助折算的货币量。试用无差异曲线分析法，说明哪一种补助方法能给消费者带来更大的效用。图3—3解答：一般说来，发给消费者现金补助会使消费者获得更大的效用。其原因在于：在现金补助的情况下，消费者可以按照自己的偏好来购买商品，以获得尽可能大的效用。如图3—3所示。在图3—3中，直线AB是按实物补助折算的货币量构成的现金补助情况下的预算线。在现金补助的预算线AB上，消费者根据自己的偏好选择商品1和商品2的购买量分别为x*1和x*2，从而实现了最大的效用水平U2，即在图3—3中表现为预算线AB和无差异曲线U2相切的均衡点E。而在实物补助的情况下，则通常不会达到最大的效用水平U2。因为，譬如，当实物补助的商品组合为F点(即两商品数量分别为x11、x21)，或者为G点(即两商品数量分别为x12和x22)时，则消费者能获得无差异曲线U1所表示的效用水平，显然，U1U2。5.已知某消费者每年用于商品1和商品2的收入为540元，两商品的价格分别为P1＝20元和P2＝30元，该消费者的效用函数为U＝3X1X22，该消费者每年购买这两种商品的数量应各是多少？每年从中获得的总效用是多少？解答：根据消费者的效用最大化的均衡条件MU1MU2＝P1P2其中，由U＝3X1X22可得MU1＝dTUdX1＝3X22MU2＝dTUdX2＝6X1X2于是，有3X226X1X2＝2030整理得X2＝43X1(1)将式(1)代入预算约束条件20X1＋30X2＝540，得20X1＋30·43X1＝540解得X1＝9将X1＝9代入式(1)得X2＝12因此，该消费者每年购买这两种商品的数量应该为错误!将以上最优的商品组合代入效用函数，得U*＝3X*1(X*2)2＝3×9×122＝3888它表明该消费者的最优商品购买组合给他带来的最大效用水平为3888。6.假设某商品市场上只有A、B两个消费者，他们的需求函数各自为QdA＝20－4P和QdB＝30－5P。(1)列出这两个消费者的需求表和市场需求表。(2)根据(1)，画出这两个消费者的需求曲线和市场需求曲线。解答：(1)由消费者A的需求函数QdA＝20－4P，可编制消费者A的需求表；由消费者B的需求函数QdB＝30－5P，可编制消费B的需求表。至于市场的需求表的编制可以使用两种方法，一种方法是利用已得到消费者A、B的需求表，将每一价格水平上两个消费者的需求数量加总来编制市场需求表；另一种方法是先将消费者A和B的需求函数加总来求得市场需求函数，即市场需求函数Qd＝QdA＋QdB＝(20－4P)＋(30－5P)＝50－9P，然后运用所得到的市场需求函数Qd＝50－9P来编制市场需求表。这两种方法所得到的市场需求表是相同的。按以上方法编制的3张需求表如下所示。消费者A的需求表PQdA020116212384450,消费者B的需求表PQdB0301252203154105560,市场的需求表PQd＝Qeq\o\al(d,A)＋Qeq\o\al(d,B)0501412323234145560(2)由(1)中的3张需求表，所画出的消费者A和B各自的需求曲线以及市场的需求曲线如图3—4所示。图3—4在此，需要特别指出的是，市场需求曲线有一个折点，该点发生在价格P＝5和需求量Qd＝5的坐标点位置。关于市场需求曲线的这一特征，可以从两个角度来解释：一个角度是从图形来理解，市场需求曲线是市场上单个消费者需求曲线的水平加总，即在P≤5的范围，市场需求曲线由两个消费者需求曲线水平加总得到；而当P＞5时，只有消费者B的需求曲线发生作用，所以，他的需求曲线就是市场需求曲线。另一个角度是从需求函数看，在P≤5的范围，市场需求函数Qd＝Qeq\o\al(d,A)＋Qeq\o\al(d,B)＝50－9P成立；而当P＞5时，只有消费者B的需求函数才构成市场需求函数，即Qd＝Qeq\o\al(d,B)＝30－5P。7.假定某消费者的效用函数为U＝xeq\f(3,8)1xeq\f(5,8)2，两商品的价格分别为P1，P2，消费者的收入为M。分别求该消费者关于商品1和商品2的需求函数。解答：根据消费者效用最大化的均衡条件eq\f(MU1,MU2)＝eq\f(P1,P2)其中，由已知的效用函数U＝xeq\f(3,8)1xeq\f(5,8)1可得MU1＝eq\f(dTU,dx1)＝eq\f(3,8)x－eq\f(5,8)1xeq\f(5,8)2MU2＝eq\f(dTU,dx2)＝eq\f(5,8)xeq\f(3,8)1x－eq\f(3,8)2于是，有eq\f(\f(3,8)x－\f(5,8)1x\f(5,8)2,\f(5,8)x\f(3,8)1x－\f(3,8)2)＝eq\f(P1,P2)整理得eq\f(3x2,5x1)＝eq\f(P1,P2)即有x2＝eq\f(5P1x1,3P2)(1)将式(1)代入约束条件P1x1＋P2x2＝M，有P1x1＋P2·eq\f(5P1x1,3P2)＝M解得xeq\o\al(*,1)＝eq\f(3M,8P1)代入式(1)得xeq\o\al(*,2)＝eq\f(5M,8P2)。所以，该消费者关于两商品的需求函数为eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x\o\al(*,1)＝\f(3M,8P1)x\o\al(*,2)＝\f(5M,8P2)))8.令某消费者的收入为M，两商品的价格为P1、P2。假定该消费者的无差异曲线是线性的，且斜率为－a。求该消费者的最优商品消费组合。解答：由于无差异曲线是一条直线，且其斜率的绝对值MRS12＝－eq\f(dx2,dx1)＝a，又由于预算线总是一条直线，且其斜率为－eq\f(P1,P2)，所以，该消费者的最优商品组合有以下三种情况，其中第一、二种情况属于边角解，如图3—5所示。第一种情况：当MRS12＞eq\f(P1,P2)，即a＞eq\f(P1,P2)时，如图3—5(a)所示，效用最大化的均衡点E位于横轴，它表示此时的最优解是一个边角解，即xeq\o\al(,1)＝eq\f(M,P1)，xeq\o\al(*,2)＝0。也就是说，消费者将全部收入都购买商品1，并由此达到最大的效用水平，该效用水平在图中用以实线表示的无差异曲线标出。显然，该效用水平高于在既定的预算线上的其他任何一个商品组合所能达到的效用水平，例如那些用虚线表示的无差异曲线的效用水平。图3—5第二种情况：当MRS12＜eq\f(P1,P2)，即a＜eq\f(P1,P2)时，如图3—5(b)所示，效用最大化的均衡点E位于纵轴，它表示此时的最优解是一个边角解，即xeq\o\al(,1)＝0，xeq\o\al(,2)＝eq\f(M,P2)。也就是说，消费者将全部收入都购买商品2，并由此达到最大的效用水平，该效用水平在图中用以实线表示的无差异曲线标出。显然，该效用水平高于在既定的预算线上的其他任何一个商品组合所能达到的效用水平，例如那些用虚线表示的无差异曲线的效用水平。第三种情况：当MRS12＝eq\f(P1,P2)，即a＝eq\f(P1,P2)时，如图3—5(c)所示，无差异曲线与预算线重叠，效用最大化的均衡点可以是预算线上任何一点的商品组合，即最优解为xeq\o\al(,1)≥0，xeq\o\al(,2)≥0，且满足P1x1＋P2x2＝M。此时所达到的最大效用水平在图中用以实线表示的无差异曲线标出，显然，该效用水平高于其他任何一条在既定预算约束条件下可以实现的用虚线表示的无差异曲线的效用水平。9.假定某消费者的效用函数为U＝q0.5＋3M，其中，q为某商品的消费量，M为收入。求：(1)该消费者的需求函数；(2)该消费者的反需求函数；(3)当p＝eq\f(1,12)，q＝4时的消费者剩余。解答：(1)由题意可得，商品的边际效用为MU＝eq\f(∂U,∂q)＝0.5q－0.5货币的边际效用为λ＝eq\f(∂U,∂M)＝3于是，根据消费者均衡条件eq\f(MU,p)＝λ，有eq\f(0.5q－0.5,p)＝3整理得需求函数为q＝eq\f(1,36p2)。(2)由需求函数q＝eq\f(1,36p2)，可得反需求函数为p＝eq\f(1,6\r(q))(3)由反需求函数p＝eq\f(1,6\r(q))，可得消费者剩余为CS＝∫eq\o\al(q,0)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,6\r(q))))dq－pq＝eq\f(1,3)qeq\f(1,2)eq\o\al(q,0)－pq＝eq\f(1,3)qeq\f(1,2)－pq将p＝eq\f(1,12)，q＝4代入上式，则有消费者剩余CS＝eq\f(1,3)×4eq\f(1,2)－eq\f(1