MIKROÖKONÓMIA I.
ELTE TáTK Közgazdaságtudományi Tanszék
Mikroökonómia I. 6. hét PREFERENCIÁK, HASZNOSSÁG 2. RÉSZ
Készítette: K®hegyi Gergely, Horn Dániel Szakmai felel®s: K®hegyi Gergely
2010. június
6. hét K®hegyi - Horn
Speciális esetek
A tananyagot készítette: K®hegyi Gergely Jack Hirshleifer, Amihai Glazer és David Hirshleifer (2009)
Mikroökonómia.
Budapest, Osiris Kiadó, ELTECON-könyvek (a
továbbiakban: HGH), illetve Kertesi Gábor (szerk.) (2004)
Mikroökonómia el®adásvázlatok.
http://econ.core.hu/∼kertesi/kertesimikro/ (a továbbiakban: KG) felhasználásával.
A preferenciarendezés matematikai alapjai
Vázlat
6. hét K®hegyi - Horn
Speciális esetek A preferenciarendezés matematikai alapjai
1
Speciális esetek
2
A preferenciarendezés matematikai alapjai
Speciális preferenciák
6. hét K®hegyi - Horn
Speciális esetek A preferenciarendezés matematikai alapjai
A vagyontárgyak átlagos r hozama hasznos, de a hozam s kockázata káros. A preferenciairányok ezért észak és nyugat (felfelé és balra) mutatnak, ennek következtében a közömbösségi görbék növekv®k (pozitív a meredekségük).
Speciális preferenciák (folyt.)
6. hét K®hegyi - Horn
Speciális esetek
Az 1. zónában az X jószág is, és az Y jószág is hasznos, és a közömbösségi görbék negatív meredekség¶ek. A 2. zónában az Y már telített, ezen a területen a preferenciairányok észak és nyugat (felfelé és balra), és a közömbösségi görbék pozitív meredekség¶ek. Itt már a fogyasztónak kellene zetni azért, hogy még egy szelet tortát megegyen.
A preferenciarendezés matematikai alapjai
Speciális preferenciák (folyt.)
6. hét K®hegyi - Horn
Speciális esetek A preferenciarendezés matematikai alapjai
Y hasznos, de X semleges jószág. A fogyasztónak mindegy, hogy több vagy kevesebb jut neki X jószágból. Az egyetlen preferenciairány a felfelé, és így a közömbösségi görbék vízszintesek.
Speciális preferenciák (folyt.)
6. hét K®hegyi - Horn
Speciális esetek A preferenciarendezés matematikai alapjai
Pl.: Arisztid izzókat szeretne venni. Úgy tudja, hogy a hagyományos izzó és az energiatakarékos izzó fényereje ugyanolyan, mindössze az élettartamukban különböznek. Az energiatakarékos izzó háromszor annyi ideig világít, mint a hagyományos. Arisztid a palotáját korlátlan számú izzóval világítaná ki a lehet® legtovább. Milyen függvény reprezentálja a preferenciáit?
Speciális preferenciák (folyt.) Pl.: Arisztid izzókat szeretne venni. Úgy tudja, hogy a hagyományos izzó és az energiatakarékos izzó fényereje ugyanolyan, mindössze az élettartamukban különböznek. Az energiatakarékos izzó háromszor annyi ideig világít, mint a hagyományos. Arisztid a palotáját korlátlan számú izzóval világítaná ki a lehet® legtovább. Milyen függvény reprezentálja a preferenciáit?
x:
hagyományos izzó,
y:
energiatakarékos izzó
U (x , y ) = x + 3y Pl.: Arisztid sonkásszendvicse mindig egy zsemléb®l és egy szelet sokából áll. Az üres zsemlét és a sonkát magában nem eszi meg. Viszont minél több sonkát fogyaszt annál jobban érzi magát. Milyen függvény reprezentálja a preferenciáit? Hogyan változna meg a függvény, ha ezentúl mindig két sonkával enné a szendvicset?
6. hét K®hegyi - Horn
Speciális esetek A preferenciarendezés matematikai alapjai
Speciális preferenciák (folyt.)
6. hét K®hegyi - Horn
Pl.: Arisztid sonkásszendvicse mindig egy zsemléb®l és egy szelet sokából áll. Az üres zsemlét és a sonkát magában nem eszi meg. Viszont minél több sonkát fogyaszt annál jobban érzi magát.
x:
zsemle (db),
y:
sonka (szelet)
U (x , y ) = min{x ; y } Hogyan változna meg a függvény, ha ezentúl mindig két sonkával enné a szendvicset?
U (x , y ) = min{2x ; y } Pl.: Tasziló salátalevet készít. Víz, cukor stb. korlátlan mennyiségben állnak rendelkezésre, az egyetlen sz¶kös jószág az ecet. Egy deciliter salátaléhez vagy két kanál 10%-os (x), vagy 1 kanál 20%-os (y) ecetet használna fel. Minél több salátalevet tud készíteni, annál jobban érzi magát. Milyen függvény reprezentálja a preferenciáit?
y = x + 2y
Speciális esetek A preferenciarendezés matematikai alapjai
Speciális preferenciák (folyt.)
6. hét K®hegyi - Horn
Speciális esetek
Pl.: Tasziló kerti ünnepséget rendez, amihez bevásárol m¶anyag kerti bútorokat. Megállapítja, hogy egy asztalnál (x) 6 széken (y) tudnak vendégek helyet foglalni. Minél több vendéget tud fogadni Tasziló, akik (ill®en) asztalnál foglalhatnak majd helyet, annál jobban érzi magát. Kellemetlen viszont számára, ha valaki nem tud az asztalhoz ülni. Annál több vendéget semmiképpen sem hív, mint amennyi szék rendelkezésre áll. Milyen függvény reprezentálja a preferenciáit az asztalok és székek vonatkozásában?
y = min{6x ; y }
A preferenciarendezés matematikai alapjai
Nevezetes hasznossági függvények CobbDouglas hasznossági függvény
U (x , y ) = x a y b Tökéletes helyettesítés
U (x , y ) = ax + by Tökéletes kiegészítés
U (x , y ) = min{ax ; by }
Deníció Az U és U 0 hasznossági függvény által leírt skála ordinálisan ekvivalens, ha U 0 az U pozitív monoton transzformáltja, azaz köztük a következ® összefüggés áll fenn: U 0 = F (U ), ahol dF > 0 F : R → R és dU
6. hét K®hegyi - Horn
Speciális esetek A preferenciarendezés matematikai alapjai
Nevezetes hasznossági függvények (folyt.)
Állítás Ha U és U 0 hasznossági függvény által leírt skála ordinálisan ekvivalens, akkor MRS = MRS 0 .
Bizonyítás Ha U 0 = F (U ), akkor MUx0 =
dF ∂ U dF = MUx dU ∂ x dU
MUy0 =
dF ∂ U dF = MUy dU ∂ y dU
és . Emiatt MRS 0 = .
MUx0 MUx = MRS = MUy0 MUy
6. hét K®hegyi - Horn
Speciális esetek A preferenciarendezés matematikai alapjai
Nevezetes hasznossági függvények (folyt.)
6. hét K®hegyi - Horn
Speciális esetek
Pl.: Legyen
U (x , y ) = x 3 y 5
egy hasznossági függvény. Melyik
esetekben beszélhetünk pozitív monoton transzformációról?
F (U ) = 10U , F (U (x , y )) = 10x 3 y 5 F (U ) = −3U , F (U (x , y )) = −3x 3 y 5 F (U ) = U 2 , F (U (x , y )) = x 6 y 10 F (U ) = 1/U , F (U (x , y )) = x 1y 3
5
F (U ) = ln U , F (U (x , y )) = 3 ln x + 5 ln y F (U ) = −2/U , F (U (x , y )) = − x 2y 3
5
A preferenciarendezés matematikai alapjai
A jótékonyság modellezése
6. hét K®hegyi - Horn
Speciális esetek A preferenciarendezés matematikai alapjai
A jótékonyság modellezése (folyt.)
6. hét K®hegyi - Horn
Speciális esetek
Jótékony célú adakozás 1994-ben, néhány kiemelt jövedelemsáv esetében Családi Adakozók Átlagos Átlagos adakozás jövedelem részaránya adakozás a család (dollár) (százalék) (dollár) jövedelmének arányában (százalék) 10 00019 000 64 209 1,36 30 00039 999 80 474 1,37 50 00059 999 84 779 1,44 100 000124 999 92 1846 1,71 150 000199 999 96 3546 2,09 500 000999 999 97 27 491 4,15 1 000 000-nál több 100 244 586 4,88 Átlagosan 75 960 2,14
A preferenciarendezés matematikai alapjai
Matematikai ismétlés
6. hét K®hegyi - Horn
Speciális esetek A preferenciarendezés matematikai alapjai
Deníció Egy A alaphalmaz esetén A × A tetsz®leges részhalmazát bináris (kétváltozós, vagy kéttagú) relációnak nevezzük: (a, b ) ∈ R ⊆ A × A ⇔ aRb .
6. hét
Matematikai ismétlés (folyt.)
K®hegyi - Horn
Pl.: 1 2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12
H: H: H: H: H: H: H: H:
R : . . . magasabb, mint . . . R (valós számok), R :≤ R (valós számok), R := R (valós számok), R :> sík egyenesei, R : párhuzamos sík egyenesei, R : mer®leges Rn (n-dimenziós (euklideszi) tér vektorai, R := Rn (n-dimenziós (euklideszi) tér vektorai, R :≤ x ≤ y, ha xi ≤ yi , i = 1, . . . , n) H : magyarországi n®k, R : . . . testvére . . . -nak H : a Föld lakosai, R : . . . (vér)rokona. . .-nak H : magyarországi n®k, R : . . . anyja . . . -nak H : ez a csoport, R : . . . barátja . . . -nak
Speciális esetek
a Föld lakosai,
A preferenciarendezés matematikai alapjai
(pl.: def:
Matematikai ismétlés (folyt.)
6. hét K®hegyi - Horn
Megjegyzés
Speciális esetek
A reláció fogalma több változóra könnyen általánosítható: R ⊆ A × A × ... × A
A preferenciarendezés matematikai alapjai
Deníció (Relációk tulajdonságai) Legyen A alaphalmaz és rajta R egy reláció. Teljesség: ∀x , y ∈ A esetén xRy vagy yRx vagy mindkett®. Reexivitás: ∀x ∈ A-ra xRx. Tranzitivitás: ∀x , y , z ∈ A esetén, ha xRy és yRz ⇒ xRz. Szimmetria: ∀x , y ∈ A esetén, ha xRy ⇒ yRx. 1 2 3 4
Deníció Rendezési relációnak nevezünk egy relációt, ha teljes, reexív és tranzitív.
Matematikai ismétlés (folyt.)
6. hét K®hegyi - Horn
Speciális esetek A preferenciarendezés matematikai alapjai
Deníció Ekvivalencia relációnak nevezünk egy relációt, ha reexív, tranzitív és szimmetrikus.
6. hét
Matematikai ismétlés (folyt.)
K®hegyi - Horn
Pl.: A példaként megadott halmazok és reláció esetében döntsük el, hogy mely tulajdonságok teljesülnek. reláció+halmaz 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
teljes
reexív
tranzitív
szimmetrikus
Speciális esetek A preferenciarendezés matematikai alapjai
6. hét
Matematikai ismétlés (folyt.)
K®hegyi - Horn
Speciális esetek
reláció+halmaz
teljes
reexív
tranzitív
szimmetrikus
1
Nem
Nem
X
3
Nem
X X
4
Nem
Nem
5
Nem
X
X X X X X
Nem
2
6
Nem
Nem
Nem
7
Nem
8
Nem
X X
X X
9
Nem
Nem
?
10
Nem
?
Nem
X X
11
Nem
Nem
Nem
Nem
12
Nem
?
Nem
?
Nem
X Nem
X X X Nem
A preferenciarendezés matematikai alapjai
Matematikailag kicsit precízebben
Deníció A H fogyasztási halmaz felett értelmezett ⊆ H × H bináris relációt preferenciarendezésnek nevezzük, ha teljes, reexív, tranzitív.
Feltevés RACIONALITÁSI POSZTULÁTUM: Feltesszük, hogy a fogyasztók ízlése (preferenciái) reprezentálható minden fogyasztó esetében egy preferenciarendezéssel. Ha x, y ∈ H a fogyasztási halmaz jószágkosarai, akkor az x y jelölése jelentése: A fogyasztó legalább annyira kedveli az y kosarat, mint az x kosarat.
6. hét K®hegyi - Horn
Speciális esetek A preferenciarendezés matematikai alapjai
Matematikailag kicsit precízebben (folyt.)
6. hét K®hegyi - Horn
Deníció
Speciális esetek
A ≺⊆ H × H relációt szigorú preferenciarelációnak nevezzük, ha a következ® teljesül
A preferenciarendezés matematikai alapjai
x ≺ y ⇔ x y, y x
Deníció A ∼⊆ H × H relációt közömbösségi preferenciarelációnak nevezzük, ha a következ® teljesül: x ∼ y ⇔ x y, y x
Állítás A preferenciareláció rendezési reláció, a közömbösségi preferenciareláció pedig ekvivalenciareláció.
Matematikailag kicsit precízebben (folyt.)
6. hét K®hegyi - Horn
Speciális esetek
Deníció Az x0 -hoz képest gyengén preferált halmaz: P (x0 ) ≡ {x|x0 x} Az x0 -hoz képest közömbös halmaz: K (x0 ) ≡ {x|x0 ∼ x} A gyengén preferált halmaz határának képét a jószágtérben közömbösségi görbének nevezzük. Az x0 -hoz képest gyengén diszpreferált halmaz: D (x0 ) ≡ {x|x0 x}
A preferenciarendezés matematikai alapjai
Matematikailag kicsit precízebben (folyt.)
Deníció Preferenciák tulajdonságai Monotonitás: Ha xi ≤ yi , ∀i-re de valamely j-re xj < yj , akkor x≺y
Konvexitás: Ha x ∼ y esetén x t x + (1 − t )y, t ∈ [0, 1] Szigorú konvexitás: Ha x ∼ y esetén x ≺ x + (1 − t )y, t ∈ [0, 1] (ínyenceknek) Folytonosság: Ha minden x0 ∈ H esetén D (x0 ) és P (x0 ) zárt összefügg® halmazok.
Deníció Az U : H → R hasznossági függvény reprezentálja a ⊆ H × H preferenciarendezést akkor, ha U (x) < U (y) ⇔ x ≺ y U (x) = U (y) ⇔ x ∼ y
6. hét K®hegyi - Horn
Speciális esetek A preferenciarendezés matematikai alapjai
Matematikailag kicsit precízebben (folyt.)
6. hét K®hegyi - Horn
Állítás REPREZENTÁCIÓS TÉTEL (G. Debreu) Ha a ⊆ H × H preferenciarendezés folytonos és monoton, akkor létezik olyan U : H → R hasznossági függvény, amely reprezentálja.
Állítás Legyen V (z ), V : R → R egy tetsz®leges szigorúan monoton növekv® valós függvény és tegyük fel, hogy az U : H → R hasznossági függvény reprezentálja a ⊆ H × H preferenciarendezést. Ekkor a V [U (x)] összetett függvény is reprezentálja a ⊆ H × H preferenciarendezést.
Állítás Tegyük fel, hogy az U : H → R hasznossági függvény reprezentálja a ⊆ H × H preferenciarendezést. Ekkor U (x) szigorúan monoton növekv®, ha monoton.
Speciális esetek A preferenciarendezés matematikai alapjai
Preferenciák eredete evolúciós megközelítésben
6. hét K®hegyi - Horn
Speciális esetek A preferenciarendezés matematikai alapjai
Pl.: Mostohák Otthoni élelmiszer-fogyasztás, 19721985 és családszerkezet (átlag
=
4305 dollár)
Változó Örökbefogadó anya gyermeke Mostohaanya gyermeke Nevel®anya és nevel®apa gyermeke
Az átlagtól való eltérés (dollár)
−204 −274 −365
Preferenciák eredete evolúciós megközelítésben (folyt.)
6. hét K®hegyi - Horn
Speciális esetek A preferenciarendezés matematikai alapjai
Pl.: Örökség
Fér
N®
végrendelkez®
végrendelkez®
Házastárs javára
69,8
42,4
Gyermekek javára
21,7
47,6
Összesen
91,5
90,0
Preferenciák empirikus meghatározása
6. hét K®hegyi - Horn
Speciális esetek A preferenciarendezés matematikai alapjai
Statisztikai-ökonometriai módszerekkel, pl.: Lineáris regresszióval Ha a hasznossági függvény pl. CobbDouglas típusú, akkor ordinális hasznosságot feltételezve logaritmikus transzformációval linearizálható:
U (x1 , x2 , . . . , xn ) = β1 x1 + β2 x2 + . . . + βn xn
Preferenciák empirikus meghatározása (folyt.)
6. hét K®hegyi - Horn
Speciális esetek
Pl. (Varian): Ingázás hasznossága TW: teljes gyaloglási id® a buszhoz, vagy az autóhoz TT: teljes utazási id® percben C: utazás teljes költsége dollárban A/W: autók/dolgozók aránya a háztartásban R: háztartás fajtája (0, ha fekete, 1, ha fehér) Z: 1, ha fehérgalléros, 0, ha kékgalléros munkás
U = −0, 147TW −0, 0411TT −2, 24C +3, 78(A/W )−2, 91R −2, 36Z
A preferenciarendezés matematikai alapjai