Rozpočtové omezení, preference a užitek Varian, Mikroekonomie: moderní přístup, kapitoly 2, 3 a 4 Varian, Intermediate Microeconomics, 8e, Chapters 2, 3 a 4 1 / 43 Teorie spotřebitele Spotřebitelé si volí nejlepší spotřební koš, který si mohou dovolit. Příštích pět přednášek: • rozpočtové omezení, preference a užitek • volba a projevené preference • poptávka a Slutského rovnice • přebytek spotřebitele a tržní poptávka • nejistota 2 / 43 Teorie spotřebitele Spotřebitelé si volí nejlepší spotřební koš, který si mohou dovolit. Příštích pět přednášek: • rozpočtové omezení, preference a užitek • volba a projevené preference • poptávka a Slutského rovnice • přebytek spotřebitele a tržní poptávka • nejistota 2 / 43 Na této přednášce se dozvíte • co je to linie rozpočtu a jak ji ovlivňují změny v příjmu a cenách, • co jsou spotřebitelské preference a jaké mají vlastnosti, • jak můžeme preference reprezentovat užitkovou funkcí, • co je to monotónní transformace užitkové funkce, • co je to mezní míra substituce a jak ji můžeme odvodit z užitkové funkce. 3 / 43 Rozpočtové omezení Předpokládáme, že si spotřebitel vybírá spotřební koš (x1, x2), kde x1 a x2 jsou množství statků 1 a 2. Rozpočtové omezení spotřebitele je p1x1 + p2x2 ≤ m, kde • p1 a p2 jsou ceny obou statků 1 a 2, • a m je příjem. Rozpočtová množina – koše, pro které platí, že p1x1 + p2x2 ≤ m. Linie rozpočtu (BL) – koše, pro které platí, že p1x1 + p2x2 = m. 4 / 43 Rozpočtová množina a linie rozpočtu (graf) Linie rozpočtu p1x1 + p2x2 = m ⇐⇒ x2 = m/p2 − (p1/p2)x1 5 / 43 Rozpočtová množina a linie rozpočtu (graf) Linie rozpočtu p1x1 + p2x2 = m ⇐⇒ x2 = m/p2 − (p1/p2)x1 5 / 43 Kompozitní statek Teorie funguje pro víc než dva statky. Jak to nakreslit do 2D grafu? Jeden ze statků může být kompozitní statek. Kompozitní statek = ostatní spotřebovávané statky vyjádřené v peněžní hodnotě. Cena kompozitního statku p2 = 1 =⇒ BL s kompozitním statkem je p1x1 + x2 = m. 6 / 43 Změna příjmu Růst příjmu z m na m 7 / 43 Změna příjmu Růst příjmu z m na m =⇒ rovnoběžný posun ven. 7 / 43 Změna ceny Růst ceny z p1 na p1 8 / 43 Změna ceny Růst ceny z p1 na p1 =⇒ otočení dolů okolo svislého průsečíku. 8 / 43 Změna ve více proměnných Vynásobení všech cen a příjmu t... tp1x1 + tp2x2 = tm 9 / 43 Změna ve více proměnných Vynásobení všech cen a příjmu t nezmění linii rozpočtu: tp1x1 + tp2x2 = tm ⇐⇒ p1x1 + p2x2 = m 9 / 43 Změna ve více proměnných Vynásobení všech cen a příjmu t nezmění linii rozpočtu: tp1x1 + tp2x2 = tm ⇐⇒ p1x1 + p2x2 = m Vynásobení všech ceny t... tp1x1 + tp2x2 = m 9 / 43 Změna ve více proměnných Vynásobení všech cen a příjmu t nezmění linii rozpočtu: tp1x1 + tp2x2 = tm ⇐⇒ p1x1 + p2x2 = m Vynásobení všech ceny t je stejné jako podělit příjem t: tp1x1 + tp2x2 = m ⇐⇒ p1x1 + p2x2 = m t 9 / 43 Numeraire Libovolnou cenu nebo příjem můžeme znormovat na hodnotu 1 a upravit ostatní proměnné tak, aby se nezměnila linie rozpočtu. Numeraire = veličina znormovaná na hodnotu 1 Linie rozpočtu p1x1 + p2x2 = m: • Stejná linie rozpočtu pro p1 = 1: x1 + p2 p1 x2 = m p1 • Stejná linie rozpočtu pro p2 = 1: p1 p2 x1 + x2 = m p2 • Stejná linie rozpočtu pro m = 1: p1 m x1 + p2 m x2 = 1 10 / 43 Numeraire Libovolnou cenu nebo příjem můžeme znormovat na hodnotu 1 a upravit ostatní proměnné tak, aby se nezměnila linie rozpočtu. Numeraire = veličina znormovaná na hodnotu 1 Linie rozpočtu p1x1 + p2x2 = m: • Stejná linie rozpočtu pro p1 = 1: x1 + p2 p1 x2 = m p1 • Stejná linie rozpočtu pro p2 = 1: p1 p2 x1 + x2 = m p2 • Stejná linie rozpočtu pro m = 1: p1 m x1 + p2 m x2 = 1 10 / 43 Daně Tři typy daní: • Množstevní daň – spotřebitel zaplatí množství t za každou jednotku statku, kterou nakoupí. → Cena statku 1 se zvýší na p1 + t. • Daň ad valorem – spotřebitel platí určitý podíl τ z ceny. → Cena statku 1 se zvýší na p1 + τp1 = (1 + τ)p1. 11 / 43 Daně Tři typy daní: • Množstevní daň – spotřebitel zaplatí množství t za každou jednotku statku, kterou nakoupí. → Cena statku 1 se zvýší na p1 + t. • Daň ad valorem – spotřebitel platí určitý podíl τ z ceny. → Cena statku 1 se zvýší na p1 + τp1 = (1 + τ)p1. • Paušální daň – množství daně je nezávislé na volbě spotřebitele. → Příjem spotřebitele se sníží o hodnotu daně. 11 / 43 Daně Tři typy daní: • Množstevní daň – spotřebitel zaplatí množství t za každou jednotku statku, kterou nakoupí. → Cena statku 1 se zvýší na p1 + t. • Daň ad valorem – spotřebitel platí určitý podíl τ z ceny. → Cena statku 1 se zvýší na p1 + τp1 = (1 + τ)p1. • Paušální daň – množství daně je nezávislé na volbě spotřebitele. → Příjem spotřebitele se sníží o hodnotu daně. 11 / 43 Dotace Dotace – opačný efekt než u daní • množstevní dotace s na statek 1 → Cena statku 1 se sníží na p1 − s. • dotace ad valorem ve velikosti σ na statek 1 → Cena statku 1 se sníží na p1 − σp1 = (1 − σ)p1. • paušální dotace → Příjem se zvýší o hodnotu dotace. 12 / 43 Přídělový systém Pokud statek 1 podléhá přídělovému systému... 13 / 43 Přídělový systém Pokud statek 1 podléhá přídělovému systému, žádný spotřebitel nemůže spotřebovat větší množství statku 1 než ¯x1. 13 / 43 Zdanění větší spotřeby než ¯x1 Pokud je zdaněna pouze spotřeba statku 1 větší než ¯x1... 14 / 43 Zdanění větší spotřeby než ¯x1 Pokud je zdaněna pouze spotřeba statku 1 větší než ¯x1, linie rozpočtu je strmější napravo od ¯x1. 14 / 43 PŘÍPAD: Program potravinových poukázek v USA Před rokem 1979 – dotace ad valorem na jídlo + přídělový systém • dotace – lidé platili část hodnoty potravinové poukázky • přídělový systém – maximální množství poukázek 15 / 43 PŘÍPAD: Program potravinových poukázek v USA Před rokem 1979 – dotace ad valorem na jídlo + přídělový systém • dotace – lidé platili část hodnoty potravinové poukázky • přídělový systém – maximální množství poukázek 15 / 43 PŘÍPAD: Program potravinových poukázek v USA Před rokem 1979 – dotace ad valorem na jídlo + přídělový systém • dotace – lidé platili část hodnoty potravinové poukázky • přídělový systém – maximální množství poukázek 15 / 43 PŘÍPAD: Program potravinových poukázek v USA Před rokem 1979 – dotace ad valorem na jídlo + přídělový systém • dotace – lidé platili část hodnoty potravinové poukázky • přídělový systém – maximální množství poukázek Po roce 1979 – určitý počet potravinových poukázek zdarma 15 / 43 PŘÍPAD: Program potravinových poukázek v USA Před rokem 1979 – dotace ad valorem na jídlo + přídělový systém • dotace – lidé platili část hodnoty potravinové poukázky • přídělový systém – maximální množství poukázek Po roce 1979 – určitý počet potravinových poukázek zdarma 15 / 43 Preference Spotřebitel srovnává koše podle svých preferencí. Preferenční relace budeme zapisovat následovně: • koš X je striktně preferovaný před košem Y : (x1, x2) (y1, y2) • koš X je slabě preferovaný před košem Y (koš X je alespoň tak dobrý jako koš Y ): (x1, x2) (y1, y2) • spotřebitel je indiferentní mezi koši X a Y : (x1, x2) ∼ (y1, y2) 16 / 43 Předpoklady o preferencích Předpoklady, díky kterým je možné seřadit koše podle preferencí: • Úplnost — můžeme srovnat každé dva spotřební koše: (x1, x2) (y1, y2), nebo (x1, x2) (y1, y2), nebo oboje • Reflexivita — každý spotřební koš je alespoň tak dobrý jako on sám: (x1, x2) (x1, x2) 17 / 43 Předpoklady o preferencích Předpoklady, díky kterým je možné seřadit koše podle preferencí: • Úplnost — můžeme srovnat každé dva spotřební koše: (x1, x2) (y1, y2), nebo (x1, x2) (y1, y2), nebo oboje • Reflexivita — každý spotřební koš je alespoň tak dobrý jako on sám: (x1, x2) (x1, x2) • Tranzitivita — pokud (x1, x2) (y1, y2) a (y1, y2) (z1, z2), potom (x1, x2) (z1, z2) 17 / 43 Předpoklady o preferencích Předpoklady, díky kterým je možné seřadit koše podle preferencí: • Úplnost — můžeme srovnat každé dva spotřební koše: (x1, x2) (y1, y2), nebo (x1, x2) (y1, y2), nebo oboje • Reflexivita — každý spotřební koš je alespoň tak dobrý jako on sám: (x1, x2) (x1, x2) • Tranzitivita — pokud (x1, x2) (y1, y2) a (y1, y2) (z1, z2), potom (x1, x2) (z1, z2) 17 / 43 Slabě preferovaná množina a indiferenční křivka 18 / 43 Dvě různé indiferenční křivky se nemohou křížit Dvě různě IC takové, že X Y . Proč se nemohou křižit? 19 / 43 Dvě různé indiferenční křivky se nemohou křížit Dvě různě IC takové, že X Y . Proč se nemohou křižit? Z tranzitivity vyplývá, když X ∼ Z a Z ∼ Y , pak X ∼ Y . 19 / 43 Příklady preferencí – dokonalé substituty Spotřebitel je ochotný nahrazovat jeden statek druhým v konstantním poměru =⇒ konstantní sklon indiferenční křivky (ne nutně −1). 20 / 43 Příklady preferencí – dokonalé komplementy Spotřeba v pevných proporcích (ne nutně 1:1). 21 / 43 Příklady preferencí – nežádoucí statek Spotřebitel má rád feferonky a ančovičky jsou pro něj nežádoucí statek = statek, který nemá rád. 22 / 43 Příklady preferencí – lhostejný statek Spotřebitel má rád feferonky a ančovičky jsou pro něj lhostejný statek = je mu jedno, zda jej spotřebovává. 23 / 43 Příklady preferencí – bod nasycení Bod nasycení je nejvíce preferovaný spotřební koš (¯x1, ¯x2). Když je spotřeba jednoho statku moc velká, stává se z něj nežádoucí statek. 24 / 43 Příklady preferencí – diskrétní statky Diskrétní statek není dělitelný – spotřeba v celých jednotkách: • indiferenční “křivky” – množina diskrétních bodů • slabě preferovaná množina – množina polopřímek 25 / 43 Příklady preferencí – diskrétní statky Diskrétní statek není dělitelný – spotřeba v celých jednotkách: • indiferenční “křivky” – množina diskrétních bodů • slabě preferovaná množina – množina polopřímek 25 / 43 Rozumné (well-behaved) preference Předpoklady rozumných preferencí: monotónnost a konvexnost Monotónnost – čím víc, tím lépe (vylučuje nežádoucí statky) =⇒ indiferenční křivky mají negativní sklon. 26 / 43 Rozumné (well-behaved) preference (pokračování) Konvexnost – pokud (x1, x2) ∼ (y1, y2), pak pro všechna 0 ≤ t ≤ 1 platí, že (tx1 + (1 − t)y1, tx2 + (1 − t)y2) (x1, x2). 27 / 43 Rozumné (well-behaved) preference (pokračování) Konvexnost – pokud (x1, x2) ∼ (y1, y2), pak pro všechna 0 ≤ t ≤ 1 platí, že (tx1 + (1 − t)y1, tx2 + (1 − t)y2) (x1, x2). Striktní konvexnost – pokud (x1, x2) ∼ (y1, y2), pro všechna 0 ≤ t ≤ 1 platí, že (tx1 + (1 − t)y1, tx2 + (1 − t)y2) (x1, x2). 27 / 43 Mezní míra substituce Mezní míra substituce (MRS) = sklon indiferenční křivky: MRS = ∆x2 ∆x1 = dx2 dx1 28 / 43 Mezní míra substituce (pokračování) Interpretace MRS: • Kolika jednotek statku 2 jsem ochotný se vzdát, abych získal dodatečnou jednotku statku 1? • Mezní ochota zaplatit – Kolik jsem ochotný zaplatit za dodatečnou jednotku statku 1? (Pokud je statek 2 kompozitní statek měřený v penězích.) Snižující se mezní míra substituce – absolutní hodnota MRS klesá, když se posouváme podél indiferenční křivky doprava dolů. 29 / 43 Užitek Dvě pojetí užitku: Kardinální užitek - přisuzuje určitý význam velikosti rozdílu mezi užitky z různých košů: • obtížné stanovit velikost užitku • mnoho dalších problémů Nebudeme používat. Ordinální užitek - důležité je pouze pořadí spotřebních košů: • snadné stanovit velikost užitku - preferovaný koš má vyšší užitek • lze odvodit kompletní teorii poptávky 30 / 43 Užitek Dvě pojetí užitku: Kardinální užitek - přisuzuje určitý význam velikosti rozdílu mezi užitky z různých košů: • obtížné stanovit velikost užitku • mnoho dalších problémů Nebudeme používat. Ordinální užitek - důležité je pouze pořadí spotřebních košů: • snadné stanovit velikost užitku - preferovaný koš má vyšší užitek • lze odvodit kompletní teorii poptávky 30 / 43 Ordinální užitek Užitková funkce přiřazuje každému spotřebnímu koši určité číslo – více preferované spotřební koše dostávají vyšší čísla. Jestliže (x1, x2) (y1, y2), potom u(x1, x2) > u(y1, y2). Tabulka: různá přiřazení užitku, která popisují stejné preference: 31 / 43 Ordinální užitek Užitková funkce přiřazuje každému spotřebnímu koši určité číslo – více preferované spotřební koše dostávají vyšší čísla. Jestliže (x1, x2) (y1, y2), potom u(x1, x2) > u(y1, y2). Tabulka: různá přiřazení užitku, která popisují stejné preference: 31 / 43 Monotónní transformace Pozitivní monotónní transformace f (u) je libovolná rostoucí funkce. Příklady funkce f (u): f (u) = 3u, f (u) = u + 3, f (u) = u3 . Monotónní transformace užitkové funkce f (u) popisuje stejné preference jako původní užitková funkce u. Proč? 32 / 43 Monotónní transformace Pozitivní monotónní transformace f (u) je libovolná rostoucí funkce. Příklady funkce f (u): f (u) = 3u, f (u) = u + 3, f (u) = u3 . Monotónní transformace užitkové funkce f (u) popisuje stejné preference jako původní užitková funkce u. Proč? u(x1, x2) > u(y1, y2), jen když f (u(x1, x2)) > f (u(y1, y2)). 32 / 43 Konstrukce užitkové funkce z indiferenčních křivek 33 / 43 Konstrukce indiferenčních křivek z užitkové funkce Užitková funkce u(x1, x2) = x1x2 =⇒ indiferenční křivky x2 = k x1 34 / 43 Příklady užitkových funkcí Dokonalé substituty – spotřebitel je ochotný směňovat • statky v poměru 1:1 – důležitý je celkový počet: např. u(x1, x2) = x1 + x2. • 2 statky 2 za 1 statek 1 – statek 1 má dvojnásobnou váhu: např. u(x1, x2) = 2x1 + x2. Dokonalé komplementy – spotřebitel poptává statky 1 a 2 • v poměru 1:1 – důležité menší množství: např. u(x1, x2) = min{x1, x2} • v poměru 1:2 – statku 1 je potřeba poloviční množství: např. u(x1, x2) = min{2x1, x2}. 35 / 43 Příklady užitkových funkcí Dokonalé substituty – spotřebitel je ochotný směňovat • statky v poměru 1:1 – důležitý je celkový počet: např. u(x1, x2) = x1 + x2. • 2 statky 2 za 1 statek 1 – statek 1 má dvojnásobnou váhu: např. u(x1, x2) = 2x1 + x2. Dokonalé komplementy – spotřebitel poptává statky 1 a 2 • v poměru 1:1 – důležité menší množství: např. u(x1, x2) = min{x1, x2} • v poměru 1:2 – statku 1 je potřeba poloviční množství: např. u(x1, x2) = min{2x1, x2}. 35 / 43 Příklady užitkových funkcí – kvazilineární preference • Praktická užitková funkce – změna p1 nemá důchodový efekt. • Užitková funkce u(x1, x2) = v(x1) + x2, např. u(x1, x2) = √ x1 + x2 nebo u(x1, x2) = ln x1 + x2 • Indiferenční křivky jsou vertikálně paralelní. 36 / 43 Příklady užitkových funkcí – Cobb-Douglasovy preference • Nejjednodušší užitková funkce reprezentující rozumné preference. • Užitková funkce má tvar u(x1, x2) = xc 1 xd 2 . • Výhodné používat transformaci f (u) = u 1 c+d a psát xa 1 x1−a 2 , kde a = c/(c + d). 37 / 43 Příklady užitkových funkcí – Cobb-Douglasovy preference • Nejjednodušší užitková funkce reprezentující rozumné preference. • Užitková funkce má tvar u(x1, x2) = x1 1 x2 2 . • Výhodné používat transformaci f (u) = u 1 3 a psát x 1 3 1 x 2 3 2 . 37 / 43 Mezní užitek Mezní užitek (MU) je změna užitku z nárůstu spotřeby jednoho statku, zatímco množství ostatních statků je konstantní. Vypočítáme pomocí parciální derivace u(x1, x2) podle x1 nebo x2. Příklady: • Jestliže u(x1, x2) = x1 + x2, pak MU1 = ∂u/∂x1 = 1 • Jestliže u(x1, x2) = xa 1 x1−a 2 , pak MU2 = ∂u/∂x2 = (1 − a)xa 1 x−a 2 Hodnota MU se mění při monotónní transformaci užitkové funkce. Pokud např. vynásobíme užitkovou funkci 2x, zvýší se i MU 2x. 38 / 43 Mezní užitek Mezní užitek (MU) je změna užitku z nárůstu spotřeby jednoho statku, zatímco množství ostatních statků je konstantní. Vypočítáme pomocí parciální derivace u(x1, x2) podle x1 nebo x2. Příklady: • Jestliže u(x1, x2) = x1 + x2, pak MU1 = ∂u/∂x1 = 1 • Jestliže u(x1, x2) = xa 1 x1−a 2 , pak MU2 = ∂u/∂x2 = (1 − a)xa 1 x−a 2 Hodnota MU se mění při monotónní transformaci užitkové funkce. Pokud např. vynásobíme užitkovou funkci 2x, zvýší se i MU 2x. 38 / 43 Vztah mezi MU a MRS Chceme změřit MRS = sklon indiferenční křivky u(x1, x2) = k, kde k je konstanta. Zajímá nás změna (∆x1, ∆x2), pro kterou bude užitek konstantní: MU1∆x1 + MU2∆x2 = 0 MRS = ∆x2 ∆x1 = − MU1 MU2 MRS tedy umíme spočítat z užitkové funkce. Např. pro u = √ x1x2: MRS = − ∂u/∂x1 ∂u/∂x2 = − 0,5x−0,5 1 x0,5 2 0,5x0,5 1 x−0,5 2 = − x2 x1 Hodnota MRS se při monotónní transformaci nemění. Pokud např. vynásobíme užitkovou funkci 2x, MRS= −2MU1 2MU2 = −MU1 MU2 . 39 / 43 Vztah mezi MU a MRS Chceme změřit MRS = sklon indiferenční křivky u(x1, x2) = k, kde k je konstanta. Zajímá nás změna (∆x1, ∆x2), pro kterou bude užitek konstantní: MU1∆x1 + MU2∆x2 = 0 MRS = ∆x2 ∆x1 = − MU1 MU2 MRS tedy umíme spočítat z užitkové funkce. Např. pro u = √ x1x2: MRS = − ∂u/∂x1 ∂u/∂x2 = − 0,5x−0,5 1 x0,5 2 0,5x0,5 1 x−0,5 2 = − x2 x1 Hodnota MRS se při monotónní transformaci nemění. Pokud např. vynásobíme užitkovou funkci 2x, MRS= −2MU1 2MU2 = −MU1 MU2 . 39 / 43 APLIKACE: Užitek z dojíždění Lidé se rozhodují, zda jet do práce autobusem nebo autem. Každý způsob dopravy představuje koš různých charakteristik, např. • x1 je doba chůze k dopravnímu prostředku, • x2 je doba jízdy do práce, • x3 je celkový náklad na cestu, atd. Předpokládáme, že užitková funkce má lineární tvar U(x1, ..., xn) = β1x1 + ... + βnxn. Potom můžeme z pozorovaných rozhodnutí lidí statisticky odhadnout parametry βi , které nejlépe popisují tato rozhodnutí. 40 / 43 APLIKACE: Užitek z dojíždění (pokračování) Domenich a McFadden (1975) odhadli následující užitkovou funkci: U(TW , TT, C) = −0,147TW − 0,0411TT − 2,24C, kde • TW = celkový čas chůze k a od autobusu/auta v minutách, • TT = celkový čas jízdy v minutách, • C = celkové náklady na cestu v dolarech. Konkrétní tvar užitkové funkce můžeme využít k řadě účelů. Můžeme: • spočítat mezní míru substituce mezi dvěma charakteristikami • předpovědět reakci zákazníků na změnu ve veřejné dopravě • posoudit navrhovanou změnu (cost-benefit analysis) 41 / 43 APLIKACE: Užitek z dojíždění (pokračování) Domenich a McFadden (1975) odhadli následující užitkovou funkci: U(TW , TT, C) = −0,147TW − 0,0411TT − 2,24C, kde • TW = celkový čas chůze k a od autobusu/auta v minutách, • TT = celkový čas jízdy v minutách, • C = celkové náklady na cestu v dolarech. Konkrétní tvar užitkové funkce můžeme využít k řadě účelů. Můžeme: • spočítat mezní míru substituce mezi dvěma charakteristikami • předpovědět reakci zákazníků na změnu ve veřejné dopravě • posoudit navrhovanou změnu (cost-benefit analysis) 41 / 43 Shrnutí • Množina rozpočtových možností = dosažitelné spotřebních koše při daných cenách a příjmu. • Linie rozpočtu je p1x1 + p2x2 = m. • Změna příjmu posouvá linii rozpočtu, změna ceny mění její sklon. • Ekonomové předpokládají, že preference jsou úplné, reflexivní a tranzitivní =⇒ spotřebitel umí seřadit spotřební koše podle preferencí. • Rozumné (well-behaved) preference jsou monotónní a konvexní. 42 / 43 Shrnutí (pokračování) • Užitková funkce reprezentuje preference. • Číselné hodnoty užitku nemají samy o sobě žádný význam. Monotónní transformace užitkové funkce popisuje stejné preference. • Mezní míra substituce (MRS) měří, kolik jednotek statku 2 je spotřebitel ochoten vyměnit za dodatečnou jednotku statku 1 MRS = ∆x2/∆x1 = −MU1/MU2. 43 / 43