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计算题专项 —— 微观经济学全部计算题型

这份材料不是让你背公式,而是帮你练出一种"条件反射":看到题干里的关键词,脑子里自动弹出对应的解题框架。每个专题开头先讲"这类题在微观经济学整个理论大厦里处于什么位置",然后是翻车现场预警、逐道例题的出声思考。建议先把01-11章的系统知识学完,再来这里集中练计算——计算题是检验你"真懂还是假懂"最直接的方式。


专题1:效用最大化

效用最大化是微观经济学所有计算的起点。消费者口袋里有钱、市场上有价格,她怎么分配这笔钱才能让自己最满意?这个问题的答案——马歇尔需求函数——是所有后续分析(需求曲线、福利、税收效应)的地基。这个专题的6道题覆盖了四种偏好类型(Cobb-Douglas、完全互补、拟线性、完全替代)加上CES和禀赋收入的变体。学完你会发现:不管偏好长什么样,解法只有两步——MRS(Marginal Rate of Substitution,边际替代率)=价格比,代入预算线。

📌 这个专题学完你就能回答: 给任何一种效用函数和价格收入,你能不能独立求出消费者最优选择?内点解和角点解怎么判断?带初始禀赋和不带禀赋有什么区别?

专题1翻车现场

翻车1:MRS算错方向。 MRS = MUx / MUy,不是 MUy / MUx。检验方法:MRS = p_x/p_y 的含义是"心里愿意用y换x的比率=市场上能用y换x的比率",如果算反了代入预算线会得到负的消费量。

翻车2:忘了检查角点解。 拟线性和完全替代两种偏好,MRS=价格比算出来的x或y可能是负的——这时候最优选择在角点上(只消费一种商品)。判断标准:算出的x或y<0→角点解,只买另一种。

翻车3:禀赋收入的预算线写错。 带初始禀赋时,预算线是 p_x·x + p_y·y = p_x·ω_x + p_y·ω_y(右边是你的禀赋总值),不是直接等于m。很多人顺手写成=m。


Q1 ⭐ Cobb-Douglas:效用函数 U = x^{0.4}·y^{0.6},p_x = 5,p_y = 10,收入 m = 500。求马歇尔需求(最优消费束)。

👁️ 出声思考示范:Cobb-Douglas效用最大化

题目:U = x^{0.4}·y^{0.6},p_x = 5,p_y = 10,m = 500。求最优消费束。

👁️ 审题——我第一眼看什么: 拿到Cobb-Douglas效用函数,第一眼看两个指数之和是否为1。0.4+0.6=1,说明是一次齐次的Cobb-Douglas,有简洁的"收入份额"规则——花在x上的钱占总收入的比例=0.4/(0.4+0.6)=0.4,花在y上的比例=0.6。可以直接用份额法秒出答案,但考试建议用MRS法写完整推导过程(步骤分)。

🧠 判断——我想到什么方法: 两种解法:(A) 份额法——直接写 x=0.4m/p_x, y=0.6m/p_y;(B) MRS法——MRS=MUx/MUy=p_x/p_y,联立预算线。考试用B展示过程,A用来验算。

✍️ 执行——我一步步怎么做: 第1步:求MUx和MUy。MUx=0.4x^{-0.6}y^{0.6},MUy=0.6x^{0.4}y^{-0.4} 第2步:MRS = MUx/MUy = (0.4/0.6)·(y/x) = (2/3)·(y/x) 第3步:令MRS = p_x/p_y → (2/3)·(y/x) = 5/10 = 1/2 → y/x = 3/4 → y=0.75x 第4步:代入预算线 5x+10y=500 → 5x+10(0.75x)=12.5x=500 → x=40, y=30 第5步:验算——花在x上:5×40=200=0.4×500✓;花在y上:10×30=300=0.6×500✓

⚠️ 最容易卡住的地方: MRS化简时把指数算反——MUx对x求导,指数是α-1=-0.6;MUy对y求导,指数是β-1=-0.4。写完后代回去验证花在每样商品上的钱是否等于收入乘以对应的指数份额。

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解法一(MRS法,推荐考试用):

MUx = ∂U/∂x = 0.4x^{-0.6}y^{0.6} MUy = ∂U/∂y = 0.6x^{0.4}y^{-0.4}

MRS = MUx/MUy = (0.4/0.6)·(y/x) = (2/3)·(y/x)

最优条件:MRS = p_x/p_y (2/3)·(y/x) = 5/10 → (2/3)·(y/x) = 1/2 → y/x = 3/4 → y = 0.75x

预算约束:5x + 10y = 500 代入:5x + 10(0.75x) = 5x + 7.5x = 12.5x = 500 x* = 40

y* = 0.75 × 40 = 30

解法二(份额法,验算用): Cobb-Douglas U = x^α y^β 且 α+β=1 时: x* = α·m/p_x = 0.4 × 500/5 = 40 y* = β·m/p_y = 0.6 × 500/10 = 30

最优消费束:(x, y) = (40, 30)**

本题用到的模板:Cobb-Douglas求解三步——①写出MRS ②令MRS=价格比得y/x关系 ③代入预算线求解。


Q2 ⭐ 完全互补:效用函数 U = min{2x, y},p_x = 4,p_y = 8,m = 200。求最优消费束。

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🧠思路: 拿到这题先看效用函数形式——带 min 的就是完全互补偏好,L 形无差异曲线在折点没有平滑切点,所以不能走 MRS=价格比,正确做法是直接令花括号里两个量相等。想到的方法:配比条件 2x=y 得最优比例,再代入预算线。先做的事:写出配比;后做的事:把 y=2x 代入 4x+8y=200 解出 x、y。

第1步:确定最优比例条件。 完全互补型效用 U = min{ax, by} 的最优条件:ax = by(两种商品必须按固定比例搭配,多了浪费)。

本题 a=2, b=1,所以:2x = y → y = 2x

第2步:代入预算约束。 4x + 8y = 200 4x + 8(2x) = 4x + 16x = 20x = 200 x* = 10

y* = 2 × 10 = 20

验算:预算 4×10 + 8×20 = 40 + 160 = 200 ✓

易错点:min{2x, y} 的最优条件是 2x=y,不是 x=2y。判断方法——花括号里左边是2x、右边是y,配比相等就是2x=y。很多人看一眼"2x"就写成x=2y,方向反了。

本题用到的模板:完全互补——①比例条件 ax=by ②代入预算线 ③求解。


Q3 ⭐⭐ 拟线性:U = 2x^{0.5} + y,p_x = 1,p_y = 2,m = 50。判断内点解还是角点解,并求最优消费束。

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🧠思路: 拿到这题先看效用函数——"非线性部分 + 单独加的 y"是拟线性偏好的标志,最怕算完忘了检查角点解。想到的方法:拟线性下先用 MRS=价格比解出 x(本题 MRS 与 y 无关),再代预算线求 y,最后必须检查 y≥0。先做的事:MRS=x^{-0.5} 令它等于 1/2 得 x=4;后做的事:代入 1·x+2·y=50 得 y=23,确认两者都为正才是内点解。

第1步:求MRS。 MUx = x^{-0.5},MUy = 1 MRS = MUx/MUy = x^{-0.5}

第2步:令MRS = p_x/p_y。 x^{-0.5} = 1/2 → x^{0.5} = 2 → x = 4

第3步:求y并判断是否为内点解。 预算约束:1·x + 2·y = 50 花在x上:1×4 = 4,剩下:50−4 = 46 y = 46/2 = 23

x=4>0,y=23>0,两者都为正 → 内点解。

最优消费束:(x, y) = (4, 23)**

补充——什么情况会出现角点解? 如果 x^{-0.5} = p_x/p_y 解出的 x 对应的支出超过了收入,那就要设 y=0,把全部收入花在x上。例如本题若 m=3,算出的 x=4 需要花4元>3元收入,那就设 y=0,x=3/1=3。

易错点:拟线性偏好不能跳过"检查是否为内点解"这一步。MRS=价格比解出的x只是一个候选值,还必须验证y≥0。y<0→角点解,改设y=0重算。

本题用到的模板:拟线性——①MRS=价格比求x ②代入预算线求y ③检查y≥0?否→角点解。


Q4 ⭐⭐ 完全替代:U = 3x + 2y,p_x = 4,p_y = 3,m = 120。求最优消费束。

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🧠思路: 拿到这题先看效用函数——两项都是一次方直接相加,无差异曲线是直线、MRS 是常数,这就是完全替代偏好。想到的方法:完全替代的 MRS=价格比几乎永远不会相等(除非恰好撞上),正确做法是比较"每块钱的边际效用" MUx/p_x 与 MUy/p_y。先做的事:分别算两个比值;后做的事:哪个大就全买哪个(本题 x 更划算,全买 x 得 (30,0))。

第1步:比较"每块钱的边际效用"。 MUx = 3,MUy = 2 花1块钱在x上获得的效用:MUx/p_x = 3/4 = 0.75 花1块钱在y上获得的效用:MUy/p_y = 2/3 ≈ 0.667

MUx/p_x > MUy/p_y,说明x"更划算"。

第2步:全部买x。 x* = m/p_x = 120/4 = 30 y* = 0

最优消费束:(x, y) = (30, 0)** —— 角点解。

补充——如果 MUx/p_x = MUy/p_y 怎么办? 如果每块钱的边际效用相等,那么预算线上的任何组合都是最优的(无差异曲线和预算线重合)。

易错点:完全替代偏好的解几乎永远是角点解(只买一种商品),除非MUx/p_x恰好等于MUy/p_y。不要用MRS=价格比去解——完全替代的MRS是常数,不可能和价格比相等(除非正好撞上)。

本题用到的模板:完全替代——①比较MUx/p_x和MUy/p_y ②哪个大就全买哪个。


Q5 ⭐⭐⭐ CES偏好:U = (x^{0.5} + y^{0.5})^2,p_x、p_y、m为一般参数。求马歇尔需求函数 x*(p_x, p_y, m) 和 y*(p_x, p_y, m)。

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🧠思路: 拿到这题先看函数形式——(x^{0.5}+y^{0.5})² 直接求导会很繁琐,但平方在正数区域单调递增,先想"能不能去掉这层平方"。想到的方法:单调变换取 V=x^{0.5}+y^{0.5}(偏好排序不变),再对 V 做 MRS=价格比。先做的事:去掉平方、化简 MRS;后做的事:令 MRS=p_x/p_y 得 y 与 x 的关系,代入预算线 p_x·x+p_y·y=m 整理成用参数表达的需求函数。

第1步:识别可用的单调变换。 U = (x^{0.5} + y^{0.5})^2,因为平方函数在正数区域是单调递增的,可以取平方根得到等价的效用表示: V = x^{0.5} + y^{0.5}(与U代表相同的偏好排序)

第2步:用V求MRS。 MUx = 0.5x^{-0.5},MUy = 0.5y^{-0.5} MRS = MUx/MUy = (x^{-0.5})/(y^{-0.5}) = (y/x)^{0.5}

第3步:MRS = p_x/p_y。 (y/x)^{0.5} = p_x/p_y y/x = (p_x/p_y)^2 y = x·(p_x/p_y)^2

第4步:代入预算约束。 p_x·x + p_y·y = m p_x·x + p_y·x·(p_x/p_y)^2 = m p_x·x + p_y·x·(p_x^2/p_y^2) = m p_x·x + x·(p_x^2/p_y) = m x·p_x·(1 + p_x/p_y) = m x·p_x·(p_y + p_x)/p_y = m

x*(p_x, p_y, m) = (m·p_y) / (p_x·(p_x + p_y))

同理: y*(p_x, p_y, m) = (m·p_x) / (p_y·(p_x + p_y))

检验:p_x=2, p_y=8, m=100时,x*=100·8/(2·10)=40,y*=100·2/(8·10)=2.5。预算:2×40+8×2.5=80+20=100✓

易错点:CES函数不要硬用原形式求导——先取单调变换简化。平方和平方根互为反函数,偏好排序不变。如果忘了单调变换,直接对(x^{0.5}+y^{0.5})^2求导会很繁琐,容易算错。

本题用到的模板:CES(Constant Elasticity of Substitution,不变替代弹性)——①单调变换简化 ②MRS=价格比 ③代入预算线 ④整理为以参数表示的需求函数。


Q6 ⭐⭐⭐ 带禀赋:U = x·y,初始禀赋为(ω_x, ω_y) = (10, 5),p_x = 2,p_y = 1。求:(1) 毛需求(总消费量);(2) 净需求(购买/出售量)。

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🧠思路: 拿到这题先看题干里有没有"初始禀赋"——出现 (ω_x, ω_y) 就说明预算线右边不是直接给的 m,而是禀赋的市场价值。想到的方法:先算禀赋总值 p_x·ω_x+p_y·ω_y 当"收入",套 Cobb-Douglas 份额法求毛需求,再用"毛需求−禀赋"得净需求。先做的事:算 2×10+1×5=25;后做的事:x*=6.25、y*=12.5,净需求 x 为负(卖出3.75)、y 为正(买进7.5)。

(1) 毛需求(最优总消费量)

第1步:写预算线(禀赋收入)。 禀赋的总市场价值 = p_x·ω_x + p_y·ω_y = 2×10 + 1×5 = 25 预算约束:2x + 1y = 25

第2步:Cobb-Douglas U=x·y(α=β=0.5)。 由份额法(或MRS法): x* = 0.5 × 25/2 = 6.25 y* = 0.5 × 25/1 = 12.5

(2) 净需求

x的净需求 = x* − ω_x = 6.25 − 10 = −3.75(出售3.75单位x) y的净需求 = y* − ω_y = 12.5 − 5 = +7.5(购买7.5单位y)

解释:消费者初始有较多的x(10单位)和较少的y(5单位),但偏好是对称的。在价格p_x=2, p_y=1下,x相对较贵——所以她选择卖出一些x、买入更多y,最终消费(6.25, 12.5)。

易错点:预算线右边是禀赋的总价值(p_x·ω_x + p_y·ω_y),不是题目直接给的一个叫m的数字。很多人看到"禀赋(10,5)"就写2x+y=10+5=15,漏了乘以价格。另外,净需求可以是负数——负数=出售,正数=购买。

本题用到的模板:禀赋经济——①算禀赋总值 ②用该值当"收入"套入普通需求 ③净需求=毛需求−禀赋。


专题2:替代效应与福利

价格变了,消费者买的东西会变——但"变"的背后其实有两股力在同时拉扯。一股是"替代效应":贵的东西你就想少买点,便宜的多买点(沿着同一条无差异曲线滑)。另一股是"收入效应":东西贵了你的实际购买力缩水了,穷了自然克扣自己(无差异曲线整体往下跳)。专题2教你用斯勒茨基方程把这两股力量拆开——这是微观经济学最漂亮的"手术刀"之一。后面还加上了CV、EV(补偿变化、等价变化)和一次总付原则——这些是你回答"一项政策到底让人亏了多少/赚了多少"的度量工具。

📌 这个专题学完你就能回答: 价格变化后,消费量的变化里多少是"替代"造成的、多少是"变穷/变富"造成的?斯勒茨基分解和希克斯分解有什么不同?补偿变化(CV(Compensating Variation,补偿变化))和等价变化(EV)分别对应什么政策场景?为什么一次总付税比从量税更有效率?

专题2翻车现场

翻车1:斯勒茨基分解漏了算"补偿收入"这一步。 价格变化后,必须先算"按新价格买回原消费束需要多少钱"——这就是斯勒茨基补偿收入 m'。很多人跳过这一步直接比较新旧消费量,把总效应当成了替代效应。

翻车2:CV和EV搞反。 CV(补偿变化)= 价格变化后,需要给消费者多少钱才能让她回到原来的效用水平(按新价格算)。EV(等价变化)= 价格变化前,拿走多少钱能让消费者等同于经历了这次价格变化。简单记:CV是"事后补偿",EV是"事前等价"。

翻车3:拟线性效用下CV=EV。 拟线性偏好没有收入效应,所以CV永远等于EV。很多人不知道这个结论,分别算了两遍发现结果一样还以为自己算错了。


Q7 ⭐⭐ 斯勒茨基分解:U = x·y,初始p_x=2,p_y=1,m=200。p_x从2涨到4,用斯勒茨基方法分解总效应为替代效应(SE)和收入效应(IE(Income Effect,收入效应))。

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🧠思路: 拿到这题先看关键词"斯勒茨基"——它的补偿依据是"按新价格买回原来的消费束",不是维持原效用(那是希克斯)。想到的方法:四步模板——旧最优→新最优(得总效应)→算补偿收入 m'→补偿后最优(得替代效应),收入效应=总效应−替代效应。先做的事:算新旧最优 (50,100) 和 (25,100);后做的事:m'=4×50+1×100=300,x_s=37.5,SE=−12.5、IE=−12.5,验证相加等于总效应−25。

第1步:求初始最优(旧价格)。 U=x·y,α=β=0.5。p_x=2, p_y=1, m=200。 x₀ = 0.5×200/2 = 50 y₀ = 0.5×200/1 = 100 初始效用:U₀ = 50×100 = 5000

第2步:求最终最优(新价格)。 p_x'=4, p_y=1, m=200(收入不变)。 x₁ = 0.5×200/4 = 25 y₁ = 0.5×200/1 = 100 最终效用:U₁ = 25×100 = 2500

总效应 TE(Total Effect,总效应) = x₁ − x₀ = 25 − 50 = −25(x的消费减少了25单位,注意y的消费没变——这是因为Cobb-Douglas中y的支出份额固定且p_y没变)

第3步:斯勒茨基补偿——按新价格买回旧消费束需要多少钱? m' = p_x'·x₀ + p_y·y₀ = 4×50 + 1×100 = 300 补偿收入比原来多了100元(因为x变贵了,要维持原消费束需要更多钱)。

第4步:替代效应——按新价格+补偿收入求最优。 x_s = 0.5×300/4 = 37.5 y_s = 0.5×300/1 = 150

替代效应 SE(Substitution Effect,替代效应) = x_s − x₀ = 37.5 − 50 = −12.5

第5步:收入效应。 收入效应 IE = x₁ − x_s = 25 − 37.5 = −12.5

验证:TE = 25−50 = −25。SE = −12.5,IE = −12.5。−12.5 + (−12.5) = −25 ✓

总结:

效应 x的变化 含义
总效应 TE −25 x变贵了,总消费减少25单位
替代效应 SE −12.5 贵了就少买,沿无差异曲线用y替代x
收入效应 IE −12.5 实际购买力下降,整体消费缩水

易错点:斯勒茨基补偿收入 m' = 新价格 × 旧消费束,不是旧价格×旧消费束。很多人顺手写成m' = 2×50+1×100=200,等于没补偿。

本题用到的模板:斯勒茨基四步——①旧价格→旧最优 ②新价格→新最优(TE) ③算补偿收入→补偿后最优→SE ④IE=TE−SE。


Q8 ⭐⭐ 希克斯分解:同Q7条件,用希克斯方法分解总效应。

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🧠思路: 拿到这题先看关键词"希克斯"——和斯勒茨基只有一个差别:补偿目标是维持"效用水平"而不是"消费束",所以它是一个支出最小化问题。想到的方法:在新价格下 min 4x+y 使 xy=5000,用 MRS=价格比(或拉格朗日)解希克斯需求。先做的事:MRS=y/x=4 得 y=4x,代入 xy=5000 解 x_h≈35.36;后做的事:SE=x_h−x₀,IE=x₁−x_h,验证相加等于总效应。

前面已验证:初始(x₀, y₀)=(50, 100),U₀=5000;最终(x₁, y₁)=(25, 100)。

希克斯补偿的核心:按新价格,需要多少收入才能维持原来的效用水平 U₀=5000?(和斯勒茨基不同——斯勒茨基是维持原消费束,希克斯是维持原效用水平)

第1步:在U₀=5000和新价格 p_x'=4, p_y=1 下求希克斯需求。 方法:最小化支出 4x + y,满足 xy = 5000。

拉格朗日:L = 4x + y + λ(5000 − xy)(L为拉格朗日函数) ∂L/∂x = 4 − λy = 0 → λ = 4/y ∂L/∂y = 1 − λx = 0 → λ = 1/x ∂L/∂λ = 5000 − xy = 0

令 4/y = 1/x → y = 4x 代入 xy = 5000:x(4x) = 4x² = 5000 → x² = 1250 → x_h ≈ 35.36(精确值:√1250 = 25√2 ≈ 35.36) y_h = 4×35.36 ≈ 141.42

第2步:算希克斯补偿收入。 m_h = 4×35.36 + 1×141.42 ≈ 282.84

第3步:替代效应(希克斯版本)。 SE_Hicks = x_h − x₀ ≈ 35.36 − 50 = −14.64

第4步:收入效应(希克斯版本)。 IE_Hicks = x₁ − x_h ≈ 25 − 35.36 = −10.36

验证:SE_Hicks + IE_Hicks ≈ −14.64 + (−10.36) = −25 = TE ✓

对比斯勒茨基和希克斯:

斯勒茨基 希克斯
SE(替代效应) −12.5 ≈ −14.64
IE(收入效应) −12.5 ≈ −10.36
补偿依据 维持原消费束 维持原效用水平

希克斯的替代效应更大——因为在维持同样效用时,消费者有更大的灵活性调整消费组合(不必死守原来的消费束),所以能更多地用y替代变贵的x。

易错点:希克斯补偿不是算"买回原消费束要多少钱"(那是斯勒茨基),而是算"达到原效用水平最少花多少钱(按新价格)"——这是一个支出最小化问题,不是直接乘。

本题用到的模板:希克斯分解——①旧最优+旧效用 ②支出最小化→希克斯需求(新价格+旧效用)③SE=希克斯需求−旧需求 ④IE=新需求−希克斯需求。


Q9 ⭐⭐⭐ 补偿变化与等价变化:U = x^{0.5} + y,p_x从1涨到2,p_y=1,m=100。求CV和EV。

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🧠思路: 拿到这题先看关键词"CV/EV"——最容易乱的是谁用新价、谁用旧价:CV 按新价格最小支出回到"旧效用",EV 按旧价格最小支出达到"新效用"。想到的方法:先算出新旧最优和效用,再分别做两个支出最小化;本题是拟线性偏好(y 的边际效用恒为 1),没有收入效应,CV=EV,算一个就能核对另一个。先做的事:算 U₀=100.25、U₁=100.125;后做的事:CV 在新价下回到旧效用,EV 在旧价下达到新效用。

(1) 求初始最优和效用

拟线性 U = x^{0.5} + y。MUx = 0.5x^{-0.5},MUy = 1。

MRS = 0.5x^{-0.5} = p_x/p_y

初始(p_x=1):0.5x^{-0.5}=1 → x^{-0.5}=2 → x₀=0.25 花在x上:1×0.25=0.25,y₀=(100−0.25)/1=99.75 U₀ = 0.25^{0.5} + 99.75 = 0.5 + 99.75 = 100.25

最终(p_x'=2):0.5x^{-0.5}=2 → x^{-0.5}=4 → x₁=0.0625 花在x上:2×0.0625=0.125,y₁=(100−0.125)/1=99.875 U₁ = 0.0625^{0.5} + 99.875 = 0.25 + 99.875 = 100.125

(2) CV(补偿变化)

问题:价格涨了以后,给消费者多少钱才能让她回到原来的效用水平 U₀=100.25?(事后补偿,按新价格 p_x'=2)

相当于问:按新价格(p_x'=2, p_y=1),要花多少钱才能达到U₀=100.25?

支出最小化:min 2x + y s.t. x^{0.5} + y = 100.25 由 MRS = 0.5x^{-0.5} = 2/1=2 → x^{-0.5}=4 → x=0.0625 y = 100.25 − 0.0625^{0.5} = 100.25 − 0.25 = 100 最小支出 = 2×0.0625 + 1×100 = 100.125

CV = 最小支出 − 原收入 = 100.125 − 100 = 0.125

解释:x涨价后,只要补贴0.125元,消费者就能回到原来的幸福程度。注意x只占消费的极小部分,所以影响很小。

(3) EV(等价变化)

问题:价格还没涨的时候,拿走多少钱能让消费者"相当于"经历了这次涨价?(事前等价,按旧价格 p_x=1)

按旧价格(p_x=1, p_y=1),要花多少钱达到最终效用水平 U₁=100.125?

由 MRS = 0.5x^{-0.5} = 1/1=1 → x^{-0.5}=2 → x=0.25 y = 100.125 − 0.25^{0.5} = 100.125 − 0.5 = 99.625 最小支出 = 1×0.25 + 1×99.625 = 99.875

EV = 原收入 − 最小支出 = 100 − 99.875 = 0.125

发现:CV = EV = 0.125。这是因为拟线性偏好没有收入效应(y的边际效用恒为1,收入变化只影响y的消费、不影响x),所以CV和EV必然相等。

易错点:CV和EV在拟线性偏好下相等,在一般偏好下不等(CV>EV还是CV<EV取决于商品是正常品还是劣等品)。别因为此题CV=EV就以为所有情况下都相等。CV用的是新价格算最小支出回到旧效用;EV用的是旧价格算最小支出达到新效用——方向不一样。

本题用到的模板:CV/EV——①新旧最优+新旧效用 ②CV:新价格下min支出回到旧效用−原收入 ③EV:原收入−旧价格下min支出达到新效用。


Q10 ⭐⭐⭐ 一次总付原则:U = x·y,政府对x征收从量税t=1(即p_x从1变为2),p_y=1,m=100。比较:(1) 从量税下的税收收入和消费者效用;(2) 如果改为征所得税,征同样的税收收入,效用比从量税高多少?

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🧠思路: 拿到这题先看关键词"一次总付原则"——它在比较"征同样一笔税,从量税 vs 所得税谁让消费者更难受"。想到的方法:先算从量税下的均衡拿到税额 R,再让所得税也收 R、价格不变重算最优,最后比两种税下的效用。先做的事:从量税新价格 p_x'=1+1=2 求最优,得税收 R=1×25=25;后做的事:所得税下 m'=100−25=75、价格不变求最优 (37.5,37.5),效用 1406.25>1250。

(1) 从量税

税前:p_x=1, p_y=1, m=100。x₀=50, y₀=50, U₀=2500。

税后:p_x'=2, p_y=1, m=100。x₁=25, y₁=50, U₁=1250。

政府税收 R = t×x₁ = 1×25 = 25。 消费者效用 U₁ = 1250。

(2) 一次总付税(所得税)征同样金额25元

征25元一次总付税后,可支配收入 m' = 100−25 = 75。 价格不变(p_x=1, p_y=1),最优: x₂ = 0.5×75/1 = 37.5 y₂ = 0.5×75/1 = 37.5 U₂ = 37.5×37.5 = 1406.25

(3) 对比

从量税 所得税(同税额)
税收 25 25
效用 1250 1406.25

所得税下效用1406.25 > 从量税下效用1250。

为什么? 从量税不仅让消费者变穷了(收入效应),还扭曲了相对价格让人少买x多买y(替代效应)——双重打击。所得税只让消费者变穷(纯收入效应),不扭曲价格——同样的税收负担,消费者可以用自己最喜欢的方式调整消费,福利损失更小。这就是"一次总付原则":对一笔固定金额的税收来说,不扭曲相对价格的税种效率最高。

易错点:所得税下的m'=m−R,而R是从量税下的税收,不是随便减一个数。另外,所得税下的价格是不含税的原始价格,因为所得税不改变商品价格。

本题用到的模板:一次总付对比——①从量税:新价格=原价+税,求新最优+税收 ②所得税:m'=m−R(R取从量税下的税额),价格不变求最优 ③比较两种税下的效用。


专题3:成本最小化与供给

前面讲的是消费者怎么花钱,现在轮到生产者怎么省钱。厂商想生产一定数量的产品,资本和劳动怎么搭配最省钱?答案取决于两种投入的相对价格和技术(生产函数)。从这个"成本最小化"出发,可以一路推导出成本函数、边际成本曲线——而边际成本曲线在AVC以上的部分,就是短期供给曲线。专题3的4道题覆盖了从成本最小化到供给函数的完整逻辑链,还加了包络定理这个"高阶验证工具"。

📌 这个专题学完你就能回答: 给一个生产函数和投入价格,怎么求条件要素需求?怎么从生产函数推导成本函数?短期和长期成本函数有什么不同?怎么从成本函数反推出供给曲线?

专题3翻车现场

翻车1:混淆条件要素需求和利润最大化要素需求。 条件要素需求 L*(w, r, q) 是把产量q当给定的(成本最小化问题)。利润最大化要素需求 L*(w, r, p) 是把产品价格p当给定的。两者不是一回事,别混用。

翻车2:短期供给是MC在AVC以上的部分,不是AC以上。 短期中固定成本已经沉没了,只要价格高于平均可变成本就继续生产。很多人记成"MC在AC以上"——那是长期的停业条件。

翻车3:拉格朗日乘子λ的经济含义。 成本最小化问题中,λ = 边际成本 MC(Marginal Cost,边际成本)。这不是巧合——包络定理保证了这一点,但很多人算完λ就扔了。


Q11 ⭐⭐ Cobb-Douglas生产函数:q = K^{0.5}·L^{0.5},w = 4,r = 9。求:(1) 条件要素需求 K*(w,r,q) 和 L*(w,r,q);(2) 长期成本函数 C(w,r,q)。

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🧠思路: 拿到这题先看"求条件要素需求"——这是成本最小化问题(产量 q 当给定),和消费者那边的"MRS=价格比"完全同构,这里换成"MRTS=w/r"。想到的方法:由 MRTS=K/L=w/r 得要素比例,再代入生产函数把 K、L 都用 q 表达。先做的事:K/L=4/9 得 K=(4/9)L;后做的事:代入 q=K^{0.5}L^{0.5} 解出 K*=2q/3、L*=3q/2,最后 C=rK*+wL*=12q。

(1) 条件要素需求

成本最小化:min 9K + 4L,s.t. K^{0.5}L^{0.5} = q

拉格朗日:L = 9K + 4L + λ(q − K^{0.5}L^{0.5})

∂L/∂K = 9 − λ(0.5K^{-0.5}L^{0.5}) = 0 → λ = 18K^{0.5}L^{-0.5} = 18(K/L)^{0.5} ∂L/∂L = 4 − λ(0.5K^{0.5}L^{-0.5}) = 0 → λ = 8K^{-0.5}L^{0.5} = 8(L/K)^{0.5}

令两式相等:18(K/L)^{0.5} = 8(L/K)^{0.5} 18(K/L) = 8 → K/L = 8/18 = 4/9 K = (4/9)L → L = (9/4)K

代入产量约束:K^{0.5}·((9/4)K)^{0.5} = K·(9/4)^{0.5} = K·(3/2) = q K*(w,r,q) = (2/3)·q = q·(2/3)

L*(w,r,q) = (9/4)·(2/3)q = (3/2)·q

更通用的写法(带入w=4, r=9的具体值): K* = q·(w/r)^{0.5} = q·(4/9)^{0.5} = q·(2/3) L* = q·(r/w)^{0.5} = q·(9/4)^{0.5} = q·(3/2)

(2) 长期成本函数

C(w,r,q) = r·K* + w·L* = 9·(2q/3) + 4·(3q/2) = 6q + 6q = 12q

边际成本 MC = dC/dq = 12(常数,说明规模报酬不变)

易错点:推导条件要素需求时,从MRTS=w/r得到K/L的比例关系后,要代入生产函数(不是预算线!)。很多人在消费者问题里习惯了代入预算线,到生产者这里顺手写错。

本题用到的模板:成本最小化——①MRTS=w/r求要素比 ②代入产量约束q=f(K,L)求条件需求 ③C=rK*+wL*。


Q12 ⭐⭐ 固定比例技术:q = min{K, 2L},w = 3,r = 6。求成本函数 C(w,r,q)。

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🧠思路: 拿到这题先看生产函数带 min——固定比例技术,和消费者那边的完全互补同构,要素没有替代可能,不能走 MRTS=w/r 的切线条件。想到的方法:令括号里两个量相等 K=2L 得配比,此时 q=K=2L。先做的事:写配比 K=2L;后做的事:用 q 表示 K=q、L=q/2,代入 C=rK+wL=6q+3·(q/2)=7.5q。

第1步:确定要素的最优配比。 生产函数 q = min{K, 2L} 意味着K和L必须按K = 2L的比例搭配(括号里两边相等:K = 2L,此时q = K = 2L)。

第2步:用q表示K和L。 q = K → K = q q = 2L → L = q/2

第3步:代入成本。 C = r·K + w·L = 6·q + 3·(q/2) = 6q + 1.5q = 7.5q

成本函数:C(q) = 7.5q,MC = AC(Average Cost,平均成本) = 7.5(常数)。

易错点:min{K, 2L}的最优配比是K=2L,不是2K=L。判断方法——两个括号里分别是K和2L,令它们相等:K=2L。如果写反了K=L/2,代进去成本会算错。

本题用到的模板:固定比例技术——①要素配比条件 ②用q表示每种要素 ③C=rK*+wL*。


Q13 ⭐⭐ 短期供给:短期总成本函数 STC(Short-run Total Cost,短期总成本) = q^3 − 4q^2 + 10q + 20。求短期供给函数 q^S(P)。

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🧠思路: 拿到这题先看"求短期供给函数"——立即想到模板"MC 在 AVC 以上的上升段"。想到的方法:P=MC 解出 q,但前提是价格能盖住平均可变成本——短期固定成本 20 已沉没,停业点是 AVC 最低点而不是 AC 最低点。先做的事:拆 FC=20、VC=q³−4q²+10q,求 MC=3q²−8q+10 和 AVC=q²−4q+10;后做的事:求 AVC 最低点得停业价 6,解 P=MC 的二次方程取较大根。

第1步:分解成本。 固定成本 FC(Fixed Cost,固定成本) = 20(常数项) 可变成本 VC(Variable Cost,可变成本) = q^3 − 4q^2 + 10q

第2步:求边际成本MC。 MC = d(STC)/dq = 3q^2 − 8q + 10

第3步:求平均可变成本AVC。 AVC(Average Variable Cost,平均可变成本) = VC/q = q^2 − 4q + 10

第4步:求AVC的最低点(停业点)。 d(AVC)/dq = 2q − 4 = 0 → q = 2 AVC_min = AVC(2) = 4 − 8 + 10 = 6

第5步:短期供给函数。 P = MC 且 P ≥ AVC_min = 6(厂商在P≥6时生产,P<6时停产q=0)

由 P = 3q^2 − 8q + 10 解出 q: 3q^2 − 8q + (10−P) = 0

q = [8 ± √(64 − 12(10−P))] / 6 = [8 ± √(64 − 120 + 12P)] / 6 = [8 ± √(12P − 56)] / 6

供给量取较大根(MC上升段): q^S(P) = [8 + √(12P − 56)] / 6,当 P ≥ 6;q^S(P) = 0,当 P < 6。

易错点:短期停业条件是 P < AVC_min(不是 P < AC_min)。固定成本20已经沉没了,只要价格能覆盖可变成本就继续生产。另外,P=MC有两个解(二次方程两根),取MC上升的那根(较大的q)。

本题用到的模板:短期供给——①MC=dTC/dq ②AVC=VC/q ③停业点=AVC最低点 ④供给:P=MC(取上升段),P≥AVC_min。


Q14 ⭐⭐⭐ 长期成本与包络定理:q = 2K^{0.25}·L^{0.75},w = 8,r = 2。求:(1) 长期成本函数;(2) 用包络定理验证 ∂C/∂w = L*。

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🧠思路: 拿到这题先看两个要求——求长期成本函数 + 包络定理验证。想到的方法:长期没有固定要素,直接成本最小化(MRTS=w/r 得 K/L,代入生产函数求 K*、L*);包络定理 ∂C/∂w=L* 用来交叉验证条件劳动需求算得对不对。先做的事:令 MRTS=w/r 得 K=(4/3)L,代入 q=2K^{0.25}L^{0.75} 求 K*、L*;后做的事:C=rK*+wL*,再单独按公式算 L* 与 ∂C/∂w 对一对。

(1) 长期成本函数

成本最小化:min 2K + 8L,s.t. 2K^{0.25}L^{0.75} = q

拉格朗日:L = 2K + 8L + λ(q − 2K^{0.25}L^{0.75})

∂L/∂K = 2 − λ(2×0.25K^{-0.75}L^{0.75}) = 0 → 2 = λ·0.5·(L/K)^{0.75} ∂L/∂L = 8 − λ(2×0.75K^{0.25}L^{-0.25}) = 0 → 8 = λ·1.5·(K/L)^{0.25}

两式相除(∂L/∂L ÷ ∂L/∂K): 8/2 = [1.5(K/L)^{0.25}] / [0.5(L/K)^{0.75}] 4 = 3·(K/L)^{0.25}·(K/L)^{0.75} = 3·(K/L) K/L = 4/3 → K = (4/3)L

代入生产函数: 2·((4/3)L)^{0.25}·L^{0.75} = 2·(4/3)^{0.25}·L^{0.25}·L^{0.75} = 2·(4/3)^{0.25}·L = q L* = q / [2·(4/3)^{0.25}]

令 A = 2·(4/3)^{0.25} = 2·(1.333)^{0.25} = 2×1.07457 ≈ 2.149。所以 L* ≈ q/2.149 = 0.465q

K* = (4/3)L* ≈ (4/3)×0.465q = 0.62q

更精确地:L* = q/[2(4/3)^{1/4}] = q/[2·4^{1/4}·3^{-1/4}] = q·3^{1/4}/[2·4^{1/4}]

K* = (4/3)·L* = (4/3)·q·3^{1/4}/[2·4^{1/4}] = q·4·3^{1/4}/[6·4^{1/4}] = q·2·3^{1/4}/[3·4^{1/4}] = q·2/[3·(4/3)^{1/4}]

成本:C = r·K* + w·L* = 2K* + 8L*。把上面解出的 L*、K* 精确表达式代入: L* = q/[2(4/3)^{1/4}],K* = (4/3)L*

C = 2·(4/3)L* + 8L* = (8/3 + 8)L* = (32/3)·L* = (32/3)·q/[2·(4/3)^{1/4}] = (16/3)·q/(4/3)^{1/4}

数值:(4/3)^{1/4} ≈ 1.0746 → C ≈ (16/3)·q/1.0746 ≈ 4.963q

(也可用标准C-D成本函数公式快速核对:对 q=A·K^α·L^β(α+β=1), C = (q/A)·(r/α)^α·(w/β)^β = (q/2)·(2/0.25)^{0.25}·(8/0.75)^{0.75} = (q/2)·8^{0.25}·(32/3)^{0.75} ≈ 4.963q,结果一致 ✓)

长期成本函数:C(q) ≈ 4.963q ≈ 5q(简单好记)。 边际成本 MC = dC/dq ≈ 4.963(常数,说明规模报酬不变)。

(2) 包络定理验证

包络定理说:∂C/∂w = L*(成本函数对工资求偏导,等于条件劳动需求)。

对于Cobb-Douglas生产函数 q = A·K^α·L^β(α+β=1, A=2): 条件劳动需求 L* = (q/A)·(β/α)^α·(r/w)^α

代入α=0.25, β=0.75, A=2, r=2, w=8: L* = (q/2)·(0.75/0.25)^{0.25}·(2/8)^{0.25} = (q/2)·3^{0.25}·(0.25)^{0.25} = (q/2)·(0.75)^{0.25}

3^{0.25} ≈ 1.316, 0.25^{0.25} = (1/4)^{0.25} = 1/√2 ≈ 0.707 L* ≈ (q/2)·1.316×0.707 = (q/2)·0.93 ≈ 0.465q ✓(与上面用拉格朗日算的一致)

把 C 写成 w 的显式函数(保持 r=2, α=0.25, β=0.75, A=2): C(w) = (q/2)·8^{0.25}·(w/0.75)^{0.75}

对 w 求偏导(d/dw[(w/0.75)^{0.75}] = (w/0.75)^{-0.25}): ∂C/∂w = (q/2)·8^{0.25}·(w/0.75)^{-0.25}

在 w=8 处代入: ∂C/∂w = (q/2)·8^{0.25}·(8/0.75)^{-0.25} = (q/2)·8^{0.25}·8^{-0.25}·(0.75)^{0.25} = (q/2)·(0.75)^{0.25}

(0.75)^{0.25} ≈ 0.93 → ∂C/∂w ≈ (q/2)×0.93 ≈ 0.465q

这正是上面算出的 L* ≈ 0.465q。所以 ∂C/∂w = L* ✓,包络定理成立。

关键理解:包络定理不是巧合——它是一个深刻的数学结果:在最优化问题中,值函数对参数的偏导数等于拉格朗日函数对同一参数的偏导数。应用到成本最小化:∂C/∂w = ∂L/∂w = L*(因为在最优处∂L/∂w = L)。这提供了一个"交叉验证"工具——如果你算出了C和L*,可以用∂C/∂w=L*来检验是否一致。

本题用到的模板:Cobb-Douglas成本函数公式 + 包络定理验证(∂C/∂w=L*, ∂C/∂r=K*)。


专题4:垄断与价格歧视

前面几个专题都在完全竞争的世界里——厂商是价格接受者,P=MC,零利润。专题4撕开这个假设:如果市场上只有一个卖家呢?垄断者不再被动接受价格,而是主动选择"在需求曲线上哪个点经营"——价格和产量一起定。更进一步,如果垄断者能区分不同类型的消费者,它就会对舍得花钱的人定价高、对抠门的人定价低——这就是价格歧视。学完你会发现:"垄断造成无谓损失"不是空话,而是一个可以精确计算的三角形面积。

📌 这个专题学完你就能回答: 垄断者怎么定价?无谓损失怎么算?三级价格歧视为什么比单一定价利润更高?两部收费的最优设计是什么(会员费收多少、单价定多高)?

专题4翻车现场

翻车1:垄断定价条件写成P=MC。 垄断者的最优条件是MR=MC,不是P=MC。P=MC是完全竞争的条件。混淆这两者的后果是算出的产量偏高、价格偏低。

翻车2:三级价格歧视的MR相等条件。 两个市场的边际收益必须相等 MR₁=MR₂=MC,不是价格相等。如果MR₁>MR₂,说明把最后一单位从市场2移到市场1能增加总收益——还没到最优。

翻车3:两部收费的最优单价。 最优两部收费中,单价 = MC(不是高于MC),然后会员费 = 消费者剩余。很多人习惯性地设P>MC,但两部收费的逻辑恰好是压低单价、从会员费中提取剩余。


Q15 ⭐⭐ 垄断定价:需求函数 P = 200 − 3Q,总成本 TC = 20Q + 500。求:(1) 垄断最优价格和产量;(2) 无谓损失 DWL(Deadweight Loss,无谓损失);(3) 勒纳指数。

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🧠思路: 拿到这题先看"垄断"——垄断者用 MR=MC,不是 P=MC;对线性需求 P=a−bQ,MR=a−2bQ(斜率是需求的两倍)。想到的方法:一题三问对应三步——①MR=MC 求垄断解 ②对比完全竞争解算 DWL 死三角 ③勒纳指数 L=(P−MC)/P。先做的事:写出 TR=200Q−3Q² 得 MR=200−6Q;后做的事:MR=MC 得 Q_m=30、P_m=110,再求 Q_c=60 算 DWL=1350,最后算勒纳指数 9/11。

(1) 垄断最优

总收入 TR(Total Revenue,总收益) = P·Q = (200−3Q)Q = 200Q − 3Q² 边际收益 MR(Marginal Revenue,边际收益) = d(TR)/dQ = 200 − 6Q

边际成本 MC = d(TC(Total Cost,总成本))/dQ = 20

MR = MC:200 − 6Q = 20 → 6Q = 180 → Q_m = 30 P_m = 200 − 3×30 = 200 − 90 = 110

利润 π = TR − TC = 110×30 − (20×30+500) = 3300 − 1100 = 2200

(2) 无谓损失

先求完全竞争产量(P=MC):200 − 3Q = 20 → 3Q = 180 → Q_c = 60 竞争价格 P_c = 20

DWL = 死三角面积 = ½ × (Q_c − Q_m) × (P_m − MC) = ½ × (60−30) × (110−20) = ½ × 30 × 90 = 1350

(3) 勒纳指数

L = (P − MC)/P = (110 − 20)/110 = 90/110 = 9/11 ≈ 0.818

解释:价格超出边际成本的比例约82%。直觉上,勒纳指数 L = (P−MC)/P 衡量的是"价格超出成本的比例",垄断势力越强超价越狠;它与需求弹性互为倒数,关系是 L = 1/|ε|。验证:对线性需求 P=a−bQ,在垄断最优点:ε = −P/(a−P) = −110/(200−110) = −110/90 ≈ −1.22,勒纳指数 L = 1/|ε| = 1/1.22 ≈ 0.82 ✓

易错点:(1) MR的斜率是需求曲线斜率的两倍——对线性需求P=a−bQ,MR=a−2bQ。很多人写成MR=a−bQ。(2) DWL是比较垄断和完全竞争,不是比较垄断和"不生产"。

本题用到的模板:垄断定价——①TR=P·Q→MR ②MR=MC求Q_m ③代入需求求P_m ④DWL=½(Q_c−Q_m)(P_m−MC)。


Q16 ⭐⭐⭐ 三级价格歧视:两个市场 P₁ = 100 − q₁,P₂ = 60 − 0.5q₂,TC = 10Q + 200(其中 Q = q₁+q₂)。求三级价格歧视下的最优定价和总利润。

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🧠思路: 拿到这题先看"两个市场 + 同一成本函数"——三级价格歧视,最优条件是 MR₁=MR₂=MC,不是 P₁=P₂(价格相等只会让低需求市场白赚)。想到的方法:分别算两个市场的 TR、MR,令各自等于 MC 解出 q₁、q₂,再代回各自需求定价。先做的事:MR₁=100−2q₁、MR₂=60−q₂;后做的事:MR₁=MC=10 得 q₁=45、MR₂=MC 得 q₂=50,再算 P₁=55、P₂=35 和总利润 3075。

(1) 求各市场的MR

市场1:TR₁ = (100−q₁)q₁ = 100q₁ − q₁²,MR₁ = 100 − 2q₁ 市场2:TR₂ = (60−0.5q₂)q₂ = 60q₂ − 0.5q₂²,MR₂ = 60 − q₂

MC = d(TC)/dQ = 10(常数)

(2) 最优条件:MR₁ = MR₂ = MC

MR₁ = MC:100 − 2q₁ = 10 → 2q₁ = 90 → q₁ = 45 MR₂ = MC:60 − q₂ = 10 → q₂ = 50

(3) 定价

P₁ = 100 − 45 = 55 P₂ = 60 − 0.5×50 = 60 − 25 = 35

(4) 利润

TR = 55×45 + 35×50 = 2475 + 1750 = 4225 TC = 10×(45+50) + 200 = 950 + 200 = 1150 π = 4225 − 1150 = 3075

对比——如果统一定价(不分市场): 总需求 Q = q₁+q₂,但两个市场需求函数不同... 统一定价时,需要把两个市场的需求水平相加:Q = (100−P) + (120−2P) = 220−3P(当P≤60)。反需求 P = (220−Q)/3,MR = (220−2Q)/3。令MR=MC=10 → 220−2Q=30 → Q=95。但此时P=(220−95)/3≈41.67,市场1需求q₁=100−41.67≈58.33,市场2需求q₂=120−2×41.67≈36.67。利润会低于3075——这就是价格歧视的利润提升效果。

易错点:MR₁=MR₂必须同时等于MC。如果MR₁=MC求出的q₁代入发现MR₂≠MC,说明需要调整——不是每个市场单独算就完事了,最终要MR₁=MR₂=MC同时成立。另外注意检查"价格较低的市场的需求量是否为正"。

本题用到的模板:三级价格歧视——①各市场MR ②MR₁=MR₂=MC求各市场q ③代回需求求各市场P ④总利润=Σ(Pᵢqᵢ)−TC(Σqᵢ)。


Q17 ⭐⭐⭐ 两部收费:高尔夫球场面临需求 P = 100 − 0.5q(每个消费者的个人需求),边际成本 MC = 20(常数),无固定成本。求最优两部收费方案(会员费F + 单价p)。

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🧠思路: 拿到这题先看"会员费+单价"——两部收费,最反直觉的是单价要压到 MC(不是抬高价格),利润靠会员费把消费者剩余全拿走。想到的方法:p*=MC=20,此价格下解需求量,消费者剩余三角形就是会员费上限。先做的事:令 p=MC 求 q*=160;后做的事:CS=½×(100−20)×160=6400 当会员费,总利润=nF,再和单一定价 3200 对比。

(1) 最优单价

在最优两部收费中,单价 = MC。因为压低单价到边际成本能最大化消费者剩余,然后通过会员费把全部剩余收走。

p* = MC = 20

(2) 此时每个消费者的消费量

P = 100 − 0.5q,当 P = 20:20 = 100 − 0.5q → 0.5q = 80 → q = 160*

(3) 消费者剩余(=会员费上限)

CS(Consumer Surplus,消费者剩余) = ½ × (100 − 20) × 160 = ½ × 80 × 160 = 6400

会员费 F = 6400*(把全部消费者剩余转化为会员费)

(4) 总利润

每消费者:利润 = F + (p−MC)·q = 6400 + (20−20)×160 = 6400 (单价等于MC,卖球不赚不亏,全靠会员费盈利)

对比——如果不用两部收费,只用单一定价: P = 100 − 0.5q → q = 200 − 2P。MR = 100 − q → MR=MC → 100−q=20 → q=80, P=60。利润 = (60−20)×80 = 3200。两部收费的利润(6400)是单一定价(3200)的两倍。

经济直觉:两部收费的精髓是"把单价压到成本价→让消费者尽情消费→把产生的大量消费者剩余通过会员费一次拿走"。这比抬高价格限制消费再从中赚差价,能榨出多得多的利润。迪士尼乐园就是这个逻辑——门票(会员费)很贵,进去后每个项目(单价=MC≈0)免费。

本题用到的模板:两部收费——①设p=MC ②求此价格下每个消费者的需求量 ③算消费者剩余=F ④总利润=nF(n为消费者人数)。


专题5:寡头模型

完全竞争和完全垄断是两个极端——现实中大多数行业在这两者之间:几家大厂商互相较劲,每家都在想"我这么干他会怎么回应"。这就是寡头。专题5的4道题覆盖了三种经典博弈框架:古诺(同时定产量)、斯塔克伯格(一个先动一个跟)、卡特尔(合谋,然后有人想偷偷背叛)。最后还有一道N厂商一般解——让你看到"当厂商数量趋近无穷大时,古诺均衡趋近完全竞争"这个漂亮的极限结论。

📌 这个专题学完你就能回答: 古诺和斯塔克伯格有什么区别?先动优势从哪里来?卡特尔为什么天生不稳定?N个相同厂商的古诺均衡,当N→∞时价格趋向什么?

专题5翻车现场

翻车1:古诺的反应函数不是需求函数。 厂商i的反应函数 q_i = f(q_j),是"给定对手产多少,我产多少最划算"。它是从厂商i的利润最大化 MR_i=MC 推出来的,不是从市场需求推的。很多人把需求函数写成了反应函数。

翻车2:斯塔克伯格用逆向归纳时,跟从者的反应函数代入的是领导者的问题,不是代入市场总需求。 领导者要考虑"我选q_L,跟从者会按他的反应函数 q_F = R(q_L) 回应",然后把 Q = q_L + R(q_L) 代入价格求领导者利润。

翻车3:合谋总产量取各厂商MC水平相加,而不是简单平分。 如果两个厂商成本不同(不对称),合谋应该让MC低的厂商多生产——总产量在MC₁=MC₂处决定。


Q18 ⭐⭐ 古诺双寡头:P = 150 − (q₁ + q₂),c₁ = c₂ = 30(常数边际成本,无固定成本)。求:(1) 古诺均衡产量、价格、利润;(2) 如果两厂商合谋(卡特尔),求总产量和总利润。

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🧠思路: 拿到这题先看"两个厂商同时决定产量"——古诺模型,先写每家利润、对自家产量求导得反应函数。想到的方法:两家成本相同所以反应函数对称,可设 q₁=q₂ 直接联立;第(2)问卡特尔则把两家当一家垄断者。先做的事:写 π₁,FOC 得 q₁=(120−q₂)/2;后做的事:对称解出 q=40、P=70、各赚 1600;卡特尔 max (150−Q)Q−30Q 得 Q=60、总利润 3600。

(1) 古诺均衡

厂商1的利润:π₁ = (150 − q₁ − q₂)q₁ − 30q₁ = (120 − q₁ − q₂)q₁ = 120q₁ − q₁² − q₁q₂

FOC(First-Order Condition,一阶条件):∂π₁/∂q₁ = 120 − 2q₁ − q₂ = 0 → 厂商1的反应函数:q₁ = (120 − q₂)/2

由对称性,厂商2的反应函数:q₂ = (120 − q₁)/2

联立求解:q₁ = (120 − q₂)/2,q₂ = (120 − q₁)/2 代入:q₁ = (120 − (120−q₁)/2)/2 = (240 − 120 + q₁)/4 = (120 + q₁)/4 4q₁ = 120 + q₁ → 3q₁ = 120 → q₁ = 40,q₂ = 40

总产量 Q = 80,P = 150 − 80 = 70 π₁ = π₂ = (70−30)×40 = 40×40 = 1600 总利润 = 3200。

(2) 卡特尔(合谋)

合谋最大化总利润:Π = (150−Q)Q − 30Q = 120Q − Q²

FOC:dΠ/dQ = 120 − 2Q = 0 → Q_m = 60 P_m = 150 − 60 = 90 总利润 Π_m = (90−30)×60 = 60×60 = 3600

古诺 卡特尔
总产量 80 60
价格 70 90
总利润 3200 3600

卡特尔的总利润(3600)高于古诺(3200),但每个厂商有背叛动机——给定对方生产30(卡特尔各一半),自己偷偷增产到45能获得更高利润。

易错点:(1) 推导反应函数时别忘了∂(q₁q₂)/∂q₁ = q₂。(2) 古诺的均衡产量(每家40)大于卡特尔(每家30)——竞争使产量更高、价格更低、总利润更少。这和直觉一致。

本题用到的模板:对称古诺——①写出πᵢ ②FOC得反应函数qᵢ=R(qⱼ) ③利用对称性q₁=q₂=q*=q*求解 ④代入价格和利润。


Q19 ⭐⭐⭐ 不对称古诺:P = 100 − 2(q₁ + q₂),c₁ = 20,c₂ = 30。求古诺均衡。

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🧠思路: 拿到这题先看成本——c₁=20≠c₂=30,这是 Q18 的变体,不能用对称性假设 q₁=q₂,必须分别写两个反应函数再联立。想到的方法:每家利润=收入−自家成本,FOC 得各自反应函数,截距由自家成本决定(成本低截距大、更"激进")。先做的事:写 π₁、π₂ 分别求导;后做的事:联立 q₁=20−0.5q₂ 和 q₂=17.5−0.5q₁ 解出 q₁=15、q₂=10,再算价格 50 和各自利润。

(1) 推导反应函数

厂商1的利润:π₁ = [100 − 2(q₁+q₂)]q₁ − 20q₁ = 80q₁ − 2q₁² − 2q₁q₂ FOC:∂π₁/∂q₁ = 80 − 4q₁ − 2q₂ = 0 → q₁ = 20 − 0.5q₂(厂商1的反应函数)

厂商2的利润:π₂ = [100 − 2(q₁+q₂)]q₂ − 30q₂ = 70q₂ − 2q₂² − 2q₁q₂ FOC:∂π₂/∂q₂ = 70 − 4q₂ − 2q₁ = 0 → q₂ = 17.5 − 0.5q₁(厂商2的反应函数)

(2) 联立求解

将q₂代入q₁: q₁ = 20 − 0.5(17.5 − 0.5q₁) = 20 − 8.75 + 0.25q₁ = 11.25 + 0.25q₁ 0.75q₁ = 11.25 → q₁ = 15

q₂ = 17.5 − 0.5×15 = 17.5 − 7.5 = 10

(3) 结果

总产量 Q = 25,P = 100 − 2×25 = 50 π₁ = (50−20)×15 = 30×15 = 450 π₂ = (50−30)×10 = 20×10 = 200

结论:成本低的厂商1产量更大(15>10)、利润更高(450>200)——成本优势在古诺竞争中直接转化为市场份额和利润优势。

易错点:不对称古诺不能假设q₁=q₂!必须分别推导两个不同的反应函数然后联立求解。反应函数的截距项不同——成本低的厂商截距更大(q₁截距20>q₂截距17.5),位置更"靠外"。

本题用到的模板:不对称古诺——①分别写π₁,π₂ ②分别FOC得两个反应函数 ③联立二元一次方程组求解 ④各自利润。


Q20 ⭐⭐⭐ 斯塔克伯格:P = 120 − (q₁ + q₂),c₁ = c₂ = 0(简化,边际成本为零)。厂商1先决定产量q₁,厂商2观察到q₁后决定q₂。求斯塔克伯格均衡。

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🧠思路: 拿到这题先看"厂商1先动"——斯塔克伯格,核心是逆向归纳:先解后动的跟从者反应函数,再把它代进先动者的利润。想到的方法:第二阶段 q₂=(120−q₁)/2;第一阶段把反应函数代入 P 得到领导者面对的"有效需求",再对其做利润最大化——不要直接用原始市场需求。先做的事:从最后阶段开始求 q₂ 的反应函数;后做的事:代进领导者利润,FOC 得 q₁=60,回代得 q₂=30,再和古诺对比看先动优势。

逆向归纳法:从后往前解。

(1) 第二阶段:厂商2(跟从者)的最优反应

给定q₁已选,厂商2的利润: π₂ = [120 − (q₁+q₂)]q₂ − 0 = 120q₂ − q₁q₂ − q₂²

FOC:∂π₂/∂q₂ = 120 − q₁ − 2q₂ = 0 → q₂ = (120 − q₁)/2(厂商2的反应函数)

(2) 第一阶段:厂商1(领导者)预判厂商2的反应

厂商1知道厂商2会按 q₂ = (120−q₁)/2 回应,因此厂商1面临的需求: P = 120 − q₁ − q₂ = 120 − q₁ − (120−q₁)/2 = 120 − q₁ − 60 + q₁/2 = 60 − q₁/2

厂商1的利润: π₁ = (60 − q₁/2)·q₁ = 60q₁ − q₁²/2

FOC:∂π₁/∂q₁ = 60 − q₁ = 0 → q₁ = 60

(3) 均衡结果

q₁ = 60 q₂ = (120−60)/2 = 30 Q = 90,P = 120 − 90 = 30

π₁ = 30×60 = 1800 π₂ = 30×30 = 900

对比古诺(c=0, P=120−Q): 古诺均衡 q₁=q₂=40, Q=80, P=40, π₁=π₂=1600。

古诺 斯塔克伯格
总产量 80 90
价格 40 30
领导者利润 1600 1800
跟从者利润 1600 900

斯塔克伯格中,领导者利润(1800) > 古诺(1600),跟从者利润(900) < 古诺(1600)。 这就是"先动优势"——先承诺产量的人能抢占更大的市场份额。

易错点:领导者利润最大化时,是把跟从者的反应函数代入P得到"领导者面对的有效需求",然后对这个有效需求做MR=MC——不是直接用原始市场需求。另外,不要忘了第二阶段厂商2的条件是给定q₁下的最优,q₁不是决策变量。

本题用到的模板:斯塔克伯格逆向归纳——①第二阶段:跟从者反应函数q₂=R(q₁) ②第一阶段:领导者把R(q₁)代入自己的利润 ③领导者FOC求q₁ ④回代R(q₁)求q₂。


Q21 ⭐⭐⭐ N厂商古诺一般解:N个相同厂商,市场需求 P = a − bQ,每个厂商 c_i = c(常数)。推导N厂商古诺均衡的产量、价格,并证明当N→∞时P→c。

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🧠思路: 拿到这题先看"一般参数 a、b、c + N 个厂商"——这是把古诺抽象成通式,思路和两厂商一样:每家对自家产量求导,只是其余 N−1 家的总产量要写成 Q_{−i}。想到的方法:FOC 得 q_i=(a−c)/(2b)−Q_{−i}/2,再用对称性 Q_{−i}=(N−1)q* 解出 q*。先做的事:写厂商 i 的利润并求导;后做的事:对称代入解 q*、Q*、P*,最后看 N→∞ 时 P*→c,并用 N=1、N=2 验证。

(1) 单个厂商的利润最大化

设厂商i的产量为q_i,其余(N−1)个厂商的总产量为Q_{−i} = Σ_{j≠i} q_j。 总产量 Q = q_i + Q_{−i}。

厂商i的利润:π_i = [a − b(q_i + Q_{−i})]q_i − c·q_i = aq_i − bq_i² − bq_i·Q_{−i} − cq_i

FOC:∂π_i/∂q_i = a − 2bq_i − bQ_{−i} − c = 0 → 2bq_i = a − c − bQ_{−i} → q_i = (a − c)/(2b) − Q_{−i}/2

(2) 利用对称性

所有N个厂商相同,对称均衡中所有厂商产量相等:q₁ = q₂ = ... = q_N = q*。 则 Q_{−i} = (N−1)q*。

代入反应函数:q* = (a−c)/(2b) − (N−1)q*/2 两边乘以2:2q* = (a−c)/b − (N−1)q* 2q* + (N−1)q* = (a−c)/b (N+1)q* = (a−c)/b → q = (a − c) / [b(N + 1)]*

(3) 市场均衡

总产量:Q = Nq = N(a−c) / [b(N+1)]**

价格:P = a − bQ = a − N(a−c)/(N+1) = [a(N+1) − N(a−c)] / (N+1)** = [aN + a − aN + Nc] / (N+1) = (a + Nc) / (N+1)

也可写作:P* = c + (a−c)/(N+1),价格超过边际成本的幅度为 (a−c)/(N+1)。

(4) 极限分析:N → ∞

当N→∞: q* → 0(每家产量趋近于零) Q* = N(a−c)/[b(N+1)] → (a−c)/b(完全竞争产量) P* = c + (a−c)/(N+1) → c(价格趋近边际成本)

结论:当厂商数量趋近无穷大时,古诺均衡趋近于完全竞争均衡(P→MC)。这是微观经济学最漂亮的一个极限结论——它用数学证明了"竞争来自厂商数量的增加"。

(5) 代入N=1和N=2验证

N=1(垄断):Q* = (a−c)/(2b),P* = (a+c)/2 ✓ N=2(双寡头):q* = (a−c)/(3b),Q* = 2(a−c)/(3b),P* = (a+2c)/3 ✓(与Q18结果一致)

易错点:反应函数里的Q_{−i}是除自己外的总产量,代入对称条件时 Q_{−i} = (N−1)q*。如果搞混成 Q = Nq*,系数就错了。另外注意推导中 FOC 的 −bQ_{−i} 项:在利润函数 ∂/∂q_i [−b q_i Q_{−i}] = −bQ_{−i}(Q_{−i}不含q_i,所以偏导很简单)。

本题用到的模板:N厂商古诺——①单个厂商利润最大化→反应函数 ②对称性qᵢ=q代入 ③解出q, Q*, P* ④极限分析。


专题6:一般均衡与市场失灵

前面5个专题都在"局部均衡"的框框里——一次只分析一个市场,假设其他市场不动。专题6登上经济学最壮观的瞭望台:一般均衡——所有市场同时出清,价格互相决定。你会在Q22里亲手算出一个两人两商品的纯交换经济怎么达到均衡。然后专题转向"市场失灵":外部性(Q23)、公共物品(Q24)和科斯定理(Q25)——这些是微观经济学对"为什么市场不能解决一切问题"的正式回答。

📌 这个专题学完你就能回答: 纯交换经济中竞争均衡怎么算?外部性存在时私人和社会最优产量差多少、庇古税怎么定价?公共物品的最优供给条件是什么、为什么市场会供给不足?科斯定理在什么条件下成立、产权分配影响什么不影响什么?

专题6翻车现场

翻车1:一般均衡中把价格绝对水平忘了。 在纯交换经济中,只有相对价格有意义——你可以把一种商品的价格标准化为1(计价物numeraire),不影响均衡分配。但如果忘了做标准化,方程会比未知数多一个,解不出来。

翻车2:外部性问题中,社会最优条件是MB = SMC(Social Marginal Cost,社会边际成本),不是MB = PMC(Private Marginal Cost,边际私人成本)。 SMC = PMC + MD(边际损害)。很多人直接把私人最优条件当社会最优条件用了。

翻车3:公共物品的垂直加总 vs 私人物品的水平加总。 公共物品的"社会需求"是把每个人对同一单位公共物品的边际评价垂直加起来(因为同一单位G同时被所有人消费)。私人物品是水平加总(把不同人消费的不同数量加起来)。混淆这两个方向会导致最优化条件完全写反。


Q22 ⭐⭐⭐ 纯交换经济:两人(A和B),两商品(x和y)。U_A = x_A·y_A,U_B = x_B·y_B。初始禀赋 ω_A = (8, 2),ω_B = (2, 8)。求竞争均衡(均衡价格比和最终分配)。

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🧠思路: 拿到这题先看"两人两商品纯交换"——一般均衡里只有相对价格有意义,必须先标准化(设 p_y=1),否则方程比未知数多、解不出来。想到的方法:把每人禀赋的市场价值当"收入"写马歇尔需求,再令一个市场出清解出价格比(瓦尔拉斯法则保证另一个市场自动出清)。先做的事:设 p_x=p,算 m_A=8p+2、m_B=2p+8;后做的事:写 A、B 两人的需求,用 x 市场出清 5+5/p=10 解出 p=1,代回得两人都消费 (5,5)。

(1) 标准化价格

设y为计价物:p_y = 1。令 p_x = p(待求)。

(2) 每个人的预算约束

A的禀赋价值:m_A = p×8 + 1×2 = 8p + 2 B的禀赋价值:m_B = p×2 + 1×8 = 2p + 8

(3) 每个人的马歇尔需求

Cobb-Douglas α=β=0.5(对称):

A:x_A = 0.5·m_A/p = (8p+2)/(2p) = 4 + 1/p y_A = 0.5·m_A/1 = (8p+2)/2 = 4p + 1

B:x_B = 0.5·m_B/p = (2p+8)/(2p) = 1 + 4/p y_B = 0.5·m_B/1 = (2p+8)/2 = p + 4

(4) 市场出清条件

x商品市场出清:x_A + x_B = ω_x^A + ω_x^B = 8 + 2 = 10

(4 + 1/p) + (1 + 4/p) = 10 5 + 5/p = 10 5/p = 5 p = 1

y商品市场出清(验证):y_A + y_B = (4p+1) + (p+4) = 5p+5 = 5×1+5 = 10 = 2+8 ✓

(5) 竞争均衡分配

p = 1时: x_A = 5, y_A = 5 x_B = 5, y_B = 5

均衡价格比 p_x/p_y = 1。最终分配:每人消费(5, 5)。

解读:初始时A有(8,2)(x多y少),B有(2,8)(x少y多),两人偏好相同。在均衡价格 p_x/p_y=1下,两人都选择消费(5,5)——A卖掉3单位x买入3单位y,B卖掉3单位y买入3单位x。这个均衡分配既是有效率的(在契约曲线上),也是"公平"的(两人完全平等——因为初始禀赋总值相同)。

易错点:(1) 标准化时只能固定一个价格,另一个价格是待求的变量。如果两个价格都设死了,就求不出均衡价格比了。(2) 验证时两个市场出清条件只需要验证一个(瓦尔拉斯法则:如果一个市场出清了,另一个自动出清)。

本题用到的模板:纯交换经济——①标准化p_y=1 ②每人禀赋价值=收入 ③每人需求(Marshallian)④市场出清条件解p ⑤代回需求得均衡分配。


Q23 ⭐⭐ 负外部性:某工厂的私人边际成本 PMC(Private Marginal Cost,私人边际成本) = 2Q,生产过程中对周围居民造成的边际损害 MD = Q。市场需求(边际收益)MB = 30 − Q。求:(1) 私人最优产量和价格;(2) 社会最优产量和价格;(3) 最优庇古税税率。

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🧠思路: 拿到这题先看"边际损害 MD"——这是外部性,关键在于私人用 MB=PMC,社会要用 MB=SMC=PMC+MD。想到的方法:三步——①MB=PMC 求私人最优 ②MB=SMC 求社会最优 ③庇古税 t=MD(Q_social)。先做的事:私人解 Q_p=10、社会解 Q_s=7.5;后做的事:DWL=½×(Q_p−Q_s)×(SMC(Q_p)−MB(Q_p))=12.5,庇古税取社会最优处的边际损害 t=7.5。

(1) 私人最优(厂商不考虑外部损害)

MB(Marginal Benefit,边际收益) = PMC:30 − Q = 2Q → 3Q = 30 → Q_p = 10 P = 30 − 10 = 20

(2) 社会最优(考虑外部损害)

社会边际成本 SMC(Social Marginal Cost,社会边际成本) = PMC + MD = 3Q

MB = SMC:30 − Q = 3Q → 4Q = 30 → Q_s = 7.5 P = 30 − 7.5 = 22.5

(3) 无谓损失(私人过量生产造成的福利损失)

在 Q_p=10 和 Q_s=7.5 之间,SMC > MB(每多生产一单位,社会成本大于社会收益)。 DWL = ½ × (10 − 7.5) × (SMC(10) − MB(10)) SMC(10) = 3×10 = 30, MB(10) = 30−10 = 20 DWL = ½ × 2.5 × (30−20) = ½ × 2.5 × 10 = 12.5

(4) 最优庇古税

庇古税使厂商面临的私人边际成本等于社会边际成本:PMC + t = SMC 在最优产量 Q_s=7.5 处:t = MD(Q_s) = Q_s = 7.5

验证:税后厂商的边际成本 = 2Q + 7.5。在Q=7.5处,PMC+t=2×7.5+7.5=22.5=SMC ✓ MB(7.5)=30−7.5=22.5=SMC ✓

易错点:庇古税税率 = 社会最优产量处的边际损害 MD(Q_s),不是私人最优产量处的 MD(Q_p)。很多人直接取 MD(10)=10 当税率——这虽然也能减少产量,但不是"最优"税率。另注意庇古税不是产量税——它是对每单位产量征固定税额t,和从量税机制相同但经济含义不同。

本题用到的模板:外部性——①MB=PMC求私人最优 ②SMC=PMC+MD,MB=SMC求社会最优 ③DWL=½(Q_p−Q_s)(SMC(Q_p)−MB(Q_p)) ④庇古税=MD(Q_s)。


Q24 ⭐⭐ 公共物品:两人经济中,A对公共物品G的边际评价 MRS_A = 100 − G,B的边际评价 MRS_B = 50 − 0.5G。提供G的边际成本 MC = 30(常数)。求:(1) 公共物品的最优提供量;(2) 如果由私人市场分散决策,每人会提供多少(搭便车问题)?

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🧠思路: 拿到这题先看"公共物品"——最关键的区分:公共品同一单位被所有人同时消费,所以效率条件是边际评价"垂直加总" ΣMRS=MC;私人物品才水平加总。想到的方法:社会最优直接 ΣMRS=MC 解 G*;私人分散决策则看博弈——每人把对方贡献当给定,谁想要的总量小谁搭便车。先做的事:垂直加总 (100−G)+(50−0.5G)=30 解 G*=80;后做的事:分别解私人贡献,B 想要 40 少于 A 想要的 70,B 搭便车、A 单独提供,G_private=70<80。

(1) 社会最优(萨缪尔森条件)

公共物品的效率条件:所有人的MRS之和 = MC(垂直加总) MRS_A + MRS_B = MC (100 − G) + (50 − 0.5G) = 30 150 − 1.5G = 30 1.5G = 120 G = 80*

(2) 私人分散决策(搭便车问题)

如果每人独立决定自己出钱买多少G(假设G是私人购买然后加总),每个人只考虑自己的边际收益。

A的私人最优:MRS_A = MC(如果A自己买单) 但MC=30 > 0,而A只有在G≤100时MRS_A≥0... 实际上这是一个博弈问题。

更标准的分析:在纳什均衡中,每人把对方的贡献当作给定,选择自己的贡献g_i使得 MRS_i(g_A+g_B) = MC(如果内点解)。

对A:100 − (g_A+g_B) = 30 → g_A+g_B = 70。给定g_B,g_A = max(0, 70−g_B) 对B:50 − 0.5(g_A+g_B) = 30 → 0.5(g_A+g_B) = 20 → g_A+g_B = 40。给定g_A,g_B = max(0, 40−g_A)

B想要的总量(40)小于A想要的(70),所以均衡中B搭便车(g_B=0),A独自提供g_A满足MRS_A=30: 100 − g_A = 30 → g_A = 70。总G=70。

私人提供 G_private = 70 < G = 80*——搭便车导致公共物品供给不足。

关键理解:为什么公共物品用"垂直加总"而私人物品用"水平加总"?因为同样一单位公共物品(比如路灯、国防)可以同时被所有人消费——每个人消费的是"同一单位"。所以社会从这"同一单位"中获得的总收益是每个人边际评价的累加。而私人物品(比如面包)我吃了一个你就不能吃同一个——不同人消费的是"不同单位",所以按数量水平加总。

本题用到的模板:公共物品——①萨缪尔森条件 ΣMRSᵢ=MC 求G* ②私人博弈:每人选gᵢ使MRSᵢ=MC(搭便车导致G<G*)。


Q25 ⭐⭐⭐ 科斯定理:一家工厂的利润函数为 π = 40x − x²,其中x为产量。工厂排污对附近渔民的损害为 D = 2x²。求:(1) 社会最优产量;(2) 如果工厂有排污权(渔民可贿赂工厂减产),谈判后的产量和贿赂金额范围;(3) 如果渔民有清洁水权(工厂可贿赂渔民接受排污),谈判后的产量和贿赂金额范围;(4) 比较(2)和(3)的产量——验证科斯定理。

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🧠思路: 拿到这题先看"排污+谈判+两种产权"——科斯定理,无论产权归谁,谈判都收敛到最大化联合剩余,也就是社会最优。想到的方法:先求社会最优 max(π−D)=40x−3x²;再分别设工厂有排污权、渔民有清洁水权,用"各方接受条件"框出贿赂 T 的范围。先做的事:40−6x=0 得社会最优 x=20/3≈6.67;后做的事:两种产权分配各求 T 的范围([177.78,711.11] 和 [88.89,222.22]),对比产量一致来验证科斯定理。

(1) 社会最优产量

社会福利 = 工厂利润 − 损害 = (40x − x²) − 2x² = 40x − 3x²

FOC:40 − 6x = 0 → x = 20/3 ≈ 6.67*

(私人最优:工厂 max 40x−x² → 40−2x=0 → x=20——远远超过社会最优,因为工厂不考虑损害)

(2) 工厂有排污权(渔民贿赂工厂)

现状(不谈判):x=20,渔民损害 D=2×400=800。

谈判:渔民给工厂钱T,换工厂减产到x。工厂接受的条件:π(x)+T ≥ π(20)=40×20−400=400。 渔民愿意支付的条件:−D(x)−T ≥ −D(20)=−800,即 T ≤ 800−2x²。

双方都能接受的条件:T ≥ 400−(40x−x²) 且 T ≤ 800−2x²。 所以必须:400−(40x−x²) ≤ 800−2x² → 400−40x+x² ≤ 800−2x² → 3x²−40x−400 ≤ 0。

这个不等式的最大值在x取何值时T的范围最大?实际上,纳什谈判解(对称)会最大化联合剩余: 联合剩余 = [π(x)+T−π(20)] + [−D(x)−T−(−D(20))] = π(x)−D(x) − [π(20)−D(20)]

最大化联合剩余等价于最大化 π(x)−D(x) = 40x−x²−2x² = 40x−3x²,即社会最优问题。 → x = 20/3 ≈ 6.67(社会最优产量)

此时 π(20/3) = 40×(20/3) − (20/3)² = 800/3 − 400/9 = 2400/9 − 400/9 = 2000/9 ≈ 222.22 D(20/3) = 2×(20/3)² = 2×400/9 = 800/9 ≈ 88.89

工厂利润变化:222.22 − 400 = −177.78(需要至少补偿这么多) 渔民损害变化:800 − 88.89 = 711.11(渔民最多愿意付这么多)

T的范围:[177.78, 711.11](贿赂金额落在此区间内,具体值取决于谈判力量对比)

(3) 渔民有清洁水权(工厂贿赂渔民)

现状(不谈判):x=0(渔民有权禁止排污),工厂利润=0,渔民损害=0。

谈判:工厂给渔民钱T,换允许排污x单位。 工厂接受条件:π(x)−T ≥ 0 → T ≤ 40x−x²。 渔民接受条件:T−D(x) ≥ 0 → T ≥ 2x²。

所以:2x² ≤ T ≤ 40x−x²。必要条件:2x² ≤ 40x−x² → 3x²−40x ≤ 0 → x(3x−40) ≤ 0 → x ≤ 40/3 ≈ 13.33。

最大化联合剩余:π(x)−D(x) = 40x−3x² → x = 20/3 ✓

x = 20/3 ≈ 6.67(与社会最优相同!)

此时 T 范围:[88.89, 222.22]

(4) 科斯定理验证

情景 产权 均衡产量 产量是否社会最优?
(2) 工厂有排污权 20/3 ✓
(3) 渔民有清洁水权 20/3 ✓

产权分配不影响最终产量(都是社会最优的20/3),只影响谁给谁付钱和付多少钱。 这就是科斯定理的核心结论:在零交易成本下,无论初始产权怎么分,谈判都能达到有效率的结果;产权只影响财富分配,不影响资源配置效率。

易错点:(1) 科斯定理成立的前提是零交易成本——如果谈判有成本(律师费、信息不对称等),产权分配就可能影响最终产量。(2) 无论产权分配给谁,最优产量都是社会最优产量——不要因为"工厂有排污权"就以为工厂会维持x=20。在渔民愿意给钱的情况下,减产对双方都有利。

本题用到的模板:科斯定理——①社会最优:max π−D ②两种产权分配分别求谈判结果(纳什谈判→联合剩余最大化→社会最优)③对比产量验证科斯定理。


混合实战

以下6道题不标注考点——和考场一样,你需要自己第一眼判断"这道题在考什么"。可能一道题涉及两三个专题的知识,需要灵活切换框架。做之前先遮住答案,独立完成后再对照检查。

Q26 ⭐⭐ U = x^{0.5}·y^{0.5},p_x = 4,p_y = 9,m = 720。厂商生产函数 q = K^{0.5}·L^{0.5},w = 9,r = 4。求:(1) 消费者的马歇尔需求;(2) 厂商的条件要素需求;(3) 为什么两者解出来的比例互为倒数?

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🧠思路: 拿到这题先看结构——前半是消费者(效用最大化)、后半是生产者(成本最小化),最后让你发现两者的对称性。想到的方法:消费者用份额法(或 MRS=价格比)求比例,生产者用 MRTS=w/r 求比例,两个都是"比率"问题。先做的事:消费者解出 y/x=p_x/p_y=4/9;后做的事:厂商解出 K/L=w/r=9/4,发现恰好互为倒数。

(1) 消费者 x* = 0.5×720/4 = 90,y* = 0.5×720/9 = 40 y/x = 40/90 = 4/9

(2) 厂商 MRTS(Marginal Rate of Technical Substitution,边际技术替代率) = K/L = w/r = 9/4 → K/L = 9/4

(3) 互为倒数 消费者:MRS = y/x = p_x/p_y = 4/9 厂商:MRTS = K/L = w/r = 9/4

(4/9) = 1/(9/4)。原因是消费者和厂商面对的价格比正好"反过来"(p_x/p_y=4/9对消费者,w/r=9/4对厂商)——两者解出的最优比率自然互为倒数。更深层地,消费者用价格比决定x和y的比例,厂商用工资-租金比决定K和L的比例,两者在数学结构上完全对称。

考点判断:跨专题(效用最大化 + 成本最小化 + 结构对称性)


Q27 ⭐⭐⭐ U = x·y,p_x = 1,p_y = 2,m = 200。现在p_x涨到4。(1) 分别用斯勒茨基和希克斯方法求x的替代效应;(2) 计算EV和CV;(3) 政府想通过补贴让消费者回到原来的效用水平,最少需要补多少钱?这对应CV还是EV?

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🧠思路: 拿到这题先看综合度——一题同时考斯勒茨基、希克斯、CV、EV,最容易乱,先把四个工具的分工理清:斯勒茨基按"买回旧消费束"、希克斯按"回到旧效用"、CV 按新价补回旧效用、EV 按旧价等价到新效用。想到的方法:先算新旧最优打底,再逐项套模板。先做的事:初始 (100,50)、最终 (25,50);后做的事:分别算两种 SE(−37.5 和 −50)、CV=200、EV=100,最后"补贴回原效用"对应的是 CV。

(1) 斯勒茨基SE 初始:(x₀,y₀)=(100,50),U₀=5000 最终:(x₁,y₁)=(25,50) 斯勒茨基补偿收入 m' = 4×100+2×50 = 500 x_s = 0.5×500/4 = 62.5 SE_Slutsky = 62.5−100 = −37.5

希克斯补偿: 最小化 4x+2y s.t. xy=5000 MRS = y/x = 4/2=2 → y=2x x(2x)=2x²=5000 → x²=2500 → x_h≈50(精确50) 实际上 x_h=50,此时 y_h=100 希克斯补偿收入 = 4×50+2×100 = 400 SE_Hicks = 50−100 = −50

(2) CV(新价格回到旧效用):需要400收入→CV=400−200=200 EV(旧价格等价于新效用):按旧价格达到U₁=1250需 min x+2y s.t. xy=1250。MRS=y/x=1/2→y=x/2。x(x/2)=x²/2=1250→x²=2500→x=50, y=25。支出=50+50=100。EV=200−100=100。

CV=200 > EV=100(对于正常品,CV>EV)。

(3) 最少补贴 = CV = 200元。CV衡量的是"价格变化后,要维持原效用需要补多少钱"——正是这个政策问题的定义。

考点判断:专题2综合(斯勒茨基+希克斯+CV+EV+政策应用)


Q28 ⭐⭐⭐ P = 100 − Q。一个垄断者 MC=20。求:(1) 垄断定价的产量、价格、利润、DWL;(2) 如果该垄断者能实行完全一级价格歧视,求产量、总利润、DWL;(3) 比较并解释为什么一级价格歧视下DWL为零。

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🧠思路: 拿到这题先看"一级价格歧视"——它和单一定价的最大区别:垄断者对每单位收保留价格,边际收益曲线就是需求曲线本身,所以产量一直推到 P=MC,DWL=0。想到的方法:单一定价用 MR=MC;一级价格歧视下总收益=需求曲线下的面积 ∫₀^Q(100−q)dq。先做的事:单一定价解 Q=40、P=60、DWL=800;后做的事:一级歧视解 Q=80、利润 3200、DWL=0,对比解释"效率最优但公平最差"。

(1) 单一定价 MR = 100−2Q = 20 → Q=40, P=60 π = (60−20)×40 = 1600 完全竞争:100−Q=20 → Q_c=80 DWL = ½×(80−40)×(60−20) = ½×40×40 = 800

(2) 一级价格歧视 垄断者对每单位收取消费者的保留价格(沿需求曲线收费)。每单位价格不同,总收益 = ∫₀^Q (100−q)dq = 100Q−Q²/2。 MR(对Q)= 100−Q(恰好就是需求曲线本身!) 100−Q = 20 → Q=80(和竞争产量一样!) 总收益 = 100×80−80²/2 = 8000−3200 = 4800 总成本 = 20×80 = 1600 π = 4800−1600 = 3200 CS = 0(全部剩余被垄断者拿走)

(3) 比较

单一垄断 一级价格歧视
产量 40 80
利润 1600 3200
CS 800 0
DWL 800 0

一级价格歧视下DWL=0,因为垄断者生产到了P=MC的竞争产量。但全部消费者剩余被转化为垄断利润——效率最优但公平最差。

考点判断:专题4(垄断+价格歧视+DWL)


Q29 ⭐⭐⭐ 古诺双寡头:P = 200 − 2Q,c₁ = 20,c₂ = 40。(1) 求古诺均衡;(2) 如果厂商1先动(斯塔克伯格),求均衡;(3) 厂商2有没有激励进行R&D把成本降到c₂=20?分别计算(1)和(2)下的激励大小。

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🧠思路: 拿到这题先看第(2)问的"厂商1先动"——它把算法从"联立反应函数"换成"逆向归纳";第(3)问的 R&D 激励就看"把成本从 40 降到 20 后自己利润涨多少"。想到的方法:分三块,前两问套对应模板,第(3)问分别算古诺和斯塔克伯格下 c₂=20 对称情形的利润差。先做的事:解古诺均衡 q₁=100/3、q₂=70/3;后做的事:逆向归纳解斯塔克伯格 q₁=50、q₂=15,再算两种市场结构下的 R&D 收益 711 与 562.5。

(1) 古诺 π₁ = (200−2q₁−2q₂)q₁−20q₁ = 180q₁−2q₁²−2q₁q₂ FOC₁:180−4q₁−2q₂=0 → q₁=45−0.5q₂

π₂ = (200−2q₁−2q₂)q₂−40q₂ = 160q₂−2q₂²−2q₁q₂ FOC₂:160−4q₂−2q₁=0 → q₂=40−0.5q₁

联立:q₁=45−0.5(40−0.5q₁)=45−20+0.25q₁=25+0.25q₁ 0.75q₁=25 → q₁=100/3≈33.33 q₂=40−0.5×33.33≈23.33 P=200−2×56.67≈86.67(精确:200−2×170/3=200−340/3=260/3≈86.67) π₁=(260/3−20)×100/3=(200/3)×(100/3)=20000/9≈2222 π₂=(260/3−40)×70/3=(140/3)×(70/3)=9800/9≈1089

(2) 斯塔克伯格(厂商1先动) 跟从者2的反应函数:q₂=40−0.5q₁ 领导者1:P=200−2q₁−2(40−0.5q₁)=200−2q₁−80+q₁=120−q₁ π₁=(120−q₁)q₁−20q₁=100q₁−q₁² 100−2q₁=0 → q₁=50 q₂=40−25=15 P=200−2×65=70 π₁=(70−20)×50=2500 π₂=(70−40)×15=450

(3) R&D激励 如果c₂降到20(对称,c₁=c₂=20):

古诺对称解:q₁=q₂=30, P=200−120=80, π₁=π₂=(80−20)×30=1800

斯塔克伯格对称(厂商1先动,c₁=c₂=20): 厂商2反应函数:π₂=(200−2q₁−2q₂)q₂−20q₂=180q₂−2q₁q₂−2q₂² ∂π₂/∂q₂=180−2q₁−4q₂=0 → q₂=45−0.5q₁ (注意截距从原来的40升到45,因为c₂从40降到20,厂商2变得更"激进") 领导者1预判厂商2会按此反应:P=200−2q₁−2(45−0.5q₁)=200−2q₁−90+q₁=110−q₁ π₁=(110−q₁)q₁−20q₁=90q₁−q₁² ∂π₁/∂q₁=90−2q₁=0 → q₁=45 q₂=45−22.5=22.5 P=200−2×67.5=65 π₁=(65−20)×45=2025 π₂=(65−20)×22.5=1012.5

厂商2的R&D收益(只计自身利润变化): 古诺下:1800−1089=711(R&D降成本后利润增加) 斯塔克伯格下:1012.5−450=562.5

先动者优势削弱了跟从者R&D的激励(562.5<711)——这就是为什么市场结构会影响创新激励。

考点判断:专题5综合(不对称古诺+斯塔克伯格+R&D激励)


Q30 ⭐⭐⭐ 某消费者效用 U = x^{0.3}·y^{0.7},收入 m = 1000。p_x = 5,p_y = 10。(1) 最优消费束;(2) 政府决定对x征收从价税20%(即p_x变为6),同时把税收按一次总付方式全额返还给消费者。求新均衡下的消费束和效用;(3) 这种"征税+返还"政策组合下,消费者效用比税前高还是低?为什么?

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🧠思路: 拿到这题先看"征税+全额返还"——返还的税收又变成收入、进而影响消费量,所以税收和返还互为因果,必须用固定点方程联立解。想到的方法:设 R=(p_x'−5)x 为税收,且收入 m=1000+R,代入份额法 x=0.3(1000+R)/6。先做的事:写 x=0.3(1000+R)/6 和 R=x 两个方程;后做的事:解 5.7x=300 得 x≈52.63、R≈52.63,算新效用与税前比,解释为什么全额返还仍有"税收楔子"损失。

(1) 税前最优 x₀ = 0.3×1000/5 = 60 y₀ = 0.7×1000/10 = 70 U₀ = 60^{0.3}×70^{0.7}

(2) 征税+全额返还 新价格 p_x'=6,同时把税收按一次总付全额返还。返还金额 R 又变成收入、进而影响购买量——所以返还 R 和购买量 x 互相决定,是一个固定点问题。

设返还金额为 R。每单位 x 的税收为 6−5=1,全额返还则 R = 1×x = x;返还后收入 m = 1000+R。代入份额法需求: x = 0.3(1000+R)/6 且 R = x → x = 0.3(1000+x)/6 → 6x = 300 + 0.3x → 5.7x = 300 → x ≈ 52.63,R ≈ 52.63,m ≈ 1052.63 y = 0.7×1052.63/10 ≈ 73.68

U₁ = 52.63^{0.3}×73.68^{0.7}

(3) 效用比较 U₁ < U₀(因为含税价格扭曲了消费选择,尽管全额返还,替代效应仍然造成福利损失)。这就是"税收楔子"——即使政府把税全部还给你,征税本身改变了相对价格,让你偏离了最优消费组合。

考点判断:跨专题(效用最大化+税收效应+税收楔子)


Q31 ⭐⭐⭐ 某行业由两家厂商组成。P = 150 − Q。厂商1是领导者,厂商2是跟从者。c₁ = 30q₁,c₂ = q₂²(边际成本递增)。 (1) 厂商2的反应函数; (2) 斯塔克伯格均衡; (3) 如果两厂商合谋,总产量和总利润是多少?(提示:合谋时 MC₁=MC₂)

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🧠思路: 拿到这题先看跟从者成本是二次的 q₂²——边际成本递增,但不能偷懒,照常写利润函数求导得反应函数。想到的方法:(1) 对 π₂ 求导得反应函数;(2) 逆向归纳,把反应函数代入领导者利润;(3) 合谋时按提示 MC₁=MC₂=MR。先做的事:π₂ 对 q₂ 求导得 q₂=(150−q₁)/4;后做的事:代入领导者利润解 q₁=55,再由 30=2q₂ 得 q₂=15、对总利润求导得 Q=60,算出合谋总利润 3825。

(1) 厂商2的反应函数 π₂ = (150−q₁−q₂)q₂ − q₂² = 150q₂ − q₁q₂ − q₂² − q₂² = 150q₂ − q₁q₂ − 2q₂² ∂π₂/∂q₂ = 150 − q₁ − 4q₂ = 0 → q₂ = (150 − q₁)/4

(2) 斯塔克伯格 领导者预判 q₂=(150−q₁)/4: P = 150 − q₁ − (150−q₁)/4 = 150 − q₁ − 37.5 + q₁/4 = 112.5 − 0.75q₁

π₁ = (112.5−0.75q₁)q₁ − 30q₁ = 82.5q₁ − 0.75q₁²

∂π₁/∂q₁ = 82.5 − 1.5q₁ = 0 → q₁ = 55 q₂ = (150−55)/4 = 95/4 = 23.75 Q = 78.75,P = 150−78.75 = 71.25

π₁ = 71.25×55−30×55 = 41.25×55 = 2268.75 π₂ = 71.25×23.75 − (23.75)² = 1692.19 − 564.06 = 1128.13

(3) 合谋 MC₁ = 30, MC₂ = 2q₂。合谋时 MC₁=MC₂:30 = 2q₂ → q₂=15。 总产量Q,其中q₁+15=Q → q₁=Q−15。

总利润 Π = P·Q − 30q₁ − q₂² = (150−Q)Q − 30(Q−15) − 15² = 150Q − Q² − 30Q + 450 − 225 = 120Q − Q² + 225

dΠ/dQ = 120 − 2Q = 0 → Q=60 q₁ = 60−15 = 45

P = 150−60 = 90 π₁ = 90×45−30×45 = 60×45 = 2700 π₂ = 90×15−15² = 1350−225 = 1125 总利润 = 2700+1125 = 3825

斯塔克伯格 合谋
q₁ 55 45
q₂ 23.75 15
P 71.25 90
总利润 3396.88 3825

合谋通过限制产量抬高价格,总利润显著高于斯塔克伯格竞争。

考点判断:专题5(斯塔克伯格+二次成本+卡特尔)


公式速查表

序号 考点 核心公式 一句话理解
1 Cobb-Douglas需求 x* = αm/p_x 花的钱占收入比例固定
2 完全互补最优 ax = by 按固定比例搭配,多了浪费
3 拟线性判断 求x→代预算求y→验y≥0 先算再检查是否为角点
4 完全替代判断 比较 MUx/p_x 与 MUy/p_y 哪边"每块钱更爽"就全买哪个
5 禀赋预算线 p_x·x + p_y·y = p_x·ω_x + p_y·ω_y 右边是初始持有物的市场价值
6 斯勒茨基 TE=SE+IE x₁−x₀ = (x_s−x₀) + (x₁−x_s) 总变=替代(维持消费力)+收入(购买力变化)
7 希克斯补偿 min 支出 s.t. U=U₀(新价格) 用最少钱达到原来的幸福感
8 CV 新价 min支出(旧效用) − m 事后要补多少钱才回到原来幸福
9 EV m − 旧价 min支出(新效用) 事前拿走多少钱等价于这次变化
10 条件要素需求 MRTS = w/r, 代入 q=f(K,L) 给定产量,最省钱的要素搭配
11 成本函数 C = rK*+wL* 最优要素搭配下的最低成本
12 短期供给 P = MC(q), P ≥ AVC_min MC在AVC以上的上升段
13 垄断定价 MR = MC 垄断者关心的是"多卖一件能多赚多少"
14 DWL ½(Q_c−Q_m)(P_m−MC) 因为垄断减产而消失的交易好处
15 勒纳指数 L = (P−MC)/P = 1/ ε
16 三级价格歧视 MR₁ = MR₂ = MC 两个市场的"最后一单位收益"相等
17 两部收费 p*=MC, F*=CS 单价压到成本价,会员费拿走全部消费者剩余
18 古诺反应函数 q_i = R(q_j) 给定你的产量,我的最优回应
19 N厂商古诺 P P = c + (a−c)/(N+1) N越大价格越接近边际成本
20 斯塔克伯格 先求跟从者反应→代入领导者利润 逆向归纳,先动者占优
21 萨缪尔森条件 ΣMRS = MC 公共品: 每人边际评价竖着加起来=成本
22 庇古税 t = MD(Q_social) 最优产量处的边际损害等于税率
23 科斯定理 零成本谈判→有效率结果 产权只影响谁给谁钱,不影响产量

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专题 出题频率 核心技能 代表题号
效用最大化 ██████ 很高 MRS=价格比+角点判断 Q1-Q6
替代效应与福利 █████ 高 斯勒茨基分解+CV/EV Q7-Q10
成本与供给 ████ 较高 成本最小化→成本函数→供给曲线 Q11-Q14
垄断与价格歧视 █████ 高 MR=MC+DWL+价格歧视类型 Q15-Q17
寡头模型 ██████ 很高 反应函数+N厂商一般解 Q18-Q21
一般均衡与失灵 ████ 较高 均衡价格比+外部性+公共品+科斯 Q22-Q25

复习建议:效用最大化和寡头是出题频率最高的两大板块——前者是所有微观计算的基础,后者是大题最爱考的章节。建议先把Q1-Q6和Q18-Q21做到不看答案也能完整推导,再攻其他专题。


常见错误速查

错误类型 错误做法 正确做法
MRS方向 MRS=MUy/MUx MRS=MUx/MUy
角点解遗漏 MRS=价格比算出x直接当答案 再代预算线验证y≥0
禀赋收入 预算线写成 p_x·x+p_y·y=m 右边是 p_x·ω_x+p_y·ω_y
斯勒茨基补偿 m'按旧价格乘旧消费束 m'按新价格乘旧消费束
CV/EV方向 记反谁用新价谁用旧价 CV:新价回旧效用;EV:旧价到新效用
短期停业条件 P < AC停产 P < AVC停产(短期FC已沉没)
垄断条件 P = MC MR = MC(MR斜率=需求曲线斜率两倍)
MR斜率 MR = a−bQ 对线性需求P=a−bQ:MR=a−2bQ
公共品加总 水平加总 公共品是垂直加总 ΣMRS=MC
庇古税税率 t = MD(Q_private) t = MD(Q_social)
合谋条件 平分产量 MC₁=MC₂=MR(低MC厂商多生产)
古诺对称 反应函数里Q_{−i}写成Q=2q Q_{−i}=(N−1)q*(不含自己)

最后提醒:拿到计算题第一件事不是动笔算,而是先花30秒判断"这道题考的是哪个专题的哪个框架"。判断对了框架,剩下的只是代入公式的正确推导;判断错了框架,全题白做。练到你看到"P=a−bQ, c₁, c₂"能自动弹出"古诺!先写反应函数",你就准备好了。


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