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Kapitel3

Date post: 19-Jan-2016
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95
Mikroökonomik Mikroökonomik Dr. Andreas Szczutkowski Fakultät für Wirtschaftswissenschaften SS 2014 1
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Page 1: Kapitel3

Mikroökonomik

Mikroökonomik

Dr. Andreas Szczutkowski

Fakultät für Wirtschaftswissenschaften

SS 2014

1

Page 2: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

3 Theorie des Produzentenverhaltens

Inputs

(Arbeit, Rohstoffe, Kapitalgüter)

Technologie

Outputs

(Konsumgüter)

Stromgrößen: eingesetzte Arbeitsmenge pro Monat

Nutzung eines Kapitalgutes pro Monat

Anzahl produzierter Gütereinheiten pro Monat

235

Page 3: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Technologien und Produktionsfunktionen

3.1 Technologien und Produktionsfunktionen

Einproduktunternehmen: Nur ein Outputgut;mehrere Inputgüter a1, a2, . . . , al .

Beispiel:

l = 1 (nur ein Input: L (Arbeit))

Produktionsfunktion: f : R+ → R+, L 7→ f (L).

Mit der Inputmenge L kann das Unternehmen jede Outputmengey ≤ f (L) erzeugen.

236

Page 4: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Technologien und Produktionsfunktionen

y (Output)

L (Arbeit)

Produktionsmöglich-

keitenmenge

y = f (L)

(Produktionsfunktion)

237

Page 5: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Technologien und Produktionsfunktionen

Beispiel: l = 2, d.h. 2 Inputs: a1 = Kapital (K ), a2 = Arbeit(L).

Produktionsfunktion: y = f (K , L), fK > 0, fL > 0.

f ordnet jeder Inputkombination (K , L) das

maximale Outputniveau zu, das das Unternehmen

mit (K , L) erzeugen kann.

Isoquante: Besteht aus allen Inputkombinationen, die einen gleich hohen

Output ergeben.

Höher gelegende Isoquanten repräsentieren höhere Outputniveaus.

238

Page 6: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Technologien und Produktionsfunktionen

K

L

5

4

3

2

1

1 2 3 4 5

b

b

bb

C

B

Ay = 10

239

Page 7: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Technologien und Produktionsfunktionen

K

L

5

4

3

2

1

1 2 3 4 5

y = 4

b

b

bb

C

B

Ay = 10

240

Page 8: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Technologien und Produktionsfunktionen

K

L

5

4

3

2

1

1 2 3 4 5

y = 4

b

b

bb

C

B

Ay = 10

y = 12

241

Page 9: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Technologien und Produktionsfunktionen

Beispiele für Produktionsfunktionen im 2-Input-Fall

f (K , L) = AK aLb (Cobb-Douglas Produktionsfunktion)

A > 0, a > 0, b > 0.

Konstante Proportionen:f (K , L) = min

{1

cK , 1

dL}

, c, d > 0.

Perfekte Substitute: f (K , L) = 1

cK + 1

dL, c, d > 0.

242

Page 10: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Technologien und Produktionsfunktionen

Allgemeiner Fall

Produktionsfunktion: f : Rl+ → R+, a = (a1, . . . , al ) 7→ y

Isoquante: I (y) = {a | f (a) = y} , a = (a1, . . . , al ).

Annahme 3.1

Die Produktionsfunktion f : Rl+ → R ist

strikt monoton: a > a =⇒ f (a) > f (a);

strikt quasi-konkav: a 6= a, f (a) ≥ f (a)

=⇒ f(γa + (1 − γ)a

)> f (a) ∀ γ ∈ (0, 1).

243

Page 11: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Eigenschaften von Produktionsfunktionen

3.2 Eigenschaften von Produktionsfunktionen

Kurze Frist: Nicht alle Produktionsfaktoren können mengenmäßigverändert werden.

Lange Frist: Alle Produktionsfaktoren sind flexibel.

Grenzprodukt eines Inputfaktors: Rate, mit der die Outputmenge steigt,wenn die Inputmenge des Faktors(marginal) erhöht wird.

244

Page 12: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Eigenschaften von Produktionsfunktionen

GPj(a1, . . . , al ) = ∂f (a1,...,al )∂aj

= Grenzprodukt von Faktor aj .

Beachte: Das Grenzprodukt eines Inputs hängt von den Einsatzniveausaller Inputfaktoren ab!

2-Input-Fall: a1 = Kapital (K ); a2 = Arbeit (L)

fK (K , L) := ∂f (K ,L)∂K

= Grenzprodukt des Kapitals.

fL(K , L) := ∂f (K ,L)∂L

= Grenzprodukt der Arbeit.

245

Page 13: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Eigenschaften von Produktionsfunktionen

Gesetz des fallenden Grenzprodukts:∂GPj (a)

∂aj= ∂2f (a)

∂a2j

< 0.

Dieses ‘Gesetz’ ist lediglich eine (plausible) Annahme.

Weitere Annahme:∂GPj (a)

∂ak= ∂2f (a)

∂aj∂ak> 0, ∀j 6= k .

2-Input-Fall: a1 = Kapital (K ); a2 = Arbeit (L)

∂2f (K , L)

∂K∂L=

∂2f (K , L)

∂L∂K> 0.

246

Page 14: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Produktion in der kurzen Frist

Produktion in der kurzen Frist

Kurze Frist: Kapital fix (K = K ), Arbeit variabel.

Fallende Grenzprodukte ⇐⇒ kurzfristige Produktionsfunktionstreng konkav.

fL

(K , L

)= tan α > tan β = fL

(K ,

ˆL)

für ˆL > L

=⇒ abnehmendes Grenzprodukt der Arbeit.

247

Page 15: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Produktion in der kurzen Frist

Output

L (Arbeit)

f (K , L)

α

f(K , L

)

L

248

Page 16: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Produktion in der kurzen Frist

Output

L (Arbeit)

f (K , L)

α

f(K , L

)

β

f(K ,

ˆL)

ˆLL

249

Page 17: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Produktion in der kurzen Frist

f (K ,L)L

= Durchschnittsprodukt (DP) der Arbeit.

tan αi = f (K ,Li )Li

= DP der Arbeit.

tan α1 > tan α2 > tanα3 =⇒ abnehmendes Durchschnittsprodukt.

250

Page 18: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Produktion in der kurzen Frist

Output

L (Arbeit)

f (K , L)

bb

L1

f (K , L1)

α1

251

Page 19: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Produktion in der kurzen Frist

Output

L (Arbeit)

f (K , L)

bb

bb

L1

f (K , L1)

f (K , L2)

L2

α1

α3

252

Page 20: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Produktion in der kurzen Frist

Output

L (Arbeit)

f (K , L)

bb

bb

L1

f (K , L1)

f (K , L2)

L2

α1

bb

α3

f (K , L3)

L3

α3

253

Page 21: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Produktion in der langen Frist

Produktion in der langen Frist

Lange Frist: Alle Inputfaktoren variabel.

Zwei-Input-Fall: Kapital und Arbeit variable Inputfaktoren.

Entlang einer Isoquante gilt:

0 = ∆y = fK (K , L)∆K + fL(K , L)∆L

⇐⇒ fL(K , L)

fK (K , L)= −∆K

∆L

254

Page 22: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Produktion in der langen Frist

K

L

y = α (konstant)

b

b

A

B

∆L︷ ︸︸ ︷

︸︷︷

−∆K

255

Page 23: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Produktion in der langen Frist

Bei marginalen Veränderungen:

fL(K , L)

fK (K , L)= − dK

dL

∣∣∣∣y=α

(3.1)

− dKdL

∣∣y=α

=: TRS(K , L) (technische Rate der Substitution)

(3.1)=⇒ TRS(K , L) =

fL(K , L)

fK (K , L)(3.2)

256

Page 24: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Produktion in der langen Frist

fLL(K , L) < 0fKK (K , L) < 0

}fallende Grenzprodukte.

fKL(K , L) = fLK (K , L) ≥ 0.

Implikationen für den Verlauf von Isoquanten?

257

Page 25: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Produktion in der langen Frist

K

L

b

b

A

B

258

Page 26: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Produktion in der langen Frist

fL(A) > fL(B)fK (A) < fK (B)

}=⇒ fL(A)

fK (A) >fL(B)fK (B) =⇒ TRS(A) > TRS(B).

=⇒ Isoquanten haben einen konvexen Verlauf.

259

Page 27: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Skalenerträge

f (λa) = λf (a) ∀ λ > 1, ∀ a = (a1, . . . , al) =⇒ konstanteSkalenerträge

K

L

10

konstanteSkalenerträge

2

3

260

Page 28: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Skalenerträge

f (λa) = λf (a) ∀ λ > 1, ∀ a = (a1, . . . , al) =⇒ konstanteSkalenerträge

K

L

10

20

konstanteSkalenerträge

2 4

3

6

261

Page 29: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Skalenerträge

f (λa) = λf (a) ∀ λ > 1, ∀ a = (a1, . . . , al) =⇒ konstanteSkalenerträge

K

L

10

20

30

konstanteSkalenerträge

2 4 6

3

6

9

262

Page 30: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Skalenerträge

f (K , L) = AKαL(1−α)

=⇒ f (λK , λL) = A(λK )α(λL)(1−α) = AλαKαλ(1−α)L(1−α)

= λAKαL(1−α) = λf (K , L)

=⇒ konstante Skalenerträge

fK (K , L) = AαK (α−1)L(1−α) = αA(

LK

)(1−α)

fL(K , L) = AKα(1 − α)L−α = (1 − α)A(

KL

}fallendeGrenzprodukte

263

Page 31: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Skalenerträge

f (λa) > λf (a) ∀ λ > 1, ∀ a = (a1, . . . , al) =⇒ zunehmendeSkalenerträge

K

L

10

Skalenerträge

2

3

zunehmende

264

Page 32: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Skalenerträge

f (λa) > λf (a) ∀ λ > 1, ∀ a = (a1, . . . , al) =⇒ zunehmendeSkalenerträge

K

L

10

20

Skalenerträge

2 4

3

6

zunehmende

265

Page 33: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Skalenerträge

f (λa) > λf (a) ∀ λ > 1, ∀ a = (a1, . . . , al) =⇒ zunehmendeSkalenerträge

K

L

10

20

30

Skalenerträge

2 4 6

3

6

9zunehmende

266

Page 34: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Skalenerträge

f (λa) < λf (a) ∀ λ > 1, ∀ a = (a1, . . . , al) =⇒ fallendeSkalenerträge

K

L

10

Skalenerträge

2

3

fallende

267

Page 35: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Skalenerträge

f (λa) < λf (a) ∀ λ > 1, ∀ a = (a1, . . . , al) =⇒ fallendeSkalenerträge

K

L

10

20

Skalenerträge

2 4

3

6

fallende

268

Page 36: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Skalenerträge

f (λa) < λf (a) ∀ λ > 1, ∀ a = (a1, . . . , al) =⇒ fallendeSkalenerträge

K

L

10

20

30

Skalenerträge

2 4 6

3

6

9

fallende

269

Page 37: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Skalenerträge

Beispiel: Cobb-Douglas-Produktionsfunktion

f (K , L) = AK aLb

=⇒ f (λK , λL) = A(λK )a(λL)b = λa+bf (K , L)

=⇒

a + b > 1 =⇒ zunehmende Skalenerträgea + b = 1 =⇒ konstante Skalenerträgea + b < 1 =⇒ fallende Skalenerträge

270

Page 38: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Optimale Produktionsentscheindungen

3.3 Optimale Produktionsentscheindungen

Ziel: Gewinnmaximierung

p = Verkaufserlös pro Einheit Output.

(w1, . . . ,wl ) = Inputpreisvektor.

Π := py −l∑

i=1

wiai (Gewinne)

271

Page 39: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Optimale Produktionsentscheindungen

Gewinnmaximierung in der kurzen Frist

Entscheidungsproblem: maxL

pf (K , L) − r K − wL

FOC: pfL(K , L)−w = 0 ⇐⇒ pGPL(K , L∗)︸ ︷︷ ︸Wertgrenzprodukt

der Arbeit

= w (3.3)

Falls keine innere Lösung existiert =⇒ 2 mögliche Ursachen:

Die Lösung ist L∗ = 0. Dies tritt auf, wenn pfL(K , 0) ≤ w

gilt.

6 ∃ Lösung. Dies tritt auf, wenn pfL(K , L) > w , ∀ L > 0 gilt.

272

Page 40: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Optimale Produktionsentscheindungen

Beispiel:

Produktionsfunktion: f (K , L) = 2√

K · L

Grenzprodukt (der Arbeit): GPL(K , L) =√

KL

FOC:

√K

L=

w

p

⇐⇒ L∗ = K( p

w

)2

(Arbeitsnachfrage)

y∗ = f (K , L∗) = 2Kp

w(Güterangebot)

Π∗ = K

[p2

w− r

](Gewinn)

273

Page 41: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Optimale Produktionsentscheindungen

Grafische Herleitung der Optimalitätsbedingung

Π = py − r K − wL (Unternehmensgewinn)

Isogewinnlinie: Menge aller (L, y)-Kombinationen, die das GewinnniveauΠ ergeben.

y =Π

p+

r

pK +

w

pL (3.4)

Achsenabschnitt: Πp

+ rpK

Steigung: wp

274

Page 42: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Optimale Produktionsentscheindungen

y = f (K , L)

L

y

Π1

p+ r

pK

275

Page 43: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Optimale Produktionsentscheindungen

y = f (K , L)

L

y

bb

Isogewinnlinie mit Steigung wp

y∗

L∗

Π2

p+ r

pK

Π1

p+ r

pK

276

Page 44: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Optimale Produktionsentscheindungen

Optimum: GPL(K , L∗) = wp

Erhöhung des Lohnsatzes

∆w > 0(3.4)=⇒ Isogewinnlinien steiler.

Ergebnis: ∆w > 0 =⇒ ∆L < 0.

Die Arbeitsnachfrage verläuft fallend.

277

Page 45: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Optimale Produktionsentscheindungen

y = f (K , L)

L

y

bb

α

L

y

tanα = wp

278

Page 46: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Optimale Produktionsentscheindungen

y = f (K , L)

L

y

bb

α

L

y

tanα = wp

bbˆy

ˆL

tanβ =ˆwp

ˆw > w

β

279

Page 47: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Optimale Produktionsentscheindungen

Erhöhung des Outputpreises

∆p > 0(3.4)=⇒ Isogewinnlinien verlaufen flacher

Ergebnis: ∆p > 0 =⇒ ∆y > 0.

Die Angebotsfunktion verläuft steigend.

Erhöhung der Kosten für den fixen Faktor Kapital

∆r > 0 =⇒ ∆y = 0, ∆L = 0.

280

Page 48: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Optimale Produktionsentscheindungen

y = f (K , L)

L

y

L

y bb

α

tanα = wp

281

Page 49: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Optimale Produktionsentscheindungen

y = f (K , L)

L

y

bb

L

y bb

ˆy

ˆL

α

β

ˆp > p

tanβ = wˆp

tanα = wp

282

Page 50: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Optimale Produktionsentscheindungen

Die Lösung des Gewinnmaximierungsproblems wird charakterisiertdurch die Marginalbedingung

GPL(K , L∗) =w

p.

Als Lösung des Problems ergeben sich die Faktornachfragefunktiondes variablen Faktors

L∗ = L

(w

p, K

)

und die Angebotsfunktion

y∗ = y

(w

p, K

)= f

(K , L

(w

p, K

)).

283

Page 51: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Optimale Produktionsentscheindungen

Eigenschaften von Faktornachfragefunktion und

Angebotsfunktion in der kurzen Frist

Die Faktornachfragefunktion und die Angebotsfunktion sindwachsend in p und fallend in w .

Die Faktornachfragefunktion und die Angebotsfunktion hängennicht vom Preis des fixen Faktors K ab.

284

Page 52: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Optimale Produktionsentscheindungen

Gewinnmaximierung in der langen Frist

Entscheidungproblem: maxL,K

pf (K , L) − rK − wL

FOC:pfL(K

∗, L∗) − w = 0pfK (K ∗, L∗) − r = 0

⟩pGPL(K

∗, L∗) = w

pGPK (K ∗, L∗) = r

=⇒K ∗ = K

(wp, r

p

)

L∗ = L(

wp, r

p

)

Faktornachfragekurven

285

Page 53: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Optimale Produktionsentscheindungen

L

K

GPL(K , L) = wp

GPK (K , L) = rp

K ∗

L∗

fLL < 0, fKK < 0

fLK = fKL > 0

286

Page 54: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Optimale Produktionsentscheindungen

Gewinne in der kurzen und langen Frist

In der langen Frist ist der maximierte Gewinn stetsnicht-negativ. In der kurzen Frist kann der maximierte Gewinnnegativ sein.

Der maximierte Gewinn in der langen Frist ist immermindestens so hoch wie in der kurzen Frist.

287

Page 55: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Skalenerträge und langfristige Gewinnmaximierung

Skalenerträge und langfristige Gewinnmaximierung

zunehmende Skalenerträge =⇒ 6 ∃ innere Lösung des langfristigenProblems.

Begründung: Angenommen y∗ = f (a∗) > 0 wäre eine Lösung mitΠ∗ > 0. Dann ergibt sich ein Widerspruch, weil für λ > 1 folgt:

pf (λa∗) −l∑

i=1

wi (λa∗i ) > λ

[pf (a∗) −

l∑

i=1

wia∗

i

]= λΠ∗ > Π∗.

288

Page 56: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Skalenerträge und langfristige Gewinnmaximierung

konstante Skalenerträge: Eine Lösung existiert nur für solche Preise,bei denen der maximierte Gewinn Nullbeträgt.

Begründung: Angenommen y∗ = f (a∗) > 0 wäre eine Lösung mitΠ∗ > 0. Dann ergibt sich ein Widerspruch, weil für λ > 1 folgt:

pf (λa∗) −l∑

i=1

wi (λa∗i ) = λ

[pf (a∗) −

l∑

i=1

wia∗

i

]= λΠ∗ > Π∗.

289

Page 57: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Skalenerträge und langfristige Gewinnmaximierung

Zerlegung des Gewinnmaximierungsproblems:

1. Stufe: Minimierung der Produktionskosten zu festem Outputniveau.

2. Stufe: Wahl des optimalen Outputniveaus.

290

Page 58: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Die Kosten der Produktion

Die Kosten der Produktion

Kostenminimierung in der kurzen Frist (K = K )

minL

r K + wL

so dass f (K , L) = y

Cs(r , w , K , y) = Kostenfunktion in der kurzen Frist.

291

Page 59: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Die Kosten der Produktion

Kostenminimierung in langer Frist

minL,K

rK + wL

so dass f (K , L) = y

C (r , w , y) = Kostenfunktion in langer Frist.

292

Page 60: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Produktionskosten in kurzer Frist

Produktionskosten in kurzer Frist

Cs = FK + VK

Cs = Gesamtkosten der Produktion (kurzfristig)

FK = Fixkosten (Miete für Verwaltungsgebäude,Instandhaltungsausgaben etc.)

VK = variable Kosten (Löhne und Gehälter, Zwischenprodukte,Energie etc.)

293

Page 61: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Produktionskosten in kurzer Frist

GK = Grenzkosten (Kosten einer zusätzlichen (marginalen) Output-einheit bei kostenminimalem Faktoreinsatz)

GK(y) =dCs(y)

dy=

dVK(y)

dy

DK = Durchschnittskosten (Kosten pro Outputeinheit bei kosten-minimalem Faktoreinsatz)

DK(y) =Cs(y)

y

294

Page 62: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Produktionskosten in kurzer Frist

f (L, K ) = y (Produktionsfunktion)

f (g(y)︸︷︷︸L

, K ) = y (g Umkehrfunktion von f (·, K ))

g(y): erforderliche Arbeitsmenge für die Produktion von y

Outputeinheiten.

fL(L, K )dg(y)dy

= 1 ⇐⇒ dg(y)dy

= 1

fL(L,K)

295

Page 63: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Produktionskosten in kurzer Frist

VK(y) = wg(y) (3.5)

=⇒ GK(y) =dVK(y)

dy= w

dg(y)

dy= w

1

fL(L, K )(3.6)

In der kurzen Frist verhalten sich die Grenzkosten der Produktioninvers zum Grenzprodukt der Arbeit.

296

Page 64: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Produktionskosten in kurzer Frist

fL(L, K ) = zusätzlicher Output pro zusätzlicher Arbeitseinheit.

1

fL(L,K)= zusätzlich erforderliche Arbeitsmenge für eine

zusätzliche Outputeinheit.

DK(y) =FK + VK(y)

y=

FK

y+

wL

y=

FK

y+

w

DPL

(3.7)

297

Page 65: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Produktionskosten in kurzer Frist

Verlauf der Durchschnitts- und Grenzkostenkurven

(3.6) =⇒ GK(y) streng monoton wachsend.

GK(y) < DK(y) =⇒ Durchschnittskosten fallend in y .

GK(y) > DK(y) =⇒ Durchschnittskosten steigend in y .

298

Page 66: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Produktionskosten in kurzer Frist

DK(y)

GK(y)Kosten

y299

Page 67: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Produktionskosten in kurzer Frist

Resultat: Die Durchschnittskostenkurve nimmt ihr Minimum imSchnittpunkt mit der Grenzkostenkurve an.

DK(y) =C (y)

y=⇒ dDK(y)

dy=

C ′(y)y − C (y)

y2

!= 0

⇐⇒ C ′(y) =C (y)

y= DK(y)

300

Page 68: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Produktionskosten in der langen Frist

Produktion in der langen Frist

Isokostengerade: Besteht aus allen (L, K )-Kombinationen, die jeweilsdieselben Produktionskosten verursachen.

C = wL + rK (3.8)

K = Cr− w

rL (Isokostengerade)

dKdL

∣∣C=konst. = − w

r.

301

Page 69: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Produktionskosten in der langen Frist

L

K

Cw

Cw

Cr

Cr

C > C

tanα = wr

α

302

Page 70: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Produktionskosten in der langen Frist

L

K

f (K , L) = y

A

B

L1 L2

b

b

Cw

K2

K1

Cr

303

Page 71: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Produktionskosten in der langen Frist

ˆCw

L

K

f (K , L) = y

A

B

L1 L2

b

b

Cw

K2

ˆCr

K1

Cr

304

Page 72: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Produktionskosten in der langen Frist

L

K

f (K , L) = y

A

B

L1 L2 Cw

b

b

Cw

bb

L∗ ˆCw

K2

K ∗

ˆCr

K1

Cr

Cr

ˆC < C < C

305

Page 73: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Produktionskosten in der langen Frist

Im Produktionsoptimum verläuft die Isoquante tangential zurIsokostengerade:

TRS(K , L)(3.2)=

fL(K , L)

fK (K , L)=

w

r. (im Optimum) (3.9)

⇐⇒ fL(K , L)

w=

fK (K , L)

r. (3.10)

306

Page 74: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Produktionskosten in der langen Frist

Bestimmung der bedingten Faktornachfragefunktionen

min(a1,,...,al )∈R

l+

l∑

i=1

wiai unter der NB f (a1, . . . , al ) = y0

a∗1

= a1(w1, . . . ,wl , y0)

...a∗l = al (w1, . . . ,wl , y

0)

bedingte Faktornachfrage

307

Page 75: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Produktionskosten in der langen Frist

2-Input Fall

min(L,K)∈R

2+

(wL + rK ) unter der NB f (K , L) = y0 (3.11)

Z (K , L, λ) = wL + rK + λ[f (K , L) − y0

](3.12)

FOC:∂Z

∂K= r + λfK (K , L) = 0 (3.13)

∂Z

∂L= w + λfL(K , L) = 0 (3.14)

∂Z

∂λ= f (K , L) − y0 = 0 (3.15)

308

Page 76: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Produktionskosten in der langen Frist

Aus (3.13) und (3.14) folgt

w

r=

fL(K , L)

fK (K , L). (3.16)

Aus (3.15) und (3.16) folgt nun

K ∗ = K (r , w , y0) (bedingte Kapitalnachfrage) (3.17)

L∗ = L(r , w , y0) (bedingte Arbeitsnachfrage) (3.18)

309

Page 77: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Produktionskosten in der langen Frist

Komparativ-statische Analyse

∆w > 0 =⇒ steilerer Verlauf der Isokostengerade

=⇒ ∆L∗ < 0, ∆K ∗ > 0.

∆r > 0 =⇒ flacherer Verlauf der Isokostengerade

=⇒ ∆L∗ > 0, ∆K ∗ < 0.

Dies bedeutet:

∂K (r ,w , y0)

∂r< 0;

∂K (r ,w , y0)

∂w> 0;

∂L(r ,w , y0)

∂r> 0;

∂L(r ,w , y0)

∂w< 0.

310

Page 78: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Produktionskosten in der langen Frist

f (K , L) = y0

L∗

K ∗

α

bb

tan α = wr

K

L

311

Page 79: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Produktionskosten in der langen Frist

f (K , L) = y0

L∗

K ∗

α

bb

bbK ∗

L∗

tan α = wr

tan β = wr

w > w

β

L

K

312

Page 80: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Produktionskosten in der langen Frist

L

K

Expansionspfad

313

Page 81: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Die Produktionskosten in der langen Frist

Die langfristige Kostenfunktion

C (r , w , y0) := rK (r , w , y0) + wL(r , w , y0)

= min(K ,L)∈R

2+

[rK + wL | f (K , L) = y0

](3.19)

Die Kostenfunktion gibt bei gegebenen Faktorpreisen die minimalenProduktionskosten zur Erreichung eines vorgegebenenOutputniveaus an.

314

Page 82: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Die Produktionskosten in der langen Frist

Z (K , L, λ) = wL + rK + λ[f (K , L) − y0

](3.12)

Anwendung des Envelope-Theorems liefert ‘Shepard’s Lemma’:

Lemma (Shepard’s Lemma)

∂C (r ,w , y0)

∂r=

∂Z (K∗, L∗, λ∗)

∂r

(3.12)= K∗ = K (r ,w , y0)(3.20)

∂C (r ,w , y0)

∂w=

∂Z (K∗, L∗, λ∗)

∂w

(3.12)= L∗ = L(r ,w , y0) (3.21)

315

Page 83: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Die Produktionskosten in der langen Frist

Z (K , L, λ) = wL + rK + λ[f (K , L) − y0

](3.12)

Envelope-Theorem (‘Umhüllungssatz’)

∂C (r , w , y0)

∂y0=

∂Z (K ∗, L∗, λ∗)

∂y0

(3.12)= − λ∗ (3.22)

|λ∗| entspricht den Grenzkosten der Produktion.

316

Page 84: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Die Produktionskosten in der langen Frist

Weitere Eigenschaften der langfristigen Kostenfunktion

1 Für K ∗ > 0 ist C (r , w , y0) strikt monoton wachsend in r .

2 Für L∗ > 0 ist C (r , w , y0) strikt monoton wachsend in w .

3 C (r , w , y0) ist linear homogen in den Faktorpreisen r und w ,d.h. für λ > 0 gilt:

C (λr , λw , y0) = λ · C (r , w , y0).

Begründung:

C (λr , λw , y0) := min(K ,L)∈R

2+

[λrK + λwL | f (K , L) = y0

]

= λ · min(K ,L)∈R

2+

[rK + wL | f (K , L) = y0

]

= λC (r , w , y0).

317

Page 85: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Die Produktionskosten in der langen Frist

4 C (r , w , y0) ist konkav in (r , w).

Beweis zu 4: Wir zeigen die Aussage für den allgemeinen Fall von l

Faktorinputs, d.h. für alle w , w ′ ∈ Rl+, t ∈ [0, 1] ist zu zeigen:

C(tw + (1 − t)w ′, y0

)≥ tC (w , y0) + (1 − t)C (w ′, y0).

Es sei w ′′ := tw + (1 − t)w ′ für t ∈ [0, 1]. a, a′ und a′′ (alles Elementedes R

l+) seien die optimalen bedingten Inputvektoren zum Outputniveau

y0 und den Faktorpreisen w , w ′ und w ′′. Dann folgt

C (w ′′, y0) = w ′′a′′ = twa′′ + (1 − t)w ′a′′.

Wegenwa′′ ≥ C (w , y0) und w ′a′′ ≥ C (w ′, y0)

ergibt sich

C (w ′′, y0) ≥ tC (w , y0) + (1 − t)C (w ′, y0), ∀t ∈ [0, 1]�

318

Page 86: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Die Produktionskosten in der langen Frist

Konkavität der Kostenfunktion =⇒ Faktornachfragen fallend imeigenen Preis(bereits bekanntes Resultat).

∂K (r , w , y0)

∂r=

∂2C (r , w , y0)

∂r2≤ 0

∂L(r , w , y0)

∂w=

∂2C (r , w , y0)

∂w2≤ 0

319

Page 87: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Das Güterangebot bei vollständiger Konkurrenz

3.5 Das Güterangebot bei vollständiger Konkurrenz

y

Kosten

3

2

1

1 2 3 4 5 6

GK

variable

Produktionskostenbei y = 5

320

Page 88: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Das Güterangebot bei vollständiger Konkurrenz

VK(y1)

GK(y1)

y1

GK(y)

y

Kosten

321

Page 89: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Entscheidungsproblem der Firma

Entscheidungsproblem der Firma

maxy

py − C (y) (3.23)

FOC: C ′(y) = GK(y)!= p (3.24)

SOC: C ′′(y) = GK′(y) ≥ 0 (3.25)

Zu jedem Preisniveau wird die Angebotsmenge der Firma durch dieGrenzkosten bestimmt (gilt für kurze und lange Frist).

322

Page 90: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Entscheidungsproblem der Firma

y

Π(y)

py C (y)

y∗

︸︷︷

Π∗

323

Page 91: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Entscheidungsproblem der Firma

Angebotskurve in der kurzen Frist

GKs(y) = p (3.24’)

Angebotskurve = Umkehrabbildung der kurzfristigenGrenzkostenkurve.

324

Page 92: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Entscheidungsproblem der Firma

Die Angebotsfunktion in der langen Frist

Π∗

langfr.≥ Π∗

kurzfr.

Außerdem gilt:

py − C (y) ≥ 0 ⇐⇒ GK(y) = p ≥ C (y)

y= DK(y).

325

Page 93: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Entscheidungsproblem der Firma

y

p GK(y)

p3

y3

DK(y)

y1

p1

p2

y2

Angebotskurve lange Frist

326

Page 94: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Entscheidungsproblem der Firma

Das Marktangebot

p

Angebot

bb

GK1 GK2

GK3

bb

bb

b b

p1

p2

p3

Marktangebot

327

Page 95: Kapitel3

Mikroökonomik

Theorie des Produzentenverhaltens

Entscheidungsproblem der Firma

Zusammenfassung der Hauptergebnisse

1 Die Grenzkostenkurve schneidet die langfristigeDurchschnittskostenkurve in ihrem Minimum.

2 Bei gewinnmaximalem Verhalten sind die Grenzkosten derProduktion für alle Unternehmen gleich (= p).

328


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