Mikroökonomik
Mikroökonomik
Dr. Andreas Szczutkowski
Fakultät für Wirtschaftswissenschaften
SS 2014
1
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
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
Mikroökonomik
Theorie des Produzentenverhaltens
Technologien und Produktionsfunktionen
y (Output)
L (Arbeit)
Produktionsmöglich-
keitenmenge
y = f (L)
(Produktionsfunktion)
237
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Mikroökonomik
Theorie des Produzentenverhaltens
Produktion in der kurzen Frist
Output
L (Arbeit)
f (K , L)
α
f(K , L
)
L
248
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
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
Mikroökonomik
Theorie des Produzentenverhaltens
Produktion in der kurzen Frist
Output
L (Arbeit)
f (K , L)
bb
L1
f (K , L1)
α1
251
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
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
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
Mikroökonomik
Theorie des Produzentenverhaltens
Produktion in der langen Frist
K
L
y = α (konstant)
b
b
A
B
∆L︷ ︸︸ ︷
︸︷︷
︸
−∆K
255
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
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
Mikroökonomik
Theorie des Produzentenverhaltens
Produktion in der langen Frist
K
L
b
b
A
B
258
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
Mikroökonomik
Theorie des Produzentenverhaltens
Skalenerträge
f (λa) = λf (a) ∀ λ > 1, ∀ a = (a1, . . . , al) =⇒ konstanteSkalenerträge
K
L
10
konstanteSkalenerträge
2
3
260
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
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
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
)α
}fallendeGrenzprodukte
263
Mikroökonomik
Theorie des Produzentenverhaltens
Skalenerträge
f (λa) > λf (a) ∀ λ > 1, ∀ a = (a1, . . . , al) =⇒ zunehmendeSkalenerträge
K
L
10
Skalenerträge
2
3
zunehmende
264
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
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
Mikroökonomik
Theorie des Produzentenverhaltens
Skalenerträge
f (λa) < λf (a) ∀ λ > 1, ∀ a = (a1, . . . , al) =⇒ fallendeSkalenerträge
K
L
10
Skalenerträge
2
3
fallende
267
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
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
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
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
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
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
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
Mikroökonomik
Theorie des Produzentenverhaltens
Optimale Produktionsentscheindungen
y = f (K , L)
L
y
Π1
p+ r
pK
275
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
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
Mikroökonomik
Theorie des Produzentenverhaltens
Optimale Produktionsentscheindungen
y = f (K , L)
L
y
bb
α
L
y
tanα = wp
278
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
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
Mikroökonomik
Theorie des Produzentenverhaltens
Optimale Produktionsentscheindungen
y = f (K , L)
L
y
L
y bb
α
tanα = wp
281
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Mikroökonomik
Theorie des Produzentenverhaltens
Produktionskosten in kurzer Frist
DK(y)
GK(y)Kosten
y299
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
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
Mikroökonomik
Theorie des Produzentenverhaltens
Produktionskosten in der langen Frist
L
K
Cw
Cw
Cr
Cr
C > C
tanα = wr
α
302
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
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
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
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
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
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
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
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
Mikroökonomik
Theorie des Produzentenverhaltens
Produktionskosten in der langen Frist
f (K , L) = y0
L∗
K ∗
α
bb
tan α = wr
K
L
311
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
Mikroökonomik
Theorie des Produzentenverhaltens
Produktionskosten in der langen Frist
L
K
Expansionspfad
313
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
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
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
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
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
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
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
Mikroökonomik
Theorie des Produzentenverhaltens
Das Güterangebot bei vollständiger Konkurrenz
VK(y1)
GK(y1)
y1
GK(y)
y
Kosten
321
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
Mikroökonomik
Theorie des Produzentenverhaltens
Entscheidungsproblem der Firma
y
Π(y)
py C (y)
y∗
︸︷︷
︸
Π∗
323
Mikroökonomik
Theorie des Produzentenverhaltens
Entscheidungsproblem der Firma
Angebotskurve in der kurzen Frist
GKs(y) = p (3.24’)
Angebotskurve = Umkehrabbildung der kurzfristigenGrenzkostenkurve.
324
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
Mikroökonomik
Theorie des Produzentenverhaltens
Entscheidungsproblem der Firma
y
p GK(y)
p3
y3
DK(y)
y1
p1
p2
y2
Angebotskurve lange Frist
326
Mikroökonomik
Theorie des Produzentenverhaltens
Entscheidungsproblem der Firma
Das Marktangebot
p
Angebot
bb
GK1 GK2
GK3
bb
bb
b b
p1
p2
p3
Marktangebot
327
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