4资源与环境经济学讲义-第四章-经济效率理论

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1、第四章 经济效益理论第一节 消费者与生产者行为的有关概念(一)消费者行为分析1效用和边际效用西方经济学认为，某物品是否具有效用及效用的大小取决于消费者对该物品的主观感受，这是一种以人们主观评价来解释价值的经济学理论。效用是指商品或劳务满足人们欲望或需要的能力，换句话说，效用是指个人从消费某种物品或劳务中所得到的满足。总效用是指从在消费一定量的某物品中所得到的总满足程度。在一定的消费范围内，一个人消费得越多，则他的总效用水平就越高，见图4-1。这一概念十分强调效用的主观性，不同的人对同一性质和数量的商品主观感受不同，其效用也不一样。图4-1 总效用曲线 图4-2 边际效用曲线图那么，效用究竟如何

2、度量呢?在19世纪 开发出一种能够准确度量效用的机器，用支付意愿法来度量效用一个人为了处于一种境况而不是另一种境况愿意支付多少钱。例如，如果小丁喜欢巧克力冰激凌胜于香草冰激凌，他愿意为一勺巧克力冰激凌支付比一勺香草冰激凌更多的。因为巧克力冰激凌给他带来了比香草冰激凌更大的效用。当然，一个人愿意支付多少钱不同于他不得不支付多少钱。小丁愿意为巧克力冰激凌付比香草冰激凌更多的钱，并不意味着他必须花更多的钱，市场上这两种口味的冰激凌的价格往往是相同的。消费者所必须支付的数量取决于市场价格，而他愿意支付的数量则反映他的偏好。边际效用是指消费量每增加一个单位所增加的满足程度。由于同一物品每增加一单位对消费

3、者的满足程度不同，随着所消费的物品的增加，该物品对消费者的边际效用是递减的，这就是边际效用递减规律，见图4-2。图中，u表示效用；Q表示物品的消费单位。按照边际效用价值论的观点，效用是价值的源泉，是形成价值的一个必要条件，但还不是充分条件。效用必须同物品的稀缺性相结合，才能形成价值。一物品越稀缺边际效用越大，价值也越大。所以，价值取决于边际效用。但需要说明的是，我们不能把边际效用经济分析和边际效用价值理论等同起来。按照上例，所谓边际效用的经济分析，指的是最后增加一个消费单位，对消费者所增加的效用。这种算法是每个消费者必然要考虑的，因为消费者进入市场时，他以手中一定的货币面对市场上不同的商品。购

4、买什么?他总是要先购买对他边际效用最大的商品。可见，这种每增加一单位的效用变动率的计量，是消费者对不同商品或对当前消费与未来消费进行选择，以及生产者对一定资源的不同用途进行选择时，经常使用的办法。因此，边际效用是我们进行经济分析时的一个十分有用的工具。2基数效用与序数效用论旧福利经济学：以庇古的福利经济学为代表基数效用。基数效用论认为，消费者行为是在货币的边际效用不变的条件下，通过购买时的选择，用既定的货币收入购买到最大效用。如果消费者在收入既定的条件下，全部将此用于购买两种商品，它能获得最大满足的均衡条件是：两种商品的边际效用之比等于它们的价格之比，或者说消费者用最后一个单位的货币购买的两种

5、商品应带来同等的边际效用。这种状态可表示如下：或(4.1)其中Mux代表商品x的边际效用，Muy代表商品y的边际效用；Px代表x商品的价格，Py代表y商品的价格;代表货币单位的边际效用。新福利经济学：20世纪30年代以后的形成的福利经济学。帕累托提出的序数效用论基数效用论认为，效用是可以明确加以度量、加总或计算的。他们认为的这种效用就是基数效用。但是实际上，效用却不容易度量，也无法度量。序数效用论认为，效用是难以确切衡量的。消费者在选择和购买商品时，无法知道商品有多少效用单位，他只能根据自己对商品的偏好来决定其顺序和效用水平。序数效用论分析消费者行为的工具是无差异曲线。3、无差异曲线表4-1表

6、示了x、Y两种商品的各种组合，其中每一种组合给消费者带来的满足都是无差异的。据此可以作出图4-3所示的消费者的无差异曲线：增加x物品的某些数量可以补偿失去的Y物品的某些数量。消费者喜欢A的程度和他喜欢B、C、D的程度完全相同。造成同等满足程度的各种配合可以画成一条平滑的“无差异曲线”，如图4-3所示。表4-1 两种商品的无差异表无差异曲线代表了具有同样满足程度的各种商品组合，但任何两条无差异曲线都不能相交。从图中我们看到，离原点越远的无差异曲线表示的满足水平或效用水平越高，即U1U2U3。除此之外，无差异曲线还有下列性质：第一，无差异曲线向有下方倾斜，斜率为负。第二，任何两条无差异曲线不能相交

7、，第三，无差异曲线凸向原点，斜率递减。 图4-3 无差异曲线与消费者均衡无差异曲线凸向原点，其斜率表示商品的替代率或边际替代率。它是指消费者为了保持同等的满足水平，在增加一个单位x商品时所必须放弃的Y商品的数量，即消费者在商品组合中用一种商品代替另一种商品的比率。考虑到其斜率递减的特点，如用MRS表示边际替代率，则 (4.2)x为x的改变量，y为y的改变量。由于x与y符号相反，为用正值表示商品替代率，故在比值中添加一个负号。4、预算线和消费者均衡预算线又称为消费者可能线和等支出线。它表示在收入和商品价格既定的条件下，消费者所能购买的各种商品数量的最大组合。如图43中MN所示，即：PxQxPyQ

8、y=W (4.3)Px、Qx分别为商品x的价格和数量；Py，Qy分别为商品y的价格和数量。将无差异曲线和预算线合在一起，预算线必定与无数条无差异曲线中的一条相切于一点，即在该点上实现了消费者均衡。在图4-3中预算线MN与无差异曲线U2相切于B点，表明在既定收入和价格下，消费者购买OYo的Y商品和OXo的x商品可以获得最大满足。(二)生产者行为分析生产是生产者为获取收益运用资源制成产品或提供服务的过程。生产过程中使用的经济资源称为生产要素(劳动、土地、资本等)，生产要素的投入数量及其组合不同，产出亦不同。1、等产量线与边际技术替代率等产量曲线是生成一个确定产量所必需的两种可变投入的各种可能组合点

9、的轨迹，如图44所示。它表示企业沿着这条曲线上任意的两种要素L、K的组合，都可以保持产出量的不变，即可通过增加一种要素投入替代另一种要素投入再生产中的作用。与边际替代率类似，这种替代关系也可以用边际技术替代率来表示。边际技术替代率是指企业在产出量保持不变的条件下，用一种投入要素K替代另一种投入要素L的技术上的比率，反过来也一样。在图44中，投入要素K从OK1减少到OK2，减少量为K1K2，投入要素L相应从OL1增加到OL2，增加量为L1L2。如以MRTSLK来代表生产要素L对K的边际技术替代率，则 (4.4)此公式表示边际技术替代率是负的，并且由于边际产出的递减，边际技术替代率也呈递减趋势。

10、图4-4 等产量曲线4、等成本线与生产者均衡生产要素之问的替代关系，使厂商能够在多种可能的要素组合中选择最优组合方式进行生产，以既定的成本获得尽可能大的产出，或者获得既定的产出花费最小的成本。等成本线是在既定的要素价格下，以一定的货币支出所能购买到的两种要素的各种可能的组合。运用等成本线和等产量线，将建立起产量对要素价格和成本的关系，从而实现生产者均衡或生产的最佳要素组合。 图4-5 等产量线与生产者均衡在图45中，等成本线AB与等产量线Q2相切于E点，所对应的要素组合(K0，L0)就是既定成本下的最大产量组合。第二节 帕累托最优状态以帕累托为代表的新福利经济学认为，福利经济学应该研究是效率而

11、不是公平。他们主张在既定的收入分配下，研究经济效率的最优状态，通称帕累托最优状态。帕累托的意思大致是说，在既定收入分配下、对现状进行任何改变之后，如果使每个人的福利都增加了，这种改变就有利；如果使每个人的福利都减少了，这种改变就不利；如果使一些人的福利增进而使另一些人的福利减少、就不能说这种改变一定有利。因此，帕累托的最优状态是指：任何改变都不能使一个人的境况变好而不使别人的境况变坏，或者反过来说，如果不减少别入的效用、便无法增加某个人的效用，这种最优状态包括以下三个方面：(一)交换的最优状态帕累托最优状态是利用图46埃奇沃思箱形图进行分析的。首先研究产品交换的均衡、看看怎样在社会成员之间分配

12、产品，才能达到帕累托最优状态。 图46 交换契约线假定一个经济社会只有两个消费者A和B，他们可以选择两种供给既定的产品X和Y。这就可以根据他们的偏好给出两个无差异曲线图。左下角的OA是消费者A的原点；横轴XA表示A消费产品X的数量；纵轴YA表示A消费产品Y的数量；IA1、IA2、IA3是A消费这两种产品不同效用水平的无差异曲线。对消费者B来说，一切都旋转180度。右上角的OB是消费者B的原点；横轴XB表示B消费产品X的数量；纵轴YB表示B消费产品Y的数量;IB1、IB2、IB3是B消费这两种产品不同效用水平的无差异曲线。起初，如果消费者A和B消费x和Y的数量如左上角点C所示：A消费全部Y产品而

13、不消费x产品，其效用水平为IA1；B消费全部x产品而不消费Y产品、其效用水平为IB1。继而，消费者A和B可以协商如何进行交换，以求提高效用水平。在完全竞争的条件下，双方交换的结果，可能如F点所示：A放弃一部分产品Y，只消费OAYA1的Y产品，但新得到了x产品OAXA1，效用水平便从IA1提高到IA2；B放弃一部分产品X，只消费OBXB1的x产品，但新得到Y产品QBYB1，效用水平IB1保持不变。这就是说，交换的好处全归于A。在点F，A以Y交换X的边际替代率，他会希望沿着IB1继续以Y交换x、以求得到更大的效用，直到E3为止。在E3这一点、IA3与IB1相切，说明在B的效用水平一定的情况下，A得

14、到了最大满足。双方交换的结果，也可能如G点所示，这时B的效用水平从IB1提高到IB2，而A的效用水平保持IA1不变，交换的好处全归B。B会希望沿着IA1继续以Y交换x，以求得到更大的效用，直到E1为止。在El这一点，IB3与IA1相切，说明在A的效用水平一定的情况下，B得到了最大满足。实际上，双方交换的结果，更可能是界于FG之间，即既不是沿着IB1，也不是沿着IA1，而是沿着CE2进行交换。在CE2上的任何一点。例如点H，A和B的效用都能达到更高的水平。直到点E2，IA2与IB2相切，说明双方都能得到最大的满足。过了点E2，如果继续交换下去，又将降低效用水平。上述E1、E2、E3三种可能的情况

15、，都属于帕累托最优状态。因为，在点F、G、H一个人的境况好起来，并没有使别人的境况坏下去。这种交换虽然是可取的，但并未达到帕累托最优状态。而在E1，E2，E3点，若要使一个人的境况变得更好，就势必让别人的境况变坏，这就达到了帕累托最优状态。如从E1移至E2，A的效用水平从IA1提高到IA2，B的效用水平就从IB3降到IB2。由E1、E2、E3这些表明帕累托最优点的轨迹组成的曲线OA、OB、E3，叫交换契约曲线或消费契约曲线。它表示消费者A和B交换产品的契约，都应该落在这条A、B的无差异曲线IA、IB相切即边际替代率相等的曲线上。任何离开这条曲线的移动，不是一个人的境况变坏，就是两个人的境况同时

16、变坏，脱离了帕累托最优状态；而沿着这条曲线的任何移动，将使一个人的境况变好，另一个人的境况变坏，符合帕累托最优状态。在埃奇沃思箱形图内的任何一点，都是X，Y两种产品的不同组合，因此，箱子里的空间可以称作产品空间。在交换契约曲线上的点，表示A和B效用的大小，我们可以容易地从产品空间转移到效用空间，如图47所示。图4-7 效用可能线图4-7的横轴表示A的效用，纵轴表示B的效用。UU为效用可能线，表示在其他条件不变的情况下，两个效用最大的组合，可自交换契约曲线UAUB直接导出。在A和B效用函数既定的情况下，效用可能线的形状，依产品X和Y的总量及其比例而定。(二)生产的最优状态利用埃奇沃思箱形图，也可

17、以研究产品的生产均衡，看看怎样配置要素资源、才能达到帕累托最优状态。假定：一个经济社会只有两个生产者A和B，他们可以选择两种供给既定的要素L和K，分别生产两种产品X和Y。这就可以根据他们的技术条件给出两个等产量图，并得到如图4-8所示的埃奇沃思箱形团。左下方是产品x的等产量图，横轴Lx表示产品x所投入的要素L的数量；纵轴Kx表示产品X所投入的要素K的数量；Ix1、IX2、Ix3，IX4表示产品x的不同水平的等产量线。右上部是产品Y的等产量图，横轴LY表示产品Y所投入的要素L的数量；纵轴KY表示产品Y所投人的要素K的数量；IY1、IY2、IY3、IY4表示Y的不同水平的等产量线。OXOY是x和Y

18、两种产品等产量线相切的切点的轨迹，叫生产契约线，其含义与交换契约线相对应，不再赘述。图4-8 生产契约线如果两种产品各自投入的要素不在生产契约线oxOY上，则L和K两种要素资源虽然全部用尽，但并没有达到最高的经济效率。例如，在点C，两种产品L对K的边际技术代替率不等，(MPYL，只要进行要素替代就能增加两种产品的产量，或者至少增加一种产品的产量而不减少另一种产品的产量。因此，在完全竞争的条件下，必然会发生这种要素替代，直到两种产品的边际技术替代率相等，也就是两种产品的等产量线相切，达到最高经济效率为止。那么，OxOY就是生产的帕累托最优点的轨迹。仿照图47的方法，我们也可以把图48这个要素空间

19、转变为图49的产品空间。图49的横轴代表产品x，纵轴代表产品Y，曲线VV为生产可能线，表示在其他条件不变的情况下，两种产品产量最大的组合，可由生产契约线直接导出。生产可能线的形状，受要素总量及其比例的影响，它的斜率绝对值称作边际转换率，以MRT表示)，即为保持最大产量，每增加1单位x产品所必须减少的Y产品的单位数，也就是单位x产品的机会成本。 (4.5)在完全竞争的条件下，产品价格等于边际成本，所以 (4.6)边际转换率MRTxy、(dYdX)为负，其导数(d2YdX2)可正可负，也可为0，即可以凹向原点(规模报酬递减)，可以凸向原点(规模报酬递增)，也可以成一直线(规模报酬不变)。边际转换率

20、MRTxy与边际替代率MRSxy的表达式非常相似，但其含义不尽相同(MRSxy是为保持同等效用，每增加1单位X产品所必须减少的Y产品的单位数)。 图4-9 生产可能线(三)社会福利最优状态 就整个经济社会来说，要达到社会福利最大，除了上述产品分配和要素配置都处于帕累托最优状态外，还要考虑社会的效用是否达到最大。表示社会效用最大的A和B效用组合的轨迹，叫总效用可能线，它是效用可能线的包络线。总效用可能线的形成过程如下：图4-10 边际转换率边际替代率均衡点图4-10中的VV是用一定的要素L和K所生产的产品x和Y的生产可能线。Q1表明x的产量为OX1，Y的产量为oY1，就这一特定的产量组合，可以构

21、成一个交换的埃奇沃思箱形图oAx1oB1Y1，交换契约线为OAOB1。在生产可能线VV上，可找到一点Q1 (4.7) 在交换契约线OAOB1上，也总可以找到一点E1 (4.8)E1便是生产总量为Q1组合时的交换均衡点。同样，我们可以找出生产总量为Q4组合时的另一交换契约线OAOB4，交换均衡点E4。根据交换契约线OAOBA可以导出图4-11中的效用可能线UU，点E1对应于图4-10中的E1。根据交换契约线OAOB4，可以导出图4-11中的效用可能线TT，点E4对应于图4-10中的E4。 图4-11 总效用可能线仿此，我们可以导出无数效用可能线和交换均衡点。效用可能线上的这些交换均衡点，都表示A

22、和B的最大效用组合。这些最大效用组合点E1，E2的轨迹，便形成总效用可能线（效用边界线）。它是在特定的要素资源、生产函数和效用函数的条件下，一个社会能够提供的最大效用组合的轨迹。由此可见，一个社会要达到最高的经济效率，得到最大的社会福利，进入帕累托最优状态，必须同时满足下述三个边际条件：(1)交换的边际条件 (4.9)(2)生产的边际条件 (4.10)(3)产品替代的边际条件 (4.11)这也是总效用可能线必须满足的条件。(四)完全竞争与帕累托最优状态在完全竞争的条件下，如果消费者追求满足最大，生产者追求利润最大，要素所有者追求收入最大，就一定能够达到社会福利的帕累托最优状态。由于消费者以有限

23、货币收入追求满足最大，一定会使其消费的任何一组产品的边际代替率，等于其价格比例。而在完全竞争条件下，对全体消费者来说，产品的价格相同，因而价格比例也相同。每一消费者购买产品的数量，必使其边际代替率等于全体消费者所面对的“共同”价格比例。因此，就全体消费者来说，任何一组产品的边际替代率必定相同，交换的最优状态是完全竞争的必然结果。同理，由于生产者在一定成本或者一定产量下追求利润最大，一定会使其增加的任何一组要素的边际技术替代率等于其价格比例。而在完全竞争下，对全体生产者来说，要素价格相同，因而价格比例也相同。每一个生产者使用要素的数量必使其边际技术替代率等于全体生产者所面对的“共同”价格比例。因

24、此，就全体生产者来说，任何一组要素的边际技术替代率必定相同，生产的最优状态是完全竞争的必然结果。最后，MRMC定理（边际成本边际收益）告诉我们，在完全竞争条件下，为求利润最大，MRMCP，故 （4.12）与交换和生产的最优状态一样，社会福利的最优状态，也是完全竞争的必然结果。由此可见，帕累托的新福利经济学的基本定理是一连串边际替代率之间的相等。每一个完全竞争的均衡，是帕累托最优；每一个帕累托最优，是一个完全竞争的均衡。完全竞争的均衡，就是帕累托最优；帕累托最优，就是完全竞争的均衡。换言之，在完全竞争的市场机制作用下，整个经济可以全面达到帕累托最优境界，这样的经济必定是最有效率的经济。四、社会福

25、利最大化西方经济学家是将最大效用可能性曲线和社会无差异曲线结合起来分析社会福利最大化问题的。1、社会福利函数和社会无差异曲线社会福利函数是用来表示一个社会的福利水平和影响福利水平的各种经济变量之间的关系的。假定整个社会的福利水平取决于社会全体成员所获得的效用水平，则社会福利函数可以写成：WW(U1，U2,Un) (4.13)其中，W表示一个社会的福利水平；Ui(i1，2n)表示第i个社会成员的效用水平。在只有两个人的简单的社会经济模型中，则社会福利函数可以写成： ww(UA、UB) (4.14)它表示社会的福利水平取决于A、B两个社会成员所得的效用水平UA和UB。根据社会福利函数可以得到社会无

26、差异曲线。社会无差异曲线表示在既定的社会福利水平条件下，A、B两个社会成员的各种效用水平的不同组合。社会无差异曲线如图4-12所示。图220 社会无差异曲线 图中有三条社会无差异曲线w1、w2和W3。每一条社会无差异曲线上的社会福利水平是相同的。不同的社会无差异曲线代表不同的社会福利水平，而这三条社会无差异曲线所代表的社会福利水平的高低关系为：W1W2w3。这里需要指出的是，西方经济学家认为，在社会福利函数的具体形式的构造上，以及在相应的社会无差异曲线的具体形状的确定上，譬如，图4-12中的社会无差异曲线是应该偏向于A消费者的UA轴，还是应该偏向于B消费者的UB轴，在这个问题上，还存在着很多问

27、题和困难。产生这些问题和困难的主要原因是：社会福利函数的具体形式和社会无差异曲线的具体形状的确定，涉及到复杂的价值判断标准。在不同的社会成员之间，或者在不同的社会团体之间，都可能存在不同的价值判断标准，从而形成不同的社会福利函数的具体形式和不同的社会无差异曲线的具体形状，而且就整个社会来说，要从中进行选择又是极其困难的。正因为这样，这些问题和困难也就不是微观经济分析所能够解决的。2、有约束的社会福利最大化把总效用可能性曲线和社会无差异曲线置于同一个平面坐标系中，就可以分析社会福利最大化的问题。在图中，总效用可能性曲线vv与社会无差异曲线w2相切于E点，E点就是有约束的最大社会福利均衡点。在E点

28、上，A、B两个社会成员的效用水平各自为UA和UB。至此，我们便从总效用可能性曲线上的无数个经济全面均衡的帕累托最优中，确定了惟一的一个最大社会福利均衡点；同时，这一最大的社会福利又是在既定资源总量的约束条件下实现的。3、有约束的社会福利最大化条件下的资源配置与产品分配E点是有约束的社会福利最大的均衡点1）由E点出发，找到总效用可能线上的对应点，如E2由E2出发，找到交换契约曲线上的E2由该点可以推导相适应的产品分配情况2）由总效用可能线上的E2，找到生产可能线上的Q2由Q2可以找到相应生产契约曲线的Q2由该点可以推导相适应的要素（劳动和资本）在两种产品生产上的配置情况从任何一个有约束的社会福利最大化的均衡点出发，可以推导出与这一帕累托最优的均衡水平相适应的社会资源配置方式和产品分配情况。