Cuadernillo de Apoyo al Estudiante La teoría de la...
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FACULTAD DE INGENIERIA Y NEGOCIOS ESCUELA DE NEGOCIOS
ESCUELA DE NEGOCIOS
Cuadernillo de Apoyo al Estudiante
La teoría de la elección del consumidor.
n primer lugar debemos explicar cuáles son los objetivos de
esta Teoría en términos epistemológicos, o sea nos referiremos
al fenómeno económico que se espera que el estudiante
aprenda a explicar a través de ella. Es decir: nuestro objeto de estudio.
La teoría de la elección del consumidor intenta explicar, y
predecir, de manera formal, las decisiones de demanda sobre el
consumo de determinados bienes, por parte de un consumidor
racional y aislado, que intenta maximizar su bienestar o felicidad
individual. Describiendo así los patrones de comportamiento de un
consumidor representativo, y las respuestas que esperamos
observar frente a las variaciones de los precios relativos por parte
de este.
A pesar de ser bastante reduccionista, esta Teoría se utilizará
posteriormente como una herramienta bastante útil, que servirá para poder
estudiar distintos fenómenos económicos relacionados con la elección
individual, con el fin último de construir la demanda del mercado. Es
verdad que no todos los consumidores son, ni se comportan como el que
describimos en el párrafo anterior, pero recordemos que el grueso de la
Teoría Económica se ha construido con herramientas analíticas conocidas
como Modelos; Cuyo objetivo es el de simplificar fenómenos o situaciones
reales, para que podamos entender sus partes esenciales y así tener un
marco de referencia para analizar los distintos escenarios asociados a un sin
número de disyuntivas económicas.
Ejercicio Resuelto:
E
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Desde la utilidad marginal decreciente, a la curva de
demanda del mercado.
I. Suponga 1 que un en una economía WXZ, existe un individuo
representativo (Mario) que tiene preferencias por dos bienes, X e Y
( =manzanas, =peras). Ésta relación de preferencias se puede representar
de acuerdo a una función de utilidad Cobb-Douglas como la siguiente:
; Con valores para los exponentes . Además, este individuo
se enfrenta a una restricción de recursos basad en unos precios de
. Y en un Ingreso monetario nominal de .
De acuerdo a esta información, usted se le pide lo siguiente:
a. Obtenga la utilidad marginal con respecto a cada bien, interprete
estas funciones.
b. Obtenga la Tasa Marginal de Sustitución o Relación Marginal de
Sustitución e interprétela.
c. Plantee, grafique y explique la Restricción Presupuestaria a la que
se enfrenta este individuo. ¿Qué factores desplazarían esta recta?
¿Cuál es su pendiente?
d. Resuelva el problema del consumidor de la forma que estime
conveniente. Encontrando las demandas Marshallianas del
Problema, primero algebraicamente, y luego cuantitativamente.
( ) ).
e. Encuentre todas las elasticidades de la teoría de la demanda, para
el bien X e Y.
f. Derive gráficamente la curva de demanda del bien X para este
individuo representativo.
g. Suponga que el precio del bien baja de a Grafique
los efectos ingreso y sustitución para el bien , explique.
1 Este ejercicio es de elaboración propia, en base a la materia estudiada en el capítulo 4 de Nicholson,
2006.
)
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Soluciones
Letra A
¿De qué información disponemos??
Tenemos una función Cobb Douglas: ) , que nos dice
cómo el consumo de bienes ( ) repercute en la utilidad del
consumidor.
Tenemos valores para los parámetros .
Si Reemplazamos estos valores podemos reescribir la función, de
forma tal que nos quede una expresión que dependa solamente de las
cantidades consumidas ( ):
Si queremos calcular la utilidad marginal, debemos:
Saber cómo cambia la función , cuando el consumo del bien
aumenta en una unidad (ceteris paribus el consumo de bien
).
Debemos usar la definición de utilidad marginal:
(y: para el otro bien) .
Este cálculo podemos hacerlo con la derivada, ya que las expresiones
siguientes son equivalentes:
Para poder responder la primera pregunta, debemos recurrir al concepto de
Utilidad marginal: que nos dice como varía la utilidad obtenida por el
consumidor cuando la cantidad consumida de algún bien se incrementa
marginalmente. =UMGx
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Es decir, preguntarnos ¿cuánto varía la utilidad de un
consumidor, cuando consume una unidad adicional de un bien?, es
equivalente a preguntarse ¿cuál es la derivada de la función de
utilidad con respecto a ese bien?2
Calculando las derivadas.
Debemos obtener
. Aplicando el procedimiento de
derivar la expresión de la función de utilidad , pero puesto que
es una función de utilidad de 2 bienes, cada vez que obtengamos la utilidad
marginal de un bien, pensaremos que el consumo del otro se mantiene
constante ó ceteris paribus. Es decir, a la hora de derivar, el otro bien, la
otra letra que lo simboliza se transforma en una constante, como o
cualquier otra3 de las que expusimos en el apéndice matemático de este
curso. De esta forma, aplicando la derivada respecto a tendríamos la
:
(Aplicando regla del exponente a , y regla de la constante
multiplicando a ), obtenemos
Ordenando algebraicamente
.
Ahora para la :
(Aplicando regla del exponente a , y regla de la constante multiplicando
a ), obtenemos
2 Esto ya que si recordamos, la derivada, nos dice cómo cambia la función (en este caso ), cuando el
argumento ó aumenta en una variación muy pequeña. pero en economía trabajamos con magnitudes tan grandes que tranquilamente podemos considerar o suponer que esta variación pequeña, que antes habíamos llamado infinitesimal, puede ser considerada como una variación marginal. 3 Esto se refiere a que son una constante como las letras que veíamos en las fórmulas 1 y 4, y
específicamente como el componente del ejemplo correspondiente a la regla 4.
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Ordenando algebraicamente
.
De esta manera, hemos obtenido las siguientes funciones para las
dos utilidades marginales con respecto a cada bien :
Al reemplazar cualquier combinación de ) en cualquiera de éstas
dos funciones, el número calculado me dice en cuánto aumenta la utilidad
del consumidor cuando el bien en cuestión –en el que reemplacé los
valores- aumenta en 1 unidad.
Ejemplo: Si quiero saber qué utilidad extra reporta una unidad extra de
manzanas , cuándo estoy con sumiendo 5 manzanas y 3 peras, reemplazo
esta combinación en la función de utilidad marginal de .
5 manzanas y 3 peras: ) ). Reemplazo en
.
)
) . Es decir que la sexta manzana consumida, le
reporta un aumento d utilidad a este consumidor de 0,184 unidades de
utilidad (útiles).
Letra B
Es decir, la expresión que encontraremos nos dirá a cuántas
Unidades del bien estará dispuesto a renunciar el consumidor, si quisiese
aumentar su consumo del bien en una unidad, pero siempre manteniendo
el mismo bienestar que poseía anteriormente (es decir a lo largo de la
misma curva de indiferencia), a esto nos referimos cuando decimos
intercambio voluntario.
Para poder encontrar la Tasa Marginal de Sustitución (TMS); debemos
recordar que esta tasa, será una función que nos dirá el intercambio
voluntario que el consumidor estaría dispuesto a realizar entre un bien y otro,
en determina punto del plano, o un momento del tiempo.
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En la bibliografía encontramos que la fórmula para calcular a TMS,
consiste en dividir la utilidad marginal de bien (o el símbolo que represente
al bien que esté en el eje horizontal), en la utilidad marginal del bien
(ídem, pero el eje vertical).
Reiteramos que si quisiéramos darle una interpretación a esta
función, debemos evaluarla en algún punto en particular, esto significa que
debemos reemplazar algún punto en particular, usando el mismo punto de
ejemplo anterior ) ). Encontraremos un número que nos dirá a
cuántas peras estará dispuesto a renunciar Mario, con el fin de obtener una
sexta manzana, y mantener su nivel de bienestar o utilidad inalterado.
Esto significa que por una unidad de -manzanas- adicional, en este
punto ) ), en consumidor está dispuesto a renunciar a , es
decir a 0.4 Peras.
Letra C
Para poder graficar esta expresión, debemos despejar de la
ecuación antes anunciada:
La Restricción Presupuestaria nos dice que el individuo debe gastar en los
dos bienes exactamente lo mismo que lo que gana, este planteamiento
podemos expresarlo matemáticamente como:
.
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Gráficamente:
Ahora, si reemplazamos los valores de los parámetros del problema
( ), el gráfico siguiente queda como sigue:
Esta restricción nos dice que este individuo sólo puede consumir
canastas de productos situadas dentro de este conjunto limitado, o
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restringido por la línea recta azul, que tiene su pendiente en el cociente de
precios, o Tasa Marginal de Sustitución de Mercado ( ). En este
caso
. En el siguiente gráfico, observamos que una canasta
) tal como 3 manzanas, y 8 peras es asequible, mientras que
una canasta ) tal como 8 manzanas y 8 peras no.
Letra D
Conocimientos requeridos:
Es decir, el problema del consumidor consiste en maximizar su nivel
de utilidad (representado por su curva de indiferencia), sujeto a su
)
El problema del consumidor formalmente es el sgte:
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restricción de presupuesto (representada por la relación entre su gasto, y
su ingreso).
Recordemos que la curva de indiferencia, es una función que me
indica las diferentes combinaciones de los bienes que reportan el mismo
nivel de utilidad . Matemáticamente:
Y de la restricción ya hemos hablado, Si graficamos estas dos
funciones, obtenemos el siguiente mapa, donde se indican los valores
de más altos que pudiésemos llegar a alcanzar, dada la restricción
de presupuesto, éstos valores ) son las demandas óptimas, o
demandas Marshallianas.
Gráficamente:
Como la figura lo indica, la condición para encontrar el óptimo del
consumidor consiste en que la , que nos indicaba la relación de
intercambio voluntario que el individuo está dispuesto a hacer, según sus
preferencias por los bienes; debía igualarse a la relación de precios
o
.
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De esta forma, en la pregunta b obtuvimos la TMS:
; y la
igualamos al cociente de precios o TMS de mercado:
:
Igualamos:
Esta expresión , siempre debe cumplirse, mientras los
precios no cambien.
Usamos, la expresión anterior, ,, y la reemplazamos en la
restricción de presupuesto (con los valores de os precios e ingreso
reemplazados) que anteriormente en la letra c, habíamos graficado.
Restricción de presupuesto:
Restricción luego del reemplazo: )
)
Ahora que tengo el óptimo de , Resuelvo mediante la fórmula que
hemos obtenido anteriormente de en función de , y que dijimos que
siempre debía cumplirse:
Estas serían las demandas óptimas o Marshallianas del problema.
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Letra E
¿Qué es la Elasticidad?
Queremos saber que tan sensible es una variable respecto de otra,
entonces primero: tenemos que identificar éstas variables. Puesto que
estamos estudiando la teoría del consumidor, o teoría de la demanda, nos
va a interesar principalmente la sensibilidad de la demanda.
Las fórmulas son las siguientes:
Elasticidad Precio de la Demanda:
La Elasticidad: nos indica la sensibilidad de una variable económica
respecto de otra variable económica.
Cuando nos interesa saber que tan sensible es la demanda
respecto de su precio; Debemos responder a la pregunta
¿cómo afecta a la cantidad demandada del bien que el
precio del bien suba (o baje)?. Para esto usaremos el
cálculo de la elasticidad precio de la demanda.
También nos puede interesar, ¿cómo afecta a la cantidad
demandada del bien que el ingreso del consumidor suba (o
baje)?. En este caso usamos la elasticidad ingreso de la
demanda.
Y finalmente, nos puede interesar ¿cómo afecta a la
cantidad demandada del bien que el precio de otro bien
suba (o baje)?. En este caso, tendremos que calcular la
elasticidad precio cruzada
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Elasticidad Ingreso de la Demanda:
Elasticidad Precio cruzada de la Demanda:
Calculando las elasticidades: nuevamente las derivadas.
Si expresamos las demandas óptimas como:
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Elasticidades precio serían:
Ambas demandas son unitarias, frente a una variación positiva de los
precios en un 1%, la cantidad demandada disminuye en un 1%. O
proporcionalmente, de la forma 1 es a 1.
Elasticidades Ingreso de la demanda:
:
Letra F
¿Qué es la Curva de demanda?
La elasticidad es uno
positivo. Por lo tanto el bien es un bien normal.
La elasticidad es uno
positivo. Por lo tanto el bien es un bien normal.
)
La Curva de demanda nos dice cómo varía la cantidad demandada de
un bien, en función del precio del mismo, matemáticamente:
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Primero partimos del mismo óptimo encontrado anteriormente ( ),
sólo que ahora enunciaremos los puntos algebraicamente, con el objetivo de
tener una mayor generalidad en la explicación, y generalizar este análisis a
las relaciones de demanda existentes entre los bienes.
En el gráfico, el primer óptimo es cuando se encuentra la
restricción de presupuesto color azul que está construida con un precio de x
igual a , y en la que se elige una cantidad de . Caso En el que el
consumidor alcanza la misma curva de indiferencia mostrada anteriormente
(la curva roja del medio), en el ejercicio en que mostramos cómo se
encontraba este óptimo (igualando ). ¿Qué pasa en este
gráfico si varía el precio de un bien, por ejemplo .
)
Pero por convención, los economistas invierten esta relación, con el
objetivo de relacionar precio en las ordenadas (dependiente), y
cantidad en las abscisas (independiente) matemáticamente:
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Para poder graficar esta relación del precio con la demanda, lo que
hacemos, es tomar dos precios, primero un mayor, este precio hace
que la restricción presupuestaria se “contraiga” o e mueva hacia la izquierda
(recta de presupuesto verde en el gráfico), y tenemos un nuevo óptimo
, menor al anterior. Que además tiene como repercusión una disminución
en el bienestar del individuo, puesto que la curva de indiferencia que
alcanza ahora es menor que la anterior.
Luego, tomamos otro precio menor al precio original, este nuevo
precio lleva ahora a nuestra restricción presupuestaria más afuera (recta de
presupuesto color naranja), y tenemos un nuevo óptimo que muestra que
la cantidad demandada del bien x aumenta hasta . Esto se ve reflejado
en un mayor bienestar, ya que se alcanza una curva de indiferencia más
alta que originalmente.
Una vez que hemos hecho estas operaciones, tendremos un mapa en
el que hay: restricciones presupuestarias con cocientes de precios
(pendientes) distintas, curvas con niveles de utilidad distintos, y
demandas de óptimas. Si debajo de este mapa, creamos uno que
conserve a la variable en el eje horizontal, pero que tenga a los distintos
en el eje vertical, obtenemos la siguiente figura.
Curva de demanda a partir del mapa del consumidor:
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Que es la curva de demanda tradicional con pendiente negativa.
Letra F
¿Qué es el efecto ingreso y el efecto sustitución?
Analicemos la situación en términos gráficos:
Cuando el precio de un bien varía, la cantidad demandada de éste
también lo hace. Este cambio que sufre la demanda del consumidor, es
descompuesto en dos efectos: uno es el efecto ingreso, y el otro es el
efecto sustitución.
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Cuando el precio del bien baja a , la recta presupuestaria se
mueve hacia la derecha, en la restricción presupuestaria de color verde y
continua, lo quehace que el consumidor consuma más del bien y
obtenga mayor bienestar. Esto se conoce como el “Efecto total”.
Si dejamos que el consumidor obtenga el mismo nivel de utilidad, y
compensamos el ingreso que necesite para comprar los bines, su demanda
de aumenta hasta esta variación desde el incial hasta el
representaría el efecto sustitución; puesto que al compensar el dinero
extra producto de la bajada del precio, anulamos el efecto del ingreso.
El resto es el efecto Ingreso. O sea lo que se debe exclusivamente al
efecto que la bajada del precio genera en términos de riqueza extra para
este consumidor.
Ejercicio dos:
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Aplicación del modelo de elección sin restricción
presupuestaria, pero con restricción médica.
Omar, “El Francés” acostumbra, después de cenar, beber Vino (V) y
Comer queso (Q), donde V es el número de copas de Vino, y Q el número
de unidades de queso. Su función de utilidad es:
Como no le preocupa el costo de los bienes consumidos, consume libremente.
a. En esas condiciones, ¿cuántas unidades de queso y copas de
vino consumirá Omar después de la cena? b. ¿Cuánto es la satisfacción de Omar?
Asumiendo que el médico le ha restringido su consumo, de modo tal que entre unidades de queso y copas de vino no puede consumir
más de 5 en conjunto:
c. ¿Cuánto consume ahora de cada uno?
d. ¿Cuál es la nueva satisfacción de Omar? e. Exprese los resultados de las letras a, b, c y d en un gráfico.
Solución:
a) Para saber cuál es la combinación de bienes –canasta- que elige
Omar, debemos plantear el problema del consumidor formalmente, lo que significa en términos matemáticos, que queremos optimizar la
función objetivo: Formalmente
) ) Donde el primer miembro nos dice que la función a optimizar, la función
de utilidad, depende de dos argumentos, los bienes. Lo que buscamos es el punto en que cada uno de estos argumentos maximiza la función de
utilidad. Para maximizar la función, buscamos las condiciones de primer orden
(CPO):
)
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)
En el óptimo debe cumplirse que la derivada de la función de utilidad
con respecto al bien en cuestión (Q ó V) es igual a cero. En términos intuitivos, esto se debe a que la derivada es la razón instantánea de
cambio de la Utilidad, cuando el bien en cuestión varía infinitesimalmente. Lo que nos habla sobre la contribución marginal del bien a la utilidad total.
Para encontrar las elecciones óptimas, despejamos los valores de Q y V
en la función de utilidad:
Omar optimiza su consumo cuando consume 10 quesos y 3 copas de
vino.
b) Para saber su nivel de utilidad, reemplazamos los niveles óptimos de
consumo en la función de utilidad: ) ) En el óptimo Omar obtiene 127 de utilidad.
c) Para saber cuánto consume de cada bien en esta nueva situación
tenemos que tener claro, que lo que el doctor hizo al restringir el
consumo de bienes de Omar, se puede incorporar en nuestro modelo
como una restricción al problema del consumidor de la forma:
)
De esta forma el problema del consumidor se transforma en:
) )
)
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En estas condiciones, la técnica de encontrar las CPO y despejar
algebraicamente los valores óptimos de Q y V no nos sirve; puesto que en
el óptimo además de las dos condiciones de primer orden ya encontradas,
existe una nueva condición, la restricción.
La técnica matemática que sirve para optimizar problemas sujetos a
restricciones sobre las variables del tipo , se conoce como el
Método de Multiplicadores de Lagrange, que consiste en armar una nueva
función objetivo que incorpora a la propia restricción en un nuevo problema
de maximización.
Esta función recibe el nombre de Lagrangeano.
) )
El Lagrangeano es la función de utilidad más el multiplicador de Lagrange
por la restricción.
Armando el Lagrangeano:
Para armar el Lagrangeano, reemplazamos en la fórmula anterior:
) ) )
Y Maximizamos la función Lagrangeano con respecto a las dos variables de
interés, y a la nueva variable Lambda, conocida como el multiplicador de
Lagrange.
Encontrando las CPO`s:
Cpo1
Cpo2
Cpo3
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Entonces, tenemos un sistema con 3 ecuaciones correspondientes a cada
CPO y 3 incógnitas.
Para resolver este sistema, lo primero es eliminar alguna variable, como por
ejemplo el Multiplicador Lagrangeano. ¿Cómo?
Primero, despejamos λ en la CPO1, y luego en la CPO2, tenemos:
Y obviamente
Reemplazamos esta relación en la CPO3:
Este es el consumo óptimo de Brandy, al reemplazarlo en la CPO3,
encontraremos el valor óptimo de Q, garantizando que se cumpla la
restricción impuesta por el Médico:
Reemplazando
Con la restricción impuesta por el médico, Omar consume ahora una copa
de Vino y cuatro Quesos.
d) Para obtener el nuevo nivel de utilidad, reemplazamos los valores
óptimos encontrados en la función de utilidad.
)
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La pérdida de utilidad provocada por la restricción médica es de
e) Gráfico de la situación de Omar
C
Tenemos que en la situación inicial, Omar consumía 10 Quesos y 3
copas de Vino; obteniendo así una utilidad de 127. Cuando el doctor le
impone una restricción médica a su consumo (representada por R1); el
consumo de ambos bienes disminuye; consumiendo 4 quesos y una copa de
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vino. La nueva utilidad que obtiene en esta situación es menor, por lo cual
alcanza una curva de indiferencia menor, cuyo nivel de utilidad es 79.
Ejercicio tres:
Aplicación del modelo de elección con restricción e
impuestos.
La función de utilidad de Esteban es , donde B son hamburguesas por semana
y C son paquetes de cigarrillos por semana. Cuál es la relación marginal de sustitución si las
hamburguesas están en el eje vertical y los cigarrillos en el eje horizontal? La renta de Esteban
asciende a 120 dólares, el precio de una hamburguesa es de dos dólares, y el de un paquete de
cigarrillos de un dólar. ¿Cuántas hamburguesas y cuántos paquetes de cigarrillos consume
esteban para maximizar su utilidad? Cuando un nuevo impuesto eleva el precio de las
hamburguesas a tres dólares, ¿cuál es la nueva combinación optima? Ilustre sus respuestas en
un gráfico.
SOLUCIÓN:
Para obtener La RMS, recordemos la fórmula:
)
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4
Dicho de otra forma, en el margen, la tasa media de B a la que estoy
dispuesto a renunciar, para obtener así una unidad adicional de C; en este
caso
)
Para obtener el consumo óptimo de B*, C*. Debemos expresar el problema
formalmente, sujeto a la restricción correspondiente y usar el método de
multiplicadores de Lagrange.
El problema formalmente es:
, reemplazamos en la restricción, y nos queda
el problema como:
Armamos el Lagrangiano (función objetivo+multiplicador por la
restricción):
) ) )
Y Maximizamos la función Lagrangiano con respecto a las dos variables de
interés, y a la nueva variable Lambda, conocida como el multiplicador de
Lagrange. 4 Nota Matemática: Cuando hablamos de la variación sufrida en C por una variación en V, se conoce
como razón de cambio de C por V, y en la ecuación general de la recta esta representado por el coeficiente de la pendiente. De esta forma, el resultado que encontramos, cuando encontramos la TMS, es la pendiente de la curva de indiferencia.
)
)
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Encontrando las CPO`s:
Entonces, tenemos un sistema con 3 ecuaciones correspondientes a
cada CPO y 3 incógnitas.
Para resolver este sistema, lo primero es eliminar alguna variable, como por
ejemplo el Multiplicador Lagrangiano. ¿Cómo?
Primero, despejamos λ en la CPO1, y luego en la CPO2, tenemos:
Y obviamente
Reemplazando esta relación, en la Cpo3, tenemos
Que es el óptimo de consumo de paquetes de cigarrillos.
Reemplazando este consumo óptimo en la Cpo3, obtenemos el consumo
óptimo de B.
Cpo1
Cpo2
Cpo3
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Entonces, la canasta de consumo óptima es 60 paquetes de cigarrillos, y
treinta hamburguesas.
Qué pasa cuando con el impuesto de $1; el precio de B aumenta a
3???
Lo primero, es que cambiarán las CPO´s:
Cpo1
Cpo2
Cpo3
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Entonces, tenemos un sistema con 3 ecuaciones correspondientes a
cada nueva CPO y 3 incógnitas.
Para resolver este sistema, lo primero es eliminar alguna variable, como por
ejemplo el Multiplicador Lagrangiano. ¿Cómo?
Primero, despejamos λ en la CPO1, y luego en la CPO2, tenemos:
Y obviamente
Reemplazando esta relación, en la Cpo3, tenemos
Que es el óptimo de consumo de paquetes de cigarrillos.
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Reemplazando este consumo óptimo en la Cpo3, obtenemos el consumo
óptimo de B.
Por lo tanto, con este nuevo impuesto, la canasta óptima de consumo es
.
.