效用函数
一、核心定义
效用函数(Utility Function)是将消费束映射到实数的函数
效用函数是序数(Ordinal)概念,只有排序意义,数值大小本身无实际含义。任何单调递增变换
二、理论推导 / 核心逻辑
效用表示定理:若偏好关系
单调变换不变性:若
例如,若
准线性效用:形式为
位似效用:满足
三、关键结论
- 效用是序数概念,只有排序意义
- 效用函数不唯一,单调变换保持偏好
- 常见效用函数形式:柯布-道格拉斯、CES、拟线性、完全替代、完全互补
- 效用函数的凹性反映了风险态度
- 边际效用递减是常见假设,但非必需
- 可加性效用(如
)意味着商品间无互补性
四、图形解释
效用函数的图形表示:
- 三维图:在
空间中,效用函数是一个曲面 - 等高线:曲面的等高线投影到
平面即为无差异曲线 - 曲面形状:凹函数对应凸向原点的无差异曲线
不同效用函数的无差异曲线:
- 柯布-道格拉斯:双曲线形
- 完全替代:直线
- 完全互补:L形
- CES:介于直线和L形之间
五、例子(现实或数值)
例子1:柯布-道格拉斯效用
或对数形式:
参数
例子2:CES效用
替代弹性
:完全互补 (Leontief) :柯布-道格拉斯 (取极限) :完全替代
例子3:拟线性效用
对商品1边际效用递减,对商品2边际效用恒为1。常用于分析收入效应为零的情况。
数值例子: 若
消费者偏好
六、相关知识
七、现实应用
- 需求分析:从效用函数推导需求函数
- 福利测度:使用补偿变化(CV)和等价变化(EV)评估政策
- 风险决策:冯·诺依曼-摩根斯坦效用函数分析不确定性下的选择
- 时间偏好:跨期效用函数分析储蓄和消费决策
- 实验经济学:通过选择实验估计效用函数参数
八、小结
效用函数是偏好的数值表示,为消费者理论提供了数学分析工具。效用是序数概念,函数形式不唯一。常见的效用函数(如柯布-道格拉斯、CES)具有不同的替代弹性和数学性质,适用于不同的经济分析场景。