11-й класс

1. Фирма и изменение цен

Фирма, не имеющая рыночной власти ни на одном рынке, используя труд как единственный фактор производства и производя с его помощью товары A и B, нанимала 5 рабочих по ставке оплаты труда, равной 10, и продавала 23 единицы товара A по цене 3 рубля за штуку и 15 единиц товара B по цене 2 рубля за штуку. В результате роста спроса цены товаров выросли: товар A теперь стоит 4 рубля за штуку, а товар B — 3 рубля за штуку. Ставка заработной платы также повысилась и составила 12. В новых условиях фирма решила нанять 7 рабочих и продать 25 единиц товара A и 19 единиц товара B, при этом ее технология производства не изменилась.

Если считать, что цель фирмы — получение наибольшей прибыли, то можно ли сделать вывод, рационально ли она поступила после изменения цен?

Решение

После роста спроса фирма стала получать прибыль, равную $25\cdot 4+19\cdot 3-7\cdot 12=73$. Однако известно, что ее технология позволяет производить 23 единицы товара A и 15 единиц товара B, нанимая 5 рабочих. Если бы фирма поступила так после изменения цен, то получила бы прибыль, равную $23\cdot 4+15\cdot 3-5\cdot 12=77$. Таким образом, существует способ получить прибыль большую, чем фирма получила фактически, то есть она повела себя нерационально. Заметим, что это не означает, что 77 является максимально возможной прибылью, а не менять количество рабочих и объемы выпуска — рациональным решением, но эти факты и не требуются для ответа на вопрос задачи.

2. Творог и сыворотка

Фермерское хозяйство производит творог и, являясь единственным продавцом творога на местном рынке, получает от его продажи максимальную прибыль. Издержки производства задаются функцией $TC=0{,}2Q^2+10Q+300$, дневной спрос на творог — функцией $Q=400-4P$, где $Q$ — количество пачек творога (шт.), $P$ — цена одной пачки (ден. ед.).

а) Определите дневной объем продаж и прибыль фермерского хозяйства.
б) При производстве каждой пачки творога остается два литра сыворотки, которую в хозяйстве прежде утилизировали, а теперь решили также продавать. Спрос на сыворотку описывается функцией $Q_C=120-2P_C$ ($Q_C$ — количество сыворотки, литров, $P_C$ — цена за один литр, ден. ед.), сыворотку на местном рынке никто еще не продает, затратами на ее упаковку можно пренебречь. Определите, какое количество творога и сыворотки следует продавать, если хозяйство стремится получать максимальную прибыль. На сколько увеличится в этом случае прибыль по сравнению с пунктом а)?

Решение

$MC=0,4Q+10$
$MR=100-0,5Q$
$MC=MR\quad \Rightarrow Q=100, P=75, TR=7500,TC=3300, \pi =4200.$
б) Теперь при производстве каждой пачки творога можно получать доход не только от его продажи, но и от продажи двух литров сыворотки. То есть при прежних издержках доход возрастает. Иными словами производство каждой дополнительной пачки творога приносит не только предельный доход от продажи этой пачки, но и от продажи двух лит-ров сыворотки. А значит предельные издержки следует сравнивать уже с совокупным предельным доходом, получаемым от продажи и творога и сыворотки $MR_{total} =MR_{T} +MR_{C} $, где $MR_{T} =100-0,5Q_{T} $ - предельный доход от продажи творога (см. п.а), $MR_{C} =TR'_{C} $ предельный доход от продажи сыворотки. Однако, чтобы предельные доходы можно было складывать (геометрически происходит вертикальное сложение), нужно чтобы они были функциями одной переменной. Запишем функцию дохода от продажи сыворотки $TR_{C} =P_{C} \cdot Q_{C} =(60-0,5Q_{C} )\cdot Q_{C} $. Учитывая, что при производстве одной пачки творога получается два литра сыворотки, то есть $Q_{C} =2Q_{T} $ , произведем замену:$TR_{C} =(60-0,5\cdot 2Q_{T} )\cdot 2Q_{T} =120Q_{T} -2Q_{T}^{2} $ . Следовательно, $MR_{C} =120-4Q_{T} $. Теперь, когда и предельный доход от продажи творога и предельный доход от продажи сыворотки являются функциями от одной переменной, их можно сложить. Однако, следует помнить, что, фирма выбирает оптимальный объем производства из тех, при которых предельный доход положителен ($MR_{T} \ge 0,\; MR_{C} \ge 0$). Поэтому функция совокупного предельного до-хода выглядит следующим образом:
$$MR_{total}=\begin{cases}
220-4.5Q_{T} , \ Q_{T} \leq 30\\
100-0.5Q_{T} , \ 30 < Q_{T} \leq 200
\end{cases}.$$
То есть при продаже 30 пачек творога и меньше предельный доход от продажи как творога, так и сыворотки положителен, следовательно, есть смысл продавать оба продукта в размере объемов производства. При продаже более 30 пачек творога и до 200, предельный продукт от продажи сыворотки становится отрицательным, то есть продажа каждого дополнительного литра уменьшает совокупный доход, и значит, в объеме производства следует продавать только творог, а сыворотку – только в том объеме, который максимизирует выручку ($MR_{C} =0$ при $Q_{C} =60$), а остальное утилизировать как и ранее. Остается только выяснить оптимальный объем производства из условия равенства предельных до-ходов и предельных издержек $MR_{total} =MC$.
Функция издержек ввиду того, что затратами на упаковку сыворотки можно пренебречь, остается прежней (пункт а), не меняются и предельные издержки (пункт а). Решая уравнение, получаем: $Q_{T} =100,\; P_{T} =75$, то есть оптимальный объем продаж творога больше 30 пачек, а значит, следует продавать сыворотку в количестве, максимизирующем выручку, то есть $ Q_{C} =60\; P_{C} =30\; TR=9300\; TC=3300\; \pi =6000\; \Delta \pi =1800$.

То же самое решение можно получить, аккуратно записав функцию прибыли, произведя, как сделано выше, замену переменных в доходе от продажи сыворотки. Только дифференцируя затем функцию прибыли, нужно не забыть проверить предельные доходы на положительность. Иначе ответ будет не верный.

3. Мумба-Юмба

В племени Мумба-Юмба $N$ человек ($N\geqslant1$), каждый из которых ходит на охоту в лес. $i$-й соплеменник каждый день тратит на охоту долю $c_{i}$ своего времени ($0\leqslant c_{i}\leqslant 1$) и приносит $y_{i}$ условных единиц добычи, при этом его производственная функция задается формулой $y_{i}=\sqrt{c_{i}}$. Каждый вечер, после возвращения охотников из леса, все соплеменники собираются вокруг костра и съедают всю принесенную за день добычу (каждый — свою), танцуя ритуальные танцы. Исследование, проведенное антропологами, показало, что $i$-й член племени оценивает свое удовольствие от прожитого дня в $u_{i}$ единиц удовольствия, причем $u_{i}=x_{i}-c_{i}+R$, где $x_{i}$ — количество съеденной добычи, а $R$ — удовольствие от ритуальных танцев, которое всегда одинаковое и ни от чего не зависит. Каждый член племени стремится получить как можно больше удовольствия.

а) Сколько добычи будет каждый соплеменник приносить из леса в день, сколько времени будет тратить на охоту и какое удовольствие получать?
б) Выступая с новогодним обращением, вождь племени заявил, что отныне вся принесенная добыча будет складываться в одну кучу и затем делиться между всеми соплеменниками поровну. Изменится ли поведение членов племени в этих условиях? Ответьте на вопросы пункта а) и объясните получившиеся результаты.

Решение

а) Поскольку каждый соплеменник съедает всю принесенную им добычу, $x_{i} =y_{i} =\sqrt{c_{i} } $ для всех $i$. Поэтому каждый член племени, выбирая, сколько принести добычи, максимизирует функцию

$$u_{i} =y_{i} -y_{i}^{2} +R.$$

Это квадратичная функция, графиком которой является парабола с ветвями вниз. Наибольшее значение будет достигаться в вершине параболы:

$$\begin{array}{c} {y_{i}^{*} =0,5;} \\ {c_{i}^{*} =0,25;} \\ {u_{i} =0,25+R,} \end{array}$$

то есть каждый соплеменник будет тратить на охоту четверть своего времени, приносить половину условной единицы добычи и получать удовольствие, равное $0,25+R$ единиц.

б) Всякий раз при равномерном разделе добычи будет выполняться:

$$x_{i} =\frac{\sum\limits_{j=1}^{N} y_{j} }{N}.$$

Функция, которую максимизирует i-й член племени, имеет вид:

$$u_{i} =x_{i} -c_{i} +R=\frac{y_{i} +\sum\limits_{j\ne i} y_{j} }{N} -y_{i}^{2} +R,$$

где $\sum _{j\ne i} y_{j} $ — количество добычи, принесенное всеми участниками, кроме i-го. Если воспринимать все переменные, на которые $i$-й участник не влияет, как константы, то данная функция также является квадратичной с максимумом в вершине параболы. Найдем оптимальные значения количества принесенной добычи и времени, проведенного в лесу:
$$y_{i}^{*} =\frac{1}{2N} ;$$
$$ c_{i}^{*} =\frac{1}{4N^{2}} .$$

Оптимальное количество принесенной добычи и доля времени, потраченного на охоту, будут одинаковыми для всех участников.
$$ {u_{i} =\frac{\sum\limits_{j=1}^{N} y_{j}^{*} }{N} -c_{i} +R=\frac{y_{i}^{*} \cdot N}{N} -c_{i}^{*} +R=\frac{1}{2N} -\frac{1}{4N^{2} } +R.}$$

Нетрудно заметить, что результаты не отличаются от ответов пункта а) только при $N=1$ (действительно, если в племени только один человек, то нет никакой разницы, будет ли он просто съедать добычу или делить ее «поровну»), а при любом $N>1$ количество принесенной добычи, время, проведенное в лесу, и удовольствие, полученное каждым участником, уменьшится при введении дележа добычи, и будет тем меньше, чем больше людей в племени (последнее утверждение для значения функции удовольствия можно доказать, показав отрицательность ее производной по $N$ или разности ее значений при $N=k+1$ и $N=k$). Это происходит потому, что при дележе добычи у каждого участника появляется стимул работать меньше: ведь он понимает, что ему достанется только $1/N$ от того, что он принесет, а долю $\frac{N-1}{N} $ придется отдать соплеменникам. С другой стороны, думает он, большая часть того, что он съест, будет зависеть не от его вклада в общую кучу, а от вклада других членов племени. Чем больше $N$ , тем большую долю придется отдать другим и тем меньше он сам «почувствует» свой вклад (так, если в племени хотя бы 100 человек, то каждый соплеменник съест всего лишь 1/100 от того, что принесет сам, а 99/100 его собственного ужина составит то, что принесли другие!), то есть тем меньше добычи он захочет принести. От нежелания каждого работать в полную силу, вкладываясь в общественное благо, страдают все члены племени, при том что для каждого из них в отдельности такое его решение является рациональным.

4. Линейные функции и эластичность

На рынке товара А совокупный спрос формируют две группы покупателей. Спрос каждой группы покупателей и предложение товара А на рынке описываются линейными функциями. Известно, что спрос покупателей первой группы характеризуется единичной ценовой эластичностью, когда они выражают готовность приобрести 100 тонн товара А, а спрос покупателей второй группы — когда они готовы приобрести 90 тонн. Известно также, что продавцы товара А могли бы получить максимальную совокупную выручку, если бы на рынке установилась цена 47,5 ден. ед. за тонну, позволяющая делать покупки покупателям обеих групп. Но в настоящее время равновесная цена составляет только 20 ден. ед. за тонну, при этом расходы покупателей первой группы на покупку товара А равны расходам покупателей второй группы, а ценовая эластичность предложения равна 1.

Неожиданный рост цен на сырье, необходимого для производства товара А, может привести к тому, что предложение товара изменится в 30 (!) раз при любом уровне цен. Определите, как и на сколько процентов изменится в этом случае выручка продавцов товара А.

Решение

В основе решения лежит следующее утверждение: так как функции спроса линейные, то их можно определить так: $Q=a-(a/b)P$, а значит выручка продавцов (расходы покупателей) будут максимальными, когда эластичность спроса по цене будет равна (-1), что достигается при $P=b/2$ и $Q=a/2$.
Соответственно ПЕРВАЯ группа покупателей бесплатно готова получить максимально $100\times 2=200$ тонн товара А, а ВТОРАЯ группа $--- 90\times 2=180$ тонн товара А. Вместе они готовы бесплатно получить $200+180=380$ тонн товара А.
Совокупный спрос описывается кусочно-линейной функцией, Нам известно, что максимальная выручка достигается при цене, когда на рынке присутствуют обе группы покупателей, а значит если продолжить суммарную функцию спроса до пересечения с осью цен, то мы окажемся в точке $P=47,5\times 2=95$. (Ситуацию, соответствующую предположению, что максимум выручки может достигаться в случае когда на рынке остается только одна группа покупателей мы не рассматриваем, так как по условию при цене $P=47,5$ на рынке покупки совершают обе группы покупателей.) Итак, суммарная функция спроса имеет вид $Q_d=380-(380/95)P$, или $Q_d=380-4P$. Однако это функция описывает только тот участок суммарной функции спроса, когда на рынке присутствуют обе группы покупателей.
Теперь легко найти выручку продавцов в исходном состоянии равновесия $P_e=20$, $Q_e=380-4\times 20=300$. И $TR=20\times 300=6000$ рублей.
Для того чтобы определиться с новым равновесием, нам надо выяснить какой будет функция предложения и на каком участке совокупного спроса будет оно достигаться равновесие (одна из групп покупателей при высокой цене товара А может покинуть рынок).
Так как нам известно, что предложение имеет единичную эластичность по цене и функция предложения линейна, значит функция предложения проходит через начало координат и через исходную точку равновесия. Легко отсюда определить вид функции предложения $Q_s=15P$.
Соответственно новое предложение будет описываться функцией $Q_s=(15P)/30=0,5P$, по-скольку из-за роста цен на сырье предложение УМЕНЬШИЛОСЬ в 30 раз.
Так как нам известно, что при исходной равновесной цене расходы покупателей одинаковы, то значит и одинаковы объемы покупки товара А у каждой группы. И они составляют 150 тонн для каждой группы. Теперь легко восстановить исходные функции спроса покупателей каждой группы (используем подобие треугольников, или построение функции по двум точкам). Получаем – функция спроса ПЕРВОЙ группы покупателей - $Q_d=200-2,5P$ и эта группа покупателей готова покупать товар до тех пор пока цена ниже 80 ден.ед. за тонну, а функция спроса ВТОРОЙ группы покупателей -- $Q_d=180-1,5P$, и они готовы покупать товар при ценах ниже 120 ден. ед. за тонну. Таким образом, суммарная функция спроса на товар А будет иметь вид:
При ценах от 0 до 80 ден.ед. : $Q_d=380-4P$
При ценах от 80 до 120 ден.ед. $Q_d=180-1,5P$
Чтобы определиться с равновесием достаточно выяснить будет ли новая равновесная цена выше или ниже 80 ден.ед. При цене 80 ден.ед. покупатели готовы купить 60 тонн товара, а продавцы готовы продать 40 тонн товара. Возникает дефицит, который ведет к повышению цены товара А. Новое равновесие находим из следующего равенства $180-1,5P=0,5P.$
Итак, новое равновесие установится при $P_e=90, \ Q_e=45$. Выручка продавцов при этом со-ставит 4050 ден.ед.
Таким образом, выручка продавцов должна снизиться на $-(4050/6000-1)*100\%=32,5\%.$

5. Зарплата и ВВП в Звондурасе

В Звондурасе производятся только два продукта: выращиваются апельсины и добывается нефть. При этом экспортируется все, что производится. Цена апельсинов на мировом рынке в 2008 году была 10 долларов за кг, цена нефти — 30 долларов за баррель. В производстве используется один фактор — труд, который однороден и продается на совершенно конкурентном рынке. Всего в экономике страны занято 10 000 человек. Данные о производственных возможностях Звондураса приведены в таблице:

Занятые в отрасли, тыс чел
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Предельный продукт труда
в производстве апельсинов, кг
60 52 45 39 34 30 27 26 25 25
Общее производство
апельсинов, тонн
80 135 185 228 264 296 324 350 375 400
Предельный продукт труда
в производстве нефти, барр
60 47 38 30 23 18 15 12 10 9
Общее производство нефти,
тыс. барр.
80 130 170 205 230 250 267 280 290 299

а) Используя данные таблицы, определите заработную плату в Звондурасе.
б) Пусть в 2009 году цена на нефть выросла в 2 раза, на сколько процентов изменятся номинальный и реальный ВВП Звондураса при прочих равных условиях.

Решение

1. Поскольку рынок труда совершенно конкурентный, то зарплата в обеих отраслях должна выровняться и стать равной предельному денежному продукту труда MRPL= MPL*P (2 балла). Отметим также, что если в первой отрасли занято N тысяч человек, то во второй (10-N) тысяч человек (1 балл).

Занятые в производстве
апельсинов, тыс. чел.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Предельный денежный продукт
труда в производстве апельсинов, долл.
600 520 450 390 340 300 270 260 250 250
Занятые в нефтяной
отрасли, тыс. человек
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
Предельный денежный продукт
труда в производстве нефти, долл.
300 360 450 540 690 900 1140 1410 1800 -

Из таблицы видим, что предельный денежный продукт труда выравнивается при 3 тыся-чах занятых в производстве апельсинов и 7 тысячах занятых в производстве нефти. Зара-ботная плата равна при этом предельному денежному продукту труда - 450 долл. (5 бал-лов).

2. Отметим, что в 2008 году было произведено 185 тонн апельсинов и 267 тыс. баррелей нефти (1балл).
Значит ВВП в 2008 году равнялся (185*10 + 30*267)/1000 = 9,86 млн. долл (2 балла).

Построим аналогичную таблицу для 2009 года:

Занятые в производстве
апельсинов, тыс. чел.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Предельный денежный продукт
труда в производстве апельсинов, долл.
600 520 450 390 340 300 270 260 250 250
Занятые в нефтяной
отрасли, тыс. человек
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
Предельный денежный продукт
труда в производстве нефти, долл.
600 720 900 1080 1380 1800 2800 2820 3600 -

Видим, что в производстве нефти будет занято 9 тыс. человек, а в производстве апельси-нов – 1 тыс. человек (2 балла).
Следовательно, будет произведено 80 тонн апельсинов и 290 тыс. баррелей нефти (2 бал-ла).
ВВП 2009 года в текущих ценах равен (10*80+60*290)/1000 = 18,2 млн. долл (1 балл)
ВВП в ценах 2008 года равен (10*80+30*290)/1000 = 9,5 млн. долл. (2 балла)
Таки образом, номинальный ВВП вырос на (18,2 – 9,86)/9,86 = 84,58% (1 балл)
А реальный ВВП уменьшился на (9,5 – 9,86)/9,86 = 3,65% (1 балл)

9-й класс

1. Фирма и изменение цен

Фирма, не имеющая рыночной власти ни на одном рынке, используя труд как единственный фактор производства и производя с его помощью товары A и B, нанимала 5 рабочих по ставке оплаты труда, равной 10, и продавала 23 единицы товара A по цене 3 рубля за штуку и 15 единиц товара B по цене 2 рубля за штуку. В результате роста спроса цены товаров выросли: товар A теперь стоит 4 рубля за штуку, а товар B — 3 рубля за штуку. Ставка заработной платы также повысилась и составила 12. В новых условиях фирма решила нанять 7 рабочих и продать 25 единиц товара A и 19 единиц товара B, при этом ее технология производства не изменилась.

Если считать, что цель фирмы — получение наибольшей прибыли, то можно ли сделать вывод, рационально ли она поступила после изменения цен?

Решение

После роста спроса фирма стала получать прибыль, равную $25\cdot 4+19\cdot 3-7\cdot 12=73$. Однако известно, что ее технология позволяет производить 23 единицы товара A и 15 единиц товара B, нанимая 5 рабочих. Если бы фирма поступила так после изменения цен, то получила бы прибыль, равную $23\cdot 4+15\cdot 3-5\cdot 12=77$. Таким образом, существует способ получить прибыль большую, чем фирма получила фактически, то есть она повела себя нерационально. Заметим, что это не означает, что 77 является максимально возможной прибылью, а не менять количество рабочих и объемы выпуска — рациональным решением, но эти факты и не требуются для ответа на вопрос задачи.

2. Творог и сыворотка

Фермерское хозяйство производит творог и, являясь единственным продавцом творога на местном рынке, получает от его продажи максимальную прибыль. Издержки производства задаются функцией $TC=0{,}2Q^2+10Q+300$, дневной спрос на творог — функцией $Q=400-4P$, где $Q$ — количество пачек творога (шт.), $P$ — цена одной пачки (ден. ед.).

а) Определите дневной объем продаж и прибыль фермерского хозяйства.
б) При производстве каждой пачки творога остается два литра сыворотки, которую в хозяйстве прежде утилизировали, а теперь решили также продавать. Спрос на сыворотку описывается функцией $Q_C=120-2P_C$ ($Q_C$ — количество сыворотки, литров, $P_C$ — цена за один литр, ден. ед.), сыворотку на местном рынке никто еще не продает, затратами на ее упаковку можно пренебречь. Определите, какое количество творога и сыворотки следует продавать, если хозяйство стремится получать максимальную прибыль. На сколько увеличится в этом случае прибыль по сравнению с пунктом а)?

Решение

$MC=0,4Q+10$
$MR=100-0,5Q$
$MC=MR\quad \Rightarrow Q=100, P=75, TR=7500,TC=3300, \pi =4200.$
б) Теперь при производстве каждой пачки творога можно получать доход не только от его продажи, но и от продажи двух литров сыворотки. То есть при прежних издержках доход возрастает. Иными словами производство каждой дополнительной пачки творога приносит не только предельный доход от продажи этой пачки, но и от продажи двух лит-ров сыворотки. А значит предельные издержки следует сравнивать уже с совокупным предельным доходом, получаемым от продажи и творога и сыворотки $MR_{total} =MR_{T} +MR_{C} $, где $MR_{T} =100-0,5Q_{T} $ - предельный доход от продажи творога (см. п.а), $MR_{C} =TR'_{C} $ предельный доход от продажи сыворотки. Однако, чтобы предельные доходы можно было складывать (геометрически происходит вертикальное сложение), нужно чтобы они были функциями одной переменной. Запишем функцию дохода от продажи сыворотки $TR_{C} =P_{C} \cdot Q_{C} =(60-0,5Q_{C} )\cdot Q_{C} $. Учитывая, что при производстве одной пачки творога получается два литра сыворотки, то есть $Q_{C} =2Q_{T} $ , произведем замену:$TR_{C} =(60-0,5\cdot 2Q_{T} )\cdot 2Q_{T} =120Q_{T} -2Q_{T}^{2} $ . Следовательно, $MR_{C} =120-4Q_{T} $. Теперь, когда и предельный доход от продажи творога и предельный доход от продажи сыворотки являются функциями от одной переменной, их можно сложить. Однако, следует помнить, что, фирма выбирает оптимальный объем производства из тех, при которых предельный доход положителен ($MR_{T} \ge 0,\; MR_{C} \ge 0$). Поэтому функция совокупного предельного до-хода выглядит следующим образом:
$$MR_{total}=\begin{cases}
220-4.5Q_{T} , \ Q_{T} \leq 30\\
100-0.5Q_{T} , \ 30 < Q_{T} \leq 200
\end{cases}.$$
То есть при продаже 30 пачек творога и меньше предельный доход от продажи как творога, так и сыворотки положителен, следовательно, есть смысл продавать оба продукта в размере объемов производства. При продаже более 30 пачек творога и до 200, предельный продукт от продажи сыворотки становится отрицательным, то есть продажа каждого дополнительного литра уменьшает совокупный доход, и значит, в объеме производства следует продавать только творог, а сыворотку – только в том объеме, который максимизирует выручку ($MR_{C} =0$ при $Q_{C} =60$), а остальное утилизировать как и ранее. Остается только выяснить оптимальный объем производства из условия равенства предельных до-ходов и предельных издержек $MR_{total} =MC$.
Функция издержек ввиду того, что затратами на упаковку сыворотки можно пренебречь, остается прежней (пункт а), не меняются и предельные издержки (пункт а). Решая уравнение, получаем: $Q_{T} =100,\; P_{T} =75$, то есть оптимальный объем продаж творога больше 30 пачек, а значит, следует продавать сыворотку в количестве, максимизирующем выручку, то есть $ Q_{C} =60\; P_{C} =30\; TR=9300\; TC=3300\; \pi =6000\; \Delta \pi =1800$.

То же самое решение можно получить, аккуратно записав функцию прибыли, произведя, как сделано выше, замену переменных в доходе от продажи сыворотки. Только дифференцируя затем функцию прибыли, нужно не забыть проверить предельные доходы на положительность. Иначе ответ будет не верный.

3. Мумба-Юмба

В племени Мумба-Юмба $N$ человек ($N\geqslant1$), каждый из которых ходит на охоту в лес. $i$-й соплеменник каждый день тратит на охоту долю $c_{i}$ своего времени ($0\leqslant c_{i}\leqslant 1$) и приносит $y_{i}$ условных единиц добычи, при этом его производственная функция задается формулой $y_{i}=\sqrt{c_{i}}$. Каждый вечер, после возвращения охотников из леса, все соплеменники собираются вокруг костра и съедают всю принесенную за день добычу (каждый — свою), танцуя ритуальные танцы. Исследование, проведенное антропологами, показало, что $i$-й член племени оценивает свое удовольствие от прожитого дня в $u_{i}$ единиц удовольствия, причем $u_{i}=x_{i}-c_{i}+R$, где $x_{i}$ — количество съеденной добычи, а $R$ — удовольствие от ритуальных танцев, которое всегда одинаковое и ни от чего не зависит. Каждый член племени стремится получить как можно больше удовольствия.

а) Сколько добычи будет каждый соплеменник приносить из леса в день, сколько времени будет тратить на охоту и какое удовольствие получать?
б) Выступая с новогодним обращением, вождь племени заявил, что отныне вся принесенная добыча будет складываться в одну кучу и затем делиться между всеми соплеменниками поровну. Изменится ли поведение членов племени в этих условиях? Ответьте на вопросы пункта а) и объясните получившиеся результаты.

Решение

а) Поскольку каждый соплеменник съедает всю принесенную им добычу, $x_{i} =y_{i} =\sqrt{c_{i} } $ для всех $i$. Поэтому каждый член племени, выбирая, сколько принести добычи, максимизирует функцию

$$u_{i} =y_{i} -y_{i}^{2} +R.$$

Это квадратичная функция, графиком которой является парабола с ветвями вниз. Наибольшее значение будет достигаться в вершине параболы:

$$\begin{array}{c} {y_{i}^{*} =0,5;} \\ {c_{i}^{*} =0,25;} \\ {u_{i} =0,25+R,} \end{array}$$

то есть каждый соплеменник будет тратить на охоту четверть своего времени, приносить половину условной единицы добычи и получать удовольствие, равное $0,25+R$ единиц.

б) Всякий раз при равномерном разделе добычи будет выполняться:

$$x_{i} =\frac{\sum\limits_{j=1}^{N} y_{j} }{N}.$$

Функция, которую максимизирует i-й член племени, имеет вид:

$$u_{i} =x_{i} -c_{i} +R=\frac{y_{i} +\sum\limits_{j\ne i} y_{j} }{N} -y_{i}^{2} +R,$$

где $\sum _{j\ne i} y_{j} $ — количество добычи, принесенное всеми участниками, кроме i-го. Если воспринимать все переменные, на которые $i$-й участник не влияет, как константы, то данная функция также является квадратичной с максимумом в вершине параболы. Найдем оптимальные значения количества принесенной добычи и времени, проведенного в лесу:
$$y_{i}^{*} =\frac{1}{2N} ;$$
$$ c_{i}^{*} =\frac{1}{4N^{2}} .$$

Оптимальное количество принесенной добычи и доля времени, потраченного на охоту, будут одинаковыми для всех участников.
$$ {u_{i} =\frac{\sum\limits_{j=1}^{N} y_{j}^{*} }{N} -c_{i} +R=\frac{y_{i}^{*} \cdot N}{N} -c_{i}^{*} +R=\frac{1}{2N} -\frac{1}{4N^{2} } +R.}$$

Нетрудно заметить, что результаты не отличаются от ответов пункта а) только при $N=1$ (действительно, если в племени только один человек, то нет никакой разницы, будет ли он просто съедать добычу или делить ее «поровну»), а при любом $N>1$ количество принесенной добычи, время, проведенное в лесу, и удовольствие, полученное каждым участником, уменьшится при введении дележа добычи, и будет тем меньше, чем больше людей в племени (последнее утверждение для значения функции удовольствия можно доказать, показав отрицательность ее производной по $N$ или разности ее значений при $N=k+1$ и $N=k$). Это происходит потому, что при дележе добычи у каждого участника появляется стимул работать меньше: ведь он понимает, что ему достанется только $1/N$ от того, что он принесет, а долю $\frac{N-1}{N} $ придется отдать соплеменникам. С другой стороны, думает он, большая часть того, что он съест, будет зависеть не от его вклада в общую кучу, а от вклада других членов племени. Чем больше $N$ , тем большую долю придется отдать другим и тем меньше он сам «почувствует» свой вклад (так, если в племени хотя бы 100 человек, то каждый соплеменник съест всего лишь 1/100 от того, что принесет сам, а 99/100 его собственного ужина составит то, что принесли другие!), то есть тем меньше добычи он захочет принести. От нежелания каждого работать в полную силу, вкладываясь в общественное благо, страдают все члены племени, при том что для каждого из них в отдельности такое его решение является рациональным.

4. Линейные функции и эластичность

На рынке товара А совокупный спрос формируют две группы покупателей. Спрос каждой группы покупателей и предложение товара А на рынке описываются линейными функциями. Известно, что спрос покупателей первой группы характеризуется единичной ценовой эластичностью, когда они выражают готовность приобрести 100 тонн товара А, а спрос покупателей второй группы — когда они готовы приобрести 90 тонн. Известно также, что продавцы товара А могли бы получить максимальную совокупную выручку, если бы на рынке установилась цена 47,5 ден. ед. за тонну, позволяющая делать покупки покупателям обеих групп. Но в настоящее время равновесная цена составляет только 20 ден. ед. за тонну, при этом расходы покупателей первой группы на покупку товара А равны расходам покупателей второй группы, а ценовая эластичность предложения равна 1.

Неожиданный рост цен на сырье, необходимого для производства товара А, может привести к тому, что предложение товара изменится в 30 (!) раз при любом уровне цен. Определите, как и на сколько процентов изменится в этом случае выручка продавцов товара А.

Решение

В основе решения лежит следующее утверждение: так как функции спроса линейные, то их можно определить так: $Q=a-(a/b)P$, а значит выручка продавцов (расходы покупателей) будут максимальными, когда эластичность спроса по цене будет равна (-1), что достигается при $P=b/2$ и $Q=a/2$.
Соответственно ПЕРВАЯ группа покупателей бесплатно готова получить максимально $100\times 2=200$ тонн товара А, а ВТОРАЯ группа $--- 90\times 2=180$ тонн товара А. Вместе они готовы бесплатно получить $200+180=380$ тонн товара А.
Совокупный спрос описывается кусочно-линейной функцией, Нам известно, что максимальная выручка достигается при цене, когда на рынке присутствуют обе группы покупателей, а значит если продолжить суммарную функцию спроса до пересечения с осью цен, то мы окажемся в точке $P=47,5\times 2=95$. (Ситуацию, соответствующую предположению, что максимум выручки может достигаться в случае когда на рынке остается только одна группа покупателей мы не рассматриваем, так как по условию при цене $P=47,5$ на рынке покупки совершают обе группы покупателей.) Итак, суммарная функция спроса имеет вид $Q_d=380-(380/95)P$, или $Q_d=380-4P$. Однако это функция описывает только тот участок суммарной функции спроса, когда на рынке присутствуют обе группы покупателей.
Теперь легко найти выручку продавцов в исходном состоянии равновесия $P_e=20$, $Q_e=380-4\times 20=300$. И $TR=20\times 300=6000$ рублей.
Для того чтобы определиться с новым равновесием, нам надо выяснить какой будет функция предложения и на каком участке совокупного спроса будет оно достигаться равновесие (одна из групп покупателей при высокой цене товара А может покинуть рынок).
Так как нам известно, что предложение имеет единичную эластичность по цене и функция предложения линейна, значит функция предложения проходит через начало координат и через исходную точку равновесия. Легко отсюда определить вид функции предложения $Q_s=15P$.
Соответственно новое предложение будет описываться функцией $Q_s=(15P)/30=0,5P$, по-скольку из-за роста цен на сырье предложение УМЕНЬШИЛОСЬ в 30 раз.
Так как нам известно, что при исходной равновесной цене расходы покупателей одинаковы, то значит и одинаковы объемы покупки товара А у каждой группы. И они составляют 150 тонн для каждой группы. Теперь легко восстановить исходные функции спроса покупателей каждой группы (используем подобие треугольников, или построение функции по двум точкам). Получаем – функция спроса ПЕРВОЙ группы покупателей - $Q_d=200-2,5P$ и эта группа покупателей готова покупать товар до тех пор пока цена ниже 80 ден.ед. за тонну, а функция спроса ВТОРОЙ группы покупателей -- $Q_d=180-1,5P$, и они готовы покупать товар при ценах ниже 120 ден. ед. за тонну. Таким образом, суммарная функция спроса на товар А будет иметь вид:
При ценах от 0 до 80 ден.ед. : $Q_d=380-4P$
При ценах от 80 до 120 ден.ед. $Q_d=180-1,5P$
Чтобы определиться с равновесием достаточно выяснить будет ли новая равновесная цена выше или ниже 80 ден.ед. При цене 80 ден.ед. покупатели готовы купить 60 тонн товара, а продавцы готовы продать 40 тонн товара. Возникает дефицит, который ведет к повышению цены товара А. Новое равновесие находим из следующего равенства $180-1,5P=0,5P.$
Итак, новое равновесие установится при $P_e=90, \ Q_e=45$. Выручка продавцов при этом со-ставит 4050 ден.ед.
Таким образом, выручка продавцов должна снизиться на $-(4050/6000-1)*100\%=32,5\%.$