問題壹
1.無獎金,時期1收入300元,時期2收入625元
步驟壹:建立自變量和因變量的函數
時期1消費x和時期2消費y的關系為y=625+(300-x)*0.25=-0.25x+700,時期1消費x的取值範圍為0≤x≤300,
效用函數u=(x^0.8)*(y^0.2)=(x^0.8)*[(-0.25x+700)^0.2],
則效用u對時期1消費x的導數為0.8(x^-0.2)*[(-0.25x+700)^0.2]+0.2*(-0.25)*[(-0.25x+700)^-0.8]*(x^0.8)=0.05*(x^-0.2)*[(-0.25x+700)^-0.8]*(-5x+11200),
因為0≤x≤300,所以9700≤-5x+11200≤11200,
又因為0≤0.05*(x^-0.2)*[(-0.25x+700)^-0.8],
所以u對x的導數在x的可取範圍內恒大於零,所以u隨x的增大而增大,
所以當x=300時,max(u)=u1(根據題目設問,無需計算u1的具體數值)
2.獎金,時期1收入300元,時期2收入1250元步驟壹:建立自變量和因變量的函數
x和y的關系為y=1250+(300-x)*0.25=-0.25x+1325,x的取值範圍為0≤x≤300,
效用函數u=(x^0.8)*(y^0.2)=(x^0.8)*[(-0.25x+1325)^0.2],
則u對x的導數為0.8(x^-0.2)*[(-0.25x+1325)^0.2]+0.2*(-0.25)* [(-0.25x+1325)^-0.8]*(x^0.8)=0.05*(x^-0.2)*[(-0.25x+1325)^-0.8]*(-5x+21200),
因為0≤x≤300,所以19700≤-5x+21200≤21200,
又因為0≤0.05*(x^-0.2)*[(-0.25x+1325)^-0.8],
所以u對x的導數在x的可取範圍內恒大於零,所以u隨x的增大而增大,
所以當x=300時,max(u)=u2(根據題目設問,無需計算u2的具體數值)
3.綜上,獎金有否,對時期1的消費量不構成影響。
4.補充,其實根據效用函數u=(x^0.8)*(y^0.2),可知,x=y時,u對x的偏導數大於u對y的偏導數,
也就是說當兩個時期的消費相同時,時期1的消費比時期2的消費對效用值的邊際貢獻更大,即增加1單位x時u的增加量比增加1單位y時要大,
而當x<y時(如本題題幹所設,x最多可消費300,y最少消費625),更是如此,因而,當利率很小,投資增值效應幾乎可以忽略不計時,應當把時期1的收入都在時期1消費,
而時期2的獎金只會更加加劇這種趨勢而已。
問題二
建立酒的凈現值函數:
令i為儲藏酒的年限(當期i=0),即儲藏酒到第i年賣掉,又令P為當期購買酒的價格(為未知常數),
酒在第i年的價值為20x+40,其現值為(20x+40)/[(1+0.1)^i],
則凈現值為NPV=(20x+40)/[(1+0.1) ^i]-P,
NPV對i求導數,為20*(1.1^-i)-20ln1.1*(i+2)*(1.1^-i)=20*1.1^-i*[1-ln1.1*(i+2)]
令導數為零,知i0=8.49,易知i<8.49時,導數為正,NPV隨i的增大而增大,i>8.49時,導數為負,NV隨i的增大而減小,
所以i=8/9時,max(NPV),經計算知NPV(i=8)=93.3-P,NPV(i=9)=93.3-P,即max(NPV)= 93.3-P,
成功的投資,需要NPV>0,即93.3-P≥0,即P≤93.3