第16讲 一般均衡与福利经济学的两个基本定理1．考虑一种两个消费者、两种物品的交易经济，消费者的效用函数与禀赋如下()()211212,u x x x x = ()118,4e = ()()()21212,ln 2ln u x x x x =+ ()23,6e =（1）描绘出帕累托有效集的特征（写出该集的特征函数式）； （2）发现瓦尔拉斯均衡。
解：（1）由消费者1的效用函数()()211212,u x x x x =，可得121122MU x x =，122122MU x x =，故消费者1的边际替代率为1211112212121212122MU x x x MRS MU x x x ===。
同理可得消费者2的边际替代率为22212212x MRS x =。
在帕累托有效集上的任一点，每个消费者消费两种物品的边际替代率都相同，即：121212MRS MRS = 从而有：122212112x x x x = ① 又因为212210x x =-，211121x x =-，把这两个式子代入①式中，就得到了帕累托有效集的特征函数：1122111110422x x x x -=- ② （2）由于瓦尔拉斯均衡点必然位于契约曲线上，所以在均衡点②式一定成立。
此外在均衡点处，预算线和无差异曲线相切（如图16-1所示），这就意味着边际替代率等于预算线的斜率，即：1112121211211418x p x MRS p x x -===- ③联立②、③两式，解得：1158/4x =，1258/11x =。
进而有21112126/4x x =-=，21221052/11x x =-=。
图16-1 均衡时边际替代率等于预算线的斜率2．证明：一个有n 种商品的经济，如果（1n -）个商品市场上已经实现了均衡，则第n 个市场必定出清。
证明：假设第k 种商品的价格为k p ，{}1,2,,k n ∈。
系统内存在I （I 为正整数）个消费者，第i 个消费者拥有第k 种物品的初始禀赋为ik e ，而第i 个消费者对第k 种商品的消费量为k i x ，根据瓦尔拉斯定律可知系统中的超额的市场价值为零，即：()10ni ik k k k i Ii Ip x e =∈∈-=∑∑∑当前1n -个商品市场已经实现均衡，即前1n -个商品市场的超额需求为零，这时有：()()()11n i i i ik k k n k k k i Ii Ii Ii Ii i nkki Ii Ii i k ki Ii Ip x e p x e p x e x e -=∈∈∈∈∈∈∈∈-+-=∑∑∑∑∑-=∑∑=∑∑由此就可以得出第n 个市场的超额需求也为零，即第n 个商品市场也实现了均衡。
3．有一种两个消费者、两种物品的交易经济，消费者的效用函数与禀赋如下(){}11212,min ,u x x xx = ()130,0e =()2,y v p y = ()20,20e =注意：第2个消费者的效用函数在这里是间接效用函数。
（1）发现瓦尔拉斯一般均衡。
（2）如果禀赋状态为()15,0e =，()20,2e =，重新计算一般均衡。
解：（1）由消费者1的效用函数的形式可以得到相应的马歇尔需求函数为：11112121230p mx x p p p p ===++ 对消费者2，根据罗伊恒等式(),ii v p x p m v m∂∂=-∂∂，可以得到他的马歇尔需求函数为： 22101,22i i ip m x i p p ===均衡时，每种商品市场都会出清，这就意味着：1212230202002p p p p p +-=+ 解得1212p p =，从而有：111210x x ==；2120x =；2210x =。
（2）若禀赋状态为()15,0e =，()20,2e =。
此时消费者1的马歇尔需求函数为：1111212125p mx x p p p p ===++ 消费者2的马歇尔需求函数为：222i i ip mx p p ==，1,2i =。
由均衡时，每种商品市场出清，即：12122520p p p p p +-=+，解得1214p p =，进而可得11121x x ==；214x =，221x =。
4．假定在一个经济中只有三种商品（1x ，2x ，3x ），对于2x 与3x 的超额需求函数为221313/2/1ED p p p p =-+- 321314/2/2ED p p p p =--（1）请证明这些函数关于1p 、2p 与3p 是零次齐次的。
（2）运用瓦尔拉斯法则表示，如果230ED ED ==，1ED 也一定为零。
能否同样用瓦尔拉斯法则去计算1ED ？（3）请解有关均衡相对价格21/p p 与31/p p 的方程组，32/p p 的均衡值是多少？ 解：（1）对任意的0t >，有：()()()()33222211113322331111321321422422tp p tp pED tp ED p tp tp p p tp p tp pED tp ED p tp tp p p =-+-=-+-==--=--=所以2ED 和3ED 关于1p 、2p 与3p 是零次齐次的。
（2）根据瓦尔拉斯法则可知，均衡时每种商品的超额需求的价值之和为零，即：1230ED ED ED ++= ①如果230ED ED ==由①可知10ED =，把2ED 和3ED 的表达式代入①式中，可以解得：332221111113214223p p p p pED p p p p p =-+-++=-+ （3）当市场达到均衡时，必有230ED ED ==，即：32113211321422p p p p p p p p ⎧-=-⎪⎪⎨⎪-=⎪⎩ 解得：213135p p p p ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩ 于是33122153p p p p p p ==。
5．考虑一种两人、两物品的纯粹交易经济。
消费者的效用函数与禀赋如下()()11121212,123 8,30u x x x x x x e =++= ()()22121212,89 10,10u x x x x x x e =++=求：（1）对两种物品的超额需求函数。
（2）为该经济决定均衡价格比率。
解：（1）由题设所给的效用函数可以得出每个消费者的马歇尔需求函数为：()()112111221212511,21 ,922p p x p p x p p p p =+⨯=⨯+ ()()222111221212119,9 ,122p p x p p x p p p p =+⨯=⨯+ 所以两种商品的超额需求函数为：12222111111121112222225181021918301522111910309140153022p p p ED x x p p p p p p ED x x p p p =+--=+++-=-=+--=⨯++⨯+-=-（2）当经济达到均衡时，每个市场的超额需求为零，即：2112301515300p pp p -=-= 解得：122p p =。
6．判断下列命题，并给出理由：（1）如果知道了契约线，则我们就知道了任何交易的结果。
（2）如果已达到了帕累托有效，则就无法使任何人的状况再得以改善。
答：（1）错误。
理由如下：契约线是埃奇沃斯方框图中所有帕累托有效的分配点的集合，但是对于一个具体的交易而言，其最终结果还依赖于每个消费者的初始禀赋，如图16-2所示，其中A 和B 是初始禀赋点，可见不同的初始禀赋导致不同的均衡结果。
图16-2 不同的初始禀赋导致不同的均衡（2）错误。
理由如下：帕累托有效是指在不损害其他任何人的利益的条件下，不能使经济系统中某些人的境况变得更好。
但是如果允许损害某些人的利益，那么对帕累托有效的配置而言，就有可能使某些人的境况变得更好。
比如在一个包括两个消费者和一种商品的经济中，其中一个人拥有全部的商品，而另一个人一无所有，这是一个帕累托有效的配置；但是现在让情况反过来，使得原来一无所有的人拥有全部商品，那么这个人的境况就得到了改善。
7．请证明：在两物品、两个消费者的纯粹交易经济里，帕累托有效的一个必要条件是112211112222u x u x u x u x ∂∂∂∂=∂∂∂∂这里，上标表示人，下标表示物。
证明：根据定义，帕累托有效的资源配置可以通过以下最大化问题得到：()()12121122111122221212max,, 1,2x x x x i i i u x x u x x ux s x i t e =.+=.=，，，，构造这个问题的拉格朗日函数：()()()()()112211122212121212121211112222,,,,,L x x x x u x xu u x x x x e x x e λμμ⎡⎤=---+--+-⎣⎦。