Чтобы определить оптимальный набор благ и величину общей полезности, извлекаемой из потребления этого набора, следует решить задачу максимизации полезности при ограниченном бюджете. Дана функция полезности:
[ U = 2XY ]
где ( X ) и ( Y ) – объемы потребления благ ( X ) и ( Y ), соответственно. Цены благ:
[ P_X = 8 ]
[ P_Y = 5 ]
и доход потребителя:
[ I = 96 ]
- Запись бюджетного ограничения:
[ P_X \cdot X + P_Y \cdot Y = I ]
[ 8X + 5Y = 96 ]
- Формирование функции Лагранжа:
Для решения задачи максимизации полезности при бюджетном ограничении используем метод Лагранжа. Формируем функцию Лагранжа:
[ \mathcal{L}(X, Y, \lambda) = 2XY + \lambda (96 - 8X - 5Y) ]
где ( \lambda ) – множитель Лагранжа.
- Нахождение частных производных и их равенство нулю:
Находим частные производные функции Лагранжа по ( X ), ( Y ) и ( \lambda ):
[ \frac{\partial \mathcal{L}}{\partial X} = 2Y - 8\lambda = 0 ]
[ \frac{\partial \mathcal{L}}{\partial Y} = 2X - 5\lambda = 0 ]
[ \frac{\partial \mathcal{L}}{\partial \lambda} = 96 - 8X - 5Y = 0 ]
- Решение системы уравнений:
Из первых двух уравнений можем выразить ( \lambda ):
[ \lambda = \frac{2Y}{8} = \frac{Y}{4} ]
[ \lambda = \frac{2X}{5} ]
Приравниваем два выражения для ( \lambda ):
[ \frac{Y}{4} = \frac{2X}{5} ]
[ 5Y = 8X ]
[ Y = \frac{8}{5}X ]
Подставим это выражение в бюджетное ограничение:
[ 8X + 5 \left( \frac{8}{5}X \right) = 96 ]
[ 8X + 8X = 96 ]
[ 16X = 96 ]
[ X = 6 ]
Теперь найдем ( Y ):
[ Y = \frac{8}{5} \cdot 6 = 9.6 ]
- Определение общей полезности:
Подставляем найденные значения ( X ) и ( Y ) в функцию полезности:
[ U = 2XY = 2 \cdot 6 \cdot 9.6 = 115.2 ]
Таким образом, оптимальный набор благ, который максимизирует полезность при данном бюджетном ограничении, составляет ( X = 6 ) и ( Y = 9.6 ). Величина общей полезности, извлекаемой из потребления оптимального набора благ, равна 115.2.