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Eine Nutzenfunktion ist in der Wirtschaftswissenschaft und insbesondere der Mikrookonomie eine mathematische Funktion die Praferenzen von Wirtschaftssubjekten beschreibt Sie ordnet beliebigen Guterbundeln jeweils eine reelle Zahl zu und zwar in der Weise dass hoher geschatzte Guterbundel grossere Zahlen erhalten Die zugeordneten Zahlen heissen Nutzen der jeweiligen Guterbundel In der mikrookonomischen Theorie beinhalten Nutzenfunktionen nur Aussagen uber die Rangordnung Liefert ein Guterbundel einen hoheren Nutzen als ein anderes so darf daraus lediglich gefolgert werden dass ersteres aus Sicht des betreffenden Wirtschaftssubjekts besser als letzteres ist wie gross der Abstand zwischen den Zahlen ist hat dabei keinerlei Bedeutung Man bezeichnet derartige Nutzenfunktionen auch als ordinale Nutzenfunktionen weil sie lediglich eine Ordnung der Guterbundel vorgeben Das Konzept der ordinalen Nutzenfunktion basiert auf einem anderen theoretischen Fundament als die so genannten kardinalen Nutzenfunktionen bei denen auch der Unterschied zwischen dem Nutzenwert zweier Guter interpretierbar ist 1 Das Konzept der Nutzenfunktion wird sowohl unmittelbar in der Mikrookonomie als auch im Kontext makrookonomischer Fragestellungen eingesetzt Das Ziel der Nutzenmaximierung wird oft als handlungsbestimmendes Streben der Konsumenten angenommen vgl Homo oeconomicus Ein alternatives Ziel ware das Satisficing eine Anspruchserfullung Inhaltsverzeichnis 1 Definition 1 1 Illustrative Definition im Zwei Guter Fall 1 2 Formale Definition 2 Einordnung und Eigenschaften 2 1 Nutzenkonzept und Transformationen der Nutzenfunktion 2 2 Existenz einer Nutzenfunktion 2 3 Funktionale Eigenschaften 3 Indifferenzkurve 4 Grenznutzen und Grenzrate der Substitution 4 1 Grenznutzen 4 2 Grenzrate der Substitution 5 Beispiele fur Nutzenfunktionen 5 1 Cobb Douglas und CES Nutzenfunktion 5 2 Quasi lineare Nutzenfunktion 5 3 Limitationale Nutzenfunktion 5 4 Intertemporale Nutzenfunktion 5 5 Von Neumann Morgenstern Erwartungsnutzenfunktion 5 5 1 Risikoaversion 5 5 2 HARA Nutzenfunktionen 6 Indirekte Nutzenfunktion 7 Recoverability Problem 8 Makrookonomische Nutzentheorie 9 Siehe auch 10 Literatur 11 EinzelnachweiseDefinition BearbeitenIm Folgenden wird jeweils von lediglich ordinaler Messbarkeit des Nutzens ausgegangen und die Nutzenfunktion wird so eingefuhrt wie sie in der Haushaltstheorie konstruiert wird Illustrative Definition im Zwei Guter Fall Bearbeiten nbsp Nutzenfunktion im Zwei Guter Fall hier Cobb Douglas Nutzenfunktion siehe unten u x 1 x 2 x 1 x 2 displaystyle u x 1 x 2 sqrt x 1 cdot sqrt x 2 nbsp Beschrankt man zunachst zur Vereinfachung den Umfang der Guterbundel auf zwei Guter so kann man sich beispielsweise ein Guterbundel A vorstellen das sich aus zwei Guterarten zusammensetzt Kiwi Gut 1 und Kirschen Gut 2 In Guterbundel A sei nun eine gewisse Menge Kiwi bezeichnet mit x 1 A displaystyle x 1 A nbsp und eine gewisse Menge Kirschen bezeichnet mit x 2 A displaystyle x 2 A nbsp enthalten man schreibt fur dieses Guterbundel kurz A x 1 A x 2 A displaystyle A x 1 A x 2 A nbsp Analog stellt man sich ein zweites Guterbundel B aus Kiwi und Kirschen vor das entsprechend durch B x 1 B x 2 B displaystyle B x 1 B x 2 B nbsp dargestellt ist Mit konkreten Werten kann man sich beispielsweise vorstellen dass A 2 6 displaystyle A 2 6 nbsp das heisst in Guterbundel A sind zwei Kiwi und sechs Kirschen enthalten wahrend B 3 6 displaystyle B 3 6 nbsp Nimmt man wie ublich an dass die Praferenzen monoton sind salopp mehr ist besser sollte der Haushalt B gegenuber A vorziehen Es gibt unendlich viele Nutzenfunktionen die die Praferenzen abbilden konnen da sie ja lediglich sicherstellen mussen dass der Funktionswert an der Stelle 3 6 displaystyle 3 6 nbsp grosser ist als der an der Stelle 2 6 displaystyle 2 6 nbsp Beispielsweise konnte man eine Funktion u 1 displaystyle u 1 nbsp verwenden mit der u 1 A 300 displaystyle u 1 A 300 nbsp und u 1 B 890 displaystyle u 1 B 890 nbsp Auch negative Werte sind moglich Sei u 2 displaystyle u 2 nbsp eine andere Nutzenfunktion und u 2 A 3 displaystyle u 2 A 3 nbsp bzw u 2 B 1 displaystyle u 2 B 1 nbsp dann ist auch diese Nutzenfunktion konsistent mit den Praferenzen des Haushalts Analog mussen Guterkombinationen die der Haushalt gleich gerne mag auch gleiche Nutzenwerte erhalten Wenn zum Beispiel das Guterbundel C 4 10 displaystyle C 4 10 nbsp als gleich gut empfunden wird wie das Guterbundel D 2 11 displaystyle D 2 11 nbsp dann muss auch fur jede Nutzenfunktion gelten dass u C u D displaystyle u C u D nbsp Formale Definition Bearbeiten In der mikrookonomischen Theorie geht man davon aus dass Wirtschaftssubjekte Praferenzen uber die ihnen potenziell zur Verfugung stehenden Auswahlalternativen haben Mathematisch lassen sich derartige Praferenzen die sehr allgemein sein konnen als binare Relationen darstellen Beispielsweise wird so R displaystyle R nbsp als Praferenz Indifferenz Relation vereinbart Seien nun x a displaystyle mathbf x a nbsp und x b displaystyle mathbf x b nbsp Vektoren von Gutern aus einer Menge X displaystyle X nbsp von Alternativen dann wird durch x a R x b x a x b R displaystyle mathbf x a R mathbf x b mathbf x a mathbf x b in R nbsp ausgedruckt dass das Guterbundel x a displaystyle mathbf x a nbsp mindestens so gut wie oder besser als x b displaystyle mathbf x b nbsp bewertet wird Um diese Information in der korrespondierenden Nutzenfunktion zu bewahren muss auch dort der Funktionswert der Nutzenfunktion fur x a displaystyle mathbf x a nbsp gleich hoch oder hoher sein als der von x b displaystyle mathbf x b nbsp Dies fuhrt auf folgende exakte Definition Definition 2 Eine Funktion u X R displaystyle u colon X rightarrow mathbb R nbsp ist eine Nutzenfunktion die die Praferenz Indifferenz Relation R displaystyle R nbsp abbildet wenn fur alle Guterbundel x a x b X displaystyle mathbf x a mathbf x b in X nbsp gilt x a R x b u x a u x b displaystyle mathbf x a R mathbf x b Leftrightarrow u mathbf x a geq u mathbf x b nbsp Nutzenfunktionen ermoglichen es so bestimmte Praferenz Indifferenz Relationen aquivalent funktional zu reprasentieren siehe auch der Abschnitt Existenz einer Nutzenfunktion in diesem Artikel Ihr Vorteil liegt in der vergleichsweise wesentlich einfacheren mathematischen Handhabbarkeit Ebenso wie bei der Analyse der Praferenzrelationen kann auch hier die Indifferenz und die strikte Praferenz aus der Praferenz Indifferenz Relation hergeleitet werden Die Definition der strikten Praferenz P displaystyle P nbsp lautet Fur zwei Alternativen x a displaystyle mathbf x a nbsp und x b displaystyle mathbf x b nbsp ist genau dann x a P x b displaystyle mathbf x a P mathbf x b nbsp wenn 1 x a R x b displaystyle mathbf x a R mathbf x b nbsp aber 2 nicht zugleich x b R x a displaystyle mathbf x b R mathbf x a nbsp Handelt es sich bei u displaystyle u nbsp nun um eine Nutzenfunktion so gilt mit ihrer obigen Definition wegen 1 dass u x a u x b displaystyle u mathbf x a geq u mathbf x b nbsp und wegen 2 dass nicht u x b u x a displaystyle u mathbf x b geq u mathbf x a nbsp was eben impliziert dass bei strikter Praferenz auch tatsachlich u x a gt u x b displaystyle u mathbf x a gt u mathbf x b nbsp Analog zeigt sich auch fur die Indifferenzrelation I displaystyle I nbsp dass sie nach obiger Definition von R displaystyle R nbsp gerade dadurch in der Nutzenfunktion zum Ausdruck gebracht wird dass fur zwei fur gleichwertig erachtete Guterbundel x a x b u x a u x b displaystyle mathbf x a mathbf x b u mathbf x a u mathbf x b nbsp Wie gross der Abstand zwischen den Funktionswerten ist oder wie hoch die Funktionswerte selbst sind ist ohne Aussagekraft Einordnung und Eigenschaften BearbeitenNutzenkonzept und Transformationen der Nutzenfunktion Bearbeiten Die fur die obige Definition zugrunde gelegte Interpretation ist recht allgemein gefasst dergestalt dass die konkreten Nutzenwerte fur sich nicht interpretierbar sind es geht beim Vergleich von Guterbundeln lediglich darum wie sich die zwei korrespondierenden Nutzenwerte zueinander verhalten das heisst ob einer grosser gleich gross oder kleiner als der andere ist Dies basiert auf dem Ansatz die Messbarkeit des Nutzens als ausschliesslich ordinal aufzufassen Das Nutzenkonzept der modernen Haushaltstheorie fusst auf dieser Annahme da in den Praferenzrelationen keinerlei weitere Informationen enthalten sind paarweiser Vergleich von Alternativen Es ist damit intuitiv einsichtig dass Nutzenfunktionen im oben definierten Sinne auch beliebig positiv streng monoton transformiert werden konnen dass also f u x displaystyle f left u mathbf x right nbsp dieselben Informationen enthalt wie u x displaystyle u mathbf x nbsp wenn nur f R R displaystyle f colon mathbb R rightarrow mathbb R nbsp streng monoton steigend in u displaystyle u nbsp ist Denkbar aber nicht mit obigem Konzept vereinbar sind hingegen durchaus auch andere Typen von Nutzenfunktionen Misst man den Nutzen beispielsweise auf einer Kardinalskala so ware eine Transformation f displaystyle f nbsp nur dann zulassig wenn sie positiv affin ist wenn also f u x a b u b gt 0 displaystyle f left u mathbf x right a b cdot u b gt 0 nbsp Die restriktiveren Anforderungen der Kardinalskala korrespondieren allerdings mit erweiterten Interpretationsmoglichkeiten denn hier ware es durchaus moglich aus der Tatsache dass der Nutzenwert beim Ubergang von Guterbundel x a displaystyle mathbf x a nbsp zu x b displaystyle mathbf x b nbsp um 10 steigt wahrend er beim Ubergang von x a displaystyle mathbf x a nbsp zu x c displaystyle mathbf x c nbsp um 20 steigt zu folgern dass der zusatzliche Nutzen von x c displaystyle mathbf x c nbsp gegenuber x a displaystyle mathbf x a nbsp doppelt so hoch ist wie der von x b displaystyle mathbf x b nbsp gegenuber x a displaystyle mathbf x a nbsp Misst man den Nutzen auf einer Verhaltnisskala so ware eine Transformation f displaystyle f nbsp nur dann zulassig wenn sie positiv linear ist wenn also f u x b u b gt 0 displaystyle f left u mathbf x right b cdot u b gt 0 nbsp Hier konnte man daraus dass der Nutzen von Guterbundel x a displaystyle mathbf x a nbsp doppelt so gross ist wie der von x b displaystyle mathbf x b nbsp folgern dass ersteres Bundel auch einen doppelt so hohen Nutzen wie letzteres stiftet Im Extremfall ist uberhaupt keine Transformation zulassig Absolutskala wobei dann selbst die absolute Nutzenhohe zum Beispiel u x a 12 displaystyle u mathbf x a 12 nbsp interpretierbar ware Existenz einer Nutzenfunktion Bearbeiten Setzt man die Existenz einer Praferenzordnung voraus kann diese nicht in allen Fallen durch eine Nutzenfunktion reprasentiert werden Vielmehr sind zusatzliche Anforderungen an die Alternativenmenge oder die Praferenzordnung zu stellen Hauptartikel Praferenzrelation Funktionale Eigenschaften Bearbeiten Basierend auf den zugehorigen Praferenzordnungen lassen sich auch Aussagen uber die Eigenschaften einer Nutzenfunktion treffen Zusammenhang zwischen den Eigenschaften der Praferenzrelation und den Eigenschaften der daraus konstruierten Nutzenfunktion 3 u x displaystyle u mathbf x nbsp ist streng monoton steigend genau dann und nur dann wenn die zugrunde liegende Praferenz Indifferenz Relation R displaystyle R nbsp die Eigenschaft der strengen Monotonitat erfullt u x displaystyle u mathbf x nbsp ist quasikonkav genau dann und nur dann wenn die zugrunde liegende Praferenz Indifferenz Relation R displaystyle R nbsp konvex ist u x displaystyle u mathbf x nbsp ist sogar strikt quasikonkav genau dann und nur dann wenn die zugrunde liegende Praferenz Indifferenz Relation R displaystyle R nbsp strikt konvex ist Dabei bezeichnet man eine Praferenz Indifferenz Relation als streng monoton wenn x a x b x a x b x a x b x a P x b displaystyle forall mathbf x a mathbf x b mathbf x a geq mathbf x b wedge mathbf x a neq mathbf x b implies mathbf x a P mathbf x b nbsp als konvex wenn x a x b x c x a R x c x b R x c t 0 1 t x a 1 t x b R x c displaystyle forall mathbf x a mathbf x b mathbf x c mathbf x a R mathbf x c wedge mathbf x b R mathbf x c implies forall t in 0 1 t mathbf x a 1 t mathbf x b R mathbf x c nbsp und als strikt konvex wenn x a x b x c x a R x c x b R x c x a x b t 0 1 t x a 1 t x b P x c displaystyle forall mathbf x a mathbf x b mathbf x c mathbf x a R mathbf x c wedge mathbf x b R mathbf x c wedge mathbf x a neq mathbf x b implies forall t in 0 1 t mathbf x a 1 t mathbf x b P mathbf x c nbsp Siehe ausfuhrlicher der Artikel Praferenzrelation Indifferenzkurve Bearbeiten nbsp Drei Indifferenzkurven im Zwei Guter Fall nbsp Indifferenzkurven im Drei Guter Fall Hauptartikel Indifferenzkurve Nutzenfunktionen geben wie oben definiert das Nutzenniveau an das bestimmte Guterbundel generieren Betrachtet man die Funktion von einer anderen Seite kann man auch ein gewisses Nutzenniveau u displaystyle overline u nbsp vorgeben und nach den Guterbundeln fragen mit denen sich dieses erreichen lasst Dies bildet die Grundlage fur das Konzept einer Indifferenzkurve auch Nutzen Isoquante oder Iso Nutzenfunktion Geht man von einem Guterbundel x a displaystyle mathbf x a nbsp aus dann handelt es sich bei einer Indifferenzkurve formal um die Menge aller Guterbundel x displaystyle mathbf x nbsp fur die gilt dass x I x a displaystyle mathbf x I mathbf x a nbsp Indifferenzmenge zu x a displaystyle mathbf x a nbsp Im Zwei Guter Fall lassen sich Indifferenzkurven wie nebenstehend recht einfach visualisieren Zwischen der horizontalen und der vertikalen Achse befindet sich die Menge aller moglichen Guterbundel jeder Punkt in diesem Bereich markiert eine bestimmte Kombination von Gut 1 und Gut 2 Auf der Indifferenzkurve 2 liegen beispielsweise samtliche Punkte die dem Haushalt den gleichen Nutzen stiften wie B und man sieht so unter anderem dass der Haushalt zwischen C und B indifferent ist das heisst C und B gleich gut findet Nimmt man wie ublich Monotonitat der Praferenzen an mehr ist besser dann stehen Indifferenzkurven fur ein umso hoheres Nutzenniveau je weiter sie vom Ursprung entfernt liegen die Guterbundel auf Indifferenzkurve 2 sind also stets besser als diejenigen auf Kurve 1 Mathematisch ist eine Indifferenzmenge im oben definierten Sinne eine Niveaumenge zur Nutzenfunktion Ist beispielsweise u x 1 x 2 x 1 x 2 displaystyle u x 1 x 2 sqrt x 1 x 2 nbsp eine Nutzenfunktion dann sind unter anderem die Guterbundel 2 8 displaystyle 2 8 nbsp 8 2 displaystyle 8 2 nbsp und 4 4 displaystyle 4 4 nbsp Punkte auf der Indifferenzkurve zum Nutzenniveau 4 denn u 2 8 u 8 2 u 4 4 u 16 displaystyle u 2 8 u 8 2 u 4 4 overline u sqrt 16 nbsp nbsp Visualisierung der Eigenschaft als Niveaumenge Indifferenzkurven als Konturlinien der Nutzenfunktion Im Beispiel Cobb Douglas Nutzenfunktion wie oben in der x1 x2 Ebene sind vier Konturlinien Indifferenzkurven eingezeichnet Beachte dass die x2 Achse hier aus Grunden der Ubersichtlichkeit die x1 Achse nicht im Nullpunkt schneidet stellt man sich die Achse hingegen auf der linken Seite vor zeigt sich das vertraute Bild einer Indifferenzkurve im Zwei Guter Fall source source source source source source source Projektion der Hohenlinien in die x1 x2 Ebene Animation Aus der Eigenschaft folgt auch dass sich Indifferenzkurven nicht schneiden konnen Waren namlich A und B zwei echt verschiedene Indifferenzmengen und gabe es ein Guterbundel x displaystyle mathbf x nbsp das sowohl in A als auch in B enthalten ist dann wurde dies notwendig auf einen Widerspruch fuhren Nach Definition einer Indifferenzmenge wurde namlich fur alle anderen Guterbundel aus A gelten dass sie den gleichen Nutzen wie x displaystyle mathbf x nbsp generieren weil x displaystyle mathbf x nbsp in A enthalten ist fur alle anderen Guterbundel aus B wiederum golte dasselbe weil x displaystyle mathbf x nbsp in B enthalten ist was darauf fuhrt dass alle Guterbundel in A und B den gleichen Nutzen wie x displaystyle mathbf x nbsp generieren Dann konnen die Indifferenzmengen aber nicht echt verschieden sein im Widerspruch zur Annahme Grenznutzen und Grenzrate der Substitution BearbeitenGrenznutzen Bearbeiten Hauptartikel Grenznutzen Die erste partielle Ableitung u x x i displaystyle partial u mathbf x partial x i nbsp der Nutzenfunktion nach einem Gut x i displaystyle x i nbsp bezeichnet man als Grenznutzen dieses Gutes Anschaulich gibt der Grenznutzen an wie viel zusatzlichen Nutzen eine marginale Erhohung der Menge von Gut x i displaystyle x i nbsp stiften wurde wobei die Menge aller anderen Guter unverandert gelassen wird Ein Grenznutzen von 0 displaystyle 0 nbsp bedeutet dass fur dieses Gut Sattigung eingetreten ist Eine weitere Einheit dieses Gutes wurde bei einem konkaven Funktionsverlauf keinen zusatzlichen Nutzen stiften Es ist zu bedenken dass ebenso wie die Nutzenfunktion auch die Grenznutzenfunktion bzw der Grenznutzen eines Gutes fur sich genommen keine Aussagekraft hat Betrachtet man beispielsweise im Zwei Guter Fall eine Nutzenfunktion u x 1 x 2 x 1 3 x 2 2 displaystyle u x 1 x 2 x 1 3x 2 2 nbsp dann betragt der Grenznutzen von Gut 2 6 x 2 displaystyle 6x 2 nbsp Eine streng monotone positive Transformation der Nutzenfunktion v 3 u x 1 x 2 3 x 1 9 x 2 2 displaystyle v 3 cdot u x 1 x 2 3x 1 9x 2 2 nbsp fuhrt allerdings dazu dass sich der Grenznutzen von Gut 2 nunmehr auf 18 x 2 displaystyle 18x 2 nbsp belauft er wird also ebenfalls verdreifacht was deutlich macht dass Grenznutzenwerte beliebig transformiert werden konnen Allerdings zeigt sich dass demgegenuber das Verhaltnis der Grenznutzen verschiedener Guter sehr wohl interpretierbar ist wie der nachfolgende Abschnitt zeigt nbsp Illustration des Ersten Gossen schen Gesetzes Auf der horizontalen Achse ist die Gutermenge auf der vertikalen der Nutzen abgetragen Nutzenfunktion im Ein Guter Fall In manchen Anwendungen wird angenommen dass der Grenznutzen von Gutern in der Menge typischerweise abnehmend ist bereits Hermann Heinrich Gossen stellte im Rahmen seiner Nutzentheorie die Behauptung auf dass der zusatzliche Nutzen weiterer Einheiten eines Gutes immer geringer werde je mehr Einheiten man von dem Gut bereits besitzt Erstes Gossen sches Gesetz Allerdings muss bedacht werden dass die Annahme nicht mit einer ordinalen Nutzentheorie wie sie oben haushaltstheoretisch fundiert zugrunde gelegt wurde vereinbar ist Dies deshalb weil die Nutzenwerte ja gerade keine Bedeutung haben die Tatsache dass damit eine Nutzenfunktion u 1 displaystyle u 1 nbsp mit u 1 1 1 1 displaystyle u 1 1 1 1 nbsp und u 1 1 2 2 displaystyle u 1 1 2 2 nbsp aquivalent ist zu u 2 displaystyle u 2 nbsp mit u 2 1 1 1 displaystyle u 2 1 1 1 nbsp bzw u 2 1 2 100 displaystyle u 2 1 2 100 nbsp zeigt so aber dass entsprechende zulassige Modifikationen der Nutzenfunktion die Grenznutzenveranderung signifikant beeinflussen konnen woraus folgt dass der zu oder abnehmende Charakter bei Anwendung eines ordinalen Konzepts keine Interpretationsmoglichkeit bietet Eine weitere ubliche Annahme ist ein strikt positiver Grenznutzen das heisst jede zusatzliche Einheit eines Gutes generiert einen Mehrnutzen Diese Annahme korrespondiert in der praferenztheoretischen Fundierung mit der Annahme strenger Monotonitat der Haushaltspraferenzen wonach in jeder Umgebung eines Guterbundels ein strikt praferiertes Guterbundel existiert in dem von allen verbliebenen Gutern gleich viel von mindestens einem Gut aber mehr enthalten ist Grenzrate der Substitution Bearbeiten Im Zwei Guter Fall bezeichnet man den Absolutbetrag der Steigung einer Indifferenzkurve auch als Grenzrate der Substitution G R S displaystyle GRS nbsp Es ist G R S 1 2 x 1 x 2 f x 1 f x 1 u x 1 x 2 x 1 u x 1 x 2 x 2 displaystyle mathit GRS 1 2 x 1 x 2 equiv f x 1 f x 1 frac partial u x 1 x 2 partial x 1 partial u x 1 x 2 partial x 2 nbsp lies Grenzrate der Substitution von Gut 1 bezuglich Gut 2 also gerade das Verhaltnis der Grenznutzen Dies kann man wie folgt zeigen Da f displaystyle f nbsp in x 1 displaystyle x 1 nbsp fallt ist f lt 0 displaystyle f cdot lt 0 nbsp und somit auch f x 1 f x 1 displaystyle f x 1 f x 1 nbsp was die vorletzte Gleichung erklart Weiter gilt fur ein Guterbundel x x 1 x 2 displaystyle mathbf x x 1 x 2 nbsp dass die Indifferenzkurve in der x 1 x 2 displaystyle x 1 x 2 nbsp Ebene liegt sodass man sie direkt als Funktion notieren kann fur die x 2 f x 1 displaystyle x 2 f x 1 nbsp Damit kann man das Guterbundel als x 1 f x 1 displaystyle x 1 f x 1 nbsp darstellen und es gilt nach Definition der Indifferenzkurve dass u x 1 f x 1 u displaystyle u x 1 f x 1 overline u nbsp konstant Die Ableitung von u displaystyle u cdot nbsp bezuglich x 1 displaystyle x 1 nbsp lautet nun daruber hinaus u x 1 x 2 x 1 u x 1 x 2 x 2 f x 1 0 displaystyle frac partial u x 1 x 2 partial x 1 frac partial u x 1 x 2 partial x 2 f x 1 0 nbsp sie entspricht 0 displaystyle 0 nbsp wegen u c o n s t displaystyle overline u mathrm const nbsp was zusammen mit G R S f x 1 displaystyle mathit GRS f x 1 nbsp exakt auf die aufgefuhrte Gleichung der GRS fuhrt was zu zeigen war 4 Die GRS gibt an mit welchem Austauschverhaltnis ein Haushalt bereit ist eine marginale Einheit von Gut 2 gegen eine von Gut 1 einzutauschen Diese Grenzrate der Substitution ist invariant gegenuber positiv streng monotoner Transformation Das Konzept kann auch fur eine grossere Zahl von Gutern verwendet werden wobei dann entsprechend fur beliebige Guter a b displaystyle a b nbsp G R S a b x u x x a u x x b displaystyle mathit GRS a b mathbf x frac partial u mathbf x partial x a partial u mathbf x partial x b nbsp Die GRS wird ublicherweise als streng monoton fallend angenommen was aquivalent zu der Aussage ist dass Indifferenzkurven konvex sind und auch unmittelbar mit der Konvexitatsannahme der Praferenzen in der praferenztheoretischen Fundierung korrespondiert Intuitiv bedeutet dies im Zwei Guter Fall dass man fur den Verzicht auf eine marginale Einheit von Gut 2 mit umso mehr Einheiten von Gut 1 kompensiert werden muss je weniger man von Gut 2 besitzt Siehe auch Sozialer Grenznutzen und SubstitutionsgutBeispiele fur Nutzenfunktionen BearbeitenCobb Douglas und CES Nutzenfunktion Bearbeiten Hauptartikel Cobb Douglas Funktion und CES Funktion Als Cobb Douglas Nutzenfunktion bezeichnet man meist eine Nutzenfunktion der Form u x b i 1 n x i a i b x 1 a 1 x n a n displaystyle u mathbf x beta cdot prod i 1 n x i alpha i beta cdot x 1 alpha 1 cdot dotsc cdot x n alpha n nbsp mit b gt 0 displaystyle beta gt 0 nbsp x i gt 0 displaystyle x i gt 0 nbsp und a i gt 0 displaystyle alpha i gt 0 nbsp fur alle i 1 n displaystyle i 1 dotsc n nbsp Vereinfacht trifft man im Zwei Guter Fall jedoch haufig die Annahme dass b 1 displaystyle beta 1 nbsp und dass sich die Exponenten gerade zu eins aufsummieren was konstante Skalenertrage gewahrleistet u x 1 x 2 x 1 a x 2 1 a displaystyle u x 1 x 2 x 1 alpha cdot x 2 1 alpha nbsp mit a 0 1 displaystyle alpha in 0 1 nbsp Die Cobb Douglas Nutzenfunktion ist eine gebrauchliche Unterklasse der allgemeinen CES Nutzenfunktion u x b a 1 x 1 r a 2 x 2 r a n x n r g r displaystyle u mathbf x beta cdot left alpha 1 x 1 rho alpha 2 x 2 rho dotsc alpha n x n rho right gamma rho nbsp mit b g gt 0 displaystyle beta gamma gt 0 nbsp x i gt 0 displaystyle x i gt 0 nbsp und a i gt 0 displaystyle alpha i gt 0 nbsp fur alle i 1 n displaystyle i 1 dotsc n nbsp sowie r 0 displaystyle rho neq 0 nbsp Sie konvergiert fur r 0 displaystyle rho rightarrow 0 nbsp gerade gegen die Cobb Douglas Funktion Quasi lineare Nutzenfunktion Bearbeiten Hauptartikel Quasilineare Nutzenfunktion Eine Nutzenfunktion ist quasilinear wenn sie die Form u x x 1 v x 2 x n displaystyle u mathbf x x 1 v x 2 ldots x n nbsp besitzt wobei v displaystyle v cdot nbsp wieder eine Nutzenfunktion ist Im einfachsten Fall ist x x 1 x 2 displaystyle mathbf x x 1 x 2 nbsp und entsprechend u x 1 x 2 x 1 v x 2 displaystyle u x 1 x 2 x 1 v x 2 nbsp Die Funktion ist quasilinear in x 1 displaystyle x 1 nbsp das heisst sie ist teilweise linear Im Zwei Guter Fall unterscheiden sich Indifferenzkurven von quasilinearen Nutzenfunktionen grafisch nur durch die Hohe des vertikalen Achsenabschnitts Fur eine gegebene Menge von Gut 1 haben somit alle Indifferenzkurven die gleiche Steigung Bei quasilinearen Praferenzen existiert lokal kein Einkommenseffekt solange das Einkommen m gross genug ist das heisst die Anderung der Nachfrage infolge einer Preisanderung irgendeines Gutes ist dort vollstandig auf den Substitutionseffekt zuruckzufuhren Limitationale Nutzenfunktion Bearbeiten Hauptartikel Limitational im Artikel Produktionsfunktion Bei der limitationale Nutzenfunktion stehen die Faktoren in einem bestimmten Einsatzverhaltnis d h der Nutzen steigt nur dann wenn beide Faktoren vermehrt eingesetzt werden Eine haufig genutzte limitationale Nutzenfunktion ist die Leontief Produktionsfunktion Intertemporale Nutzenfunktion Bearbeiten Eine intertemporale Nutzenfunktion bildet Praferenzen uber Konsumalternativen ab die zu verschiedenen Zeitpunkten zur Verfugung stehen Mit ihr kann unter anderem erklart werden warum und in welcher Hohe Menschen sparen oder Kredite aufnehmen In Einklang mit empirisch beobachtbarem Verhalten geht man bei intertemporalen Praferenzen oft davon aus dass Individuen einen zeitnaheren Konsum gegenuber einem zeitfernerer Konsum in gleicher Hohe vorziehen man spricht hier von einer positiven Zeitpraferenz In Nutzenfunktionen wird diese positive Zeitpraferenz haufig durch Diskontfaktoren abgebildet wobei man vereinfachend oft von einer konstanten Zeitpraferenzrate auch bei Einkommensveranderungen ausgeht Beispielsweise wird in Overlapping Generations Modellen gewohnlich davon ausgegangen dass Individuen genau zwei Perioden leben In der ersten Periode haben sie ein Einkommen w t 1 displaystyle omega t 1 nbsp das sie konsumieren oder sparen konnen In der zweiten Periode leben sie dann von ihren verzinsten Ersparnissen sowie einer zusatzlichen kleineren Ausstattung beispielsweise einem staatlichen Zuschuss Die Individuen maximieren dann den Nutzen uber den gesamten Konsum wahrend ihres Lebens das heisst sie maximieren eine intertemporale Nutzenfunktion U t c t 1 c t 2 displaystyle U t left c t 1 c t 2 right nbsp wobei im skizzierten Beispiel stark vereinfachend und in Abwesenheit von Transfersystemen c t 1 w t 1 s t displaystyle c t 1 omega t 1 s t nbsp und c t 2 1 r t 1 s t w t 2 displaystyle c t 2 left 1 r t 1 right s t omega t 2 nbsp c t 1 displaystyle c t 1 nbsp ist der Konsum eines in t displaystyle t nbsp geborenen Individuums in Periode t displaystyle t nbsp c t 2 displaystyle c t 2 nbsp ist der Konsum eines in t displaystyle t nbsp geborenen Individuums in Periode t 1 displaystyle t 1 nbsp d h eben seinem zweiten Lebensabschnitt r t 1 displaystyle r t 1 nbsp ist der Zinssatz auf die Ersparnisse s t displaystyle s t nbsp zwischen der Periode t displaystyle t nbsp und t 1 displaystyle t 1 nbsp Die Zeitpraferenzrate eines Wirtschaftssubjektes ist die private Zeitpraferenzrate wahrend die einer Gesellschaft als soziale Zeitpraferenzrate bezeichnet wird Das Konzept der Indifferenzkurve lasst sich analog anwenden Von Neumann Morgenstern Erwartungsnutzenfunktion Bearbeiten Entscheidungen unter Unsicherheit werden mikrookonomisch oft als Lotterie modelliert Der Nutzen der Wahl einer Alternative ist hier nicht unmittelbar bekannt Statt einer Nutzenfunktion wird daher eine Erwartungsnutzenfunktion auch VNM Nutzenfunktion fur die Modellierung der Praferenzen des Akteurs eingesetzt Dabei wird der Erwartungswert uber eine typischerweise eindimensionale Nutzenfunktion fur die einzelnen Alternativen als Nutzenwert definiert Die Nutzenfunktion der jeweiligen Alternativen und deren Wahrscheinlichkeitsverteilung bestimmen daher den Nutzen einer Lotterie Erwartungsnutzen ist einfach der Erwartungswert des Nutzens der Alternativen Eine solche Nutzenfunktion wird auch als Von Neumann Morgenstern Erwartungs Nutzenfunktion bezeichnet V z E u z i 1 N p i u z i displaystyle V z operatorname E u z sum i 1 N p i cdot u z i nbsp V displaystyle V nbsp bezeichnet die Erwartungsnutzenfunktion uber die Zufallsvariable z displaystyle z nbsp i displaystyle i nbsp Zustande die mit der jeweiligen Wahrscheinlichkeit p i displaystyle p i nbsp eintreten und u displaystyle u nbsp ist die sogenannte Bernoulli Nutzenfunktion in Abhangigkeit von z displaystyle z nbsp Die Von Neumann Morgenstern Nutzenfunktion ist somit nichts anderes als der mit den Wahrscheinlichkeiten gewichtete Nutzen aus den verschiedenen Zustanden die aus der Lotterie resultieren konnen Die Existenz einer Erwartungsnutzenfunktion setzt jedoch starkere Annahmen voraus insbesondere das umstrittene Unabhangigkeitsaxiom gemass dem irrelevante Alternativen keinen Einfluss auf das Ergebnis haben durfen Unabhangig von der Zulassigkeit einer Erwartungsnutzenformulierung konnen okonomisch Handelnde als risikofreudig risikoneutral oder risikoscheu eingestuft werden Risikoaversion Bearbeiten Nutzenfunktionen in der Erwartungsnutzentheorie unterscheiden sich nach dem in ihnen zum Ausdruck kommenden Grad der Risikoaversion von Individuen Man bezeichnet ein Individuum als risikoavers wenn es einer Lotterie mit dem Erwartungswert a ein sicheres Einkommen in Hohe von a vorzieht beispielsweise also wenn das Individuum den sicheren Betrag von 50 Euro gegenuber einer Lotterie vorzieht bei der es mit 50 prozentiger Wahrscheinlichkeit 100 Euro mit 50 prozentiger Wahrscheinlichkeit jedoch nur 0 Euro erhalt Man kann zeigen dass unter ublichen Annahmen ein Individuum genau dann und nur dann risikoavers ist wenn seine Von Neumann Morgenstern Erwartungsnutzenfunktion strikt konkav ist Gemass dem Arrow Pratt Mass ergeben sich aus den Nutzenfunktionen folgende Unterklassen CRRA Konstante relative Risikoaversion IRRA Ansteigende relative Risikoaversion DRRA Abnehmende relative Risikoaversion IARA Ansteigende absolute Risikoaversion DARA Abnehmende absolute Risikoaversion CARA Konstante absolute RisikoaversionHARA Nutzenfunktionen Bearbeiten In der Finanzokonomik kommt eine unter dem Begriff HARA hyperbolic absolute risk aversion zusammengefasste Klasse von Nutzenfunktionen zur Anwendung Die allgemeine Form der HARA Nutzenfunktion ist u c 1 g g a c 1 g b g displaystyle u c frac 1 gamma gamma left frac ac 1 gamma b right gamma nbsp wobei c displaystyle c nbsp die Hohe des Konsums ist Die Funktion muss ggfs fur den Bernoulli Fall g 0 displaystyle gamma 0 nbsp und den risikoneutralen Fall g 1 displaystyle gamma 1 nbsp mit der Regel von de L Hospital stetig vervollstandigt werden Wenn a 1 displaystyle a 1 nbsp und b 0 displaystyle b 0 nbsp ergibt sich die isoelastische Nutzenfunktion die mit der Klasse CRRA identisch ist Sie wird oft im Konsum Investment Problem betrachtet da dort Bankrott im Modell nicht vorkommen kann sie empirisch relativ adaquat ist und mathematisch noch relativ einfach zu handhaben ist Die Seminal Paper von Merton betrachteten zwar auch andere Falle aber die Losungen waren inkorrekt und beinhalteten negativen Konsum 5 Die klassische Bernoulli log Nutzenfunktion ist ein Spezialfall der isoelastischen Nutzenfunktion Es lasst sich beweisen dass alle CRRA Nutzenfunktionen zur Klasse HARA gehoren Auch die exponentielle Nutzenfunktion wird wegen ihrer einfachen analytischen Handhabbarkeit oft verwendet Sie hat die Form u c exp a c a displaystyle u c exp ac a nbsp und ergibt sich fur b 1 displaystyle b 1 nbsp und l displaystyle lambda to infty nbsp Der Parameter a displaystyle a nbsp bestimmt hier die Risikopraferenz Sie gehort zur Klasse CARA Wenn nur die risikoaversen Falle betrachtet werden sollen d h a gt 0 displaystyle a gt 0 nbsp lasst sie sich zu u c exp a c displaystyle u c exp ac nbsp vereinfachen Indirekte Nutzenfunktion Bearbeiten Hauptartikel Indirekte Nutzenfunktion Im Kontext des Nutzenmaximierungsproblemes das sich bei der Konstruktion marshallscher Nachfragefunktionen stellt wird oftmals eine spezielle Nutzenfunktion verwendet die so genannte indirekte Nutzenfunktion Sie wird ublicherweise mit v displaystyle v nbsp bezeichnet und ist so konstruiert dass sie in Abhangigkeit von den Guterpreisen und dem Haushaltsbudget direkt das maximale Nutzenniveau angibt das sich bei der Losung des entsprechenden Maximierungsproblems unter Nebenbedingungen ergeben hatte Recoverability Problem BearbeitenAls Recoverability Problem bezeichnet man die Fragestellung aus einer Nutzenfunktion die Praferenzordnung zu bestimmen die die vorgelegte Nutzenfunktion erzeugt Dies ist die Umkehrung des Problems zu einer Praferenzordnung eine Nutzenfunktion mit bestimmten Merkmalen zu finden Makrookonomische Nutzentheorie BearbeitenIm makrookonomischen Zusammenhang finden gesamtwirtschaftliche Nutzenfunktionen Verwendung um die Vorteilhaftigkeit bestimmter politischer und okonomischer Entwicklungen fur die gesamtwirtschaftliche Entwicklung zu messen In der Makrookonomie wird das Konzept ebenfalls genutzt um die Verhaltensweise wirtschaftspolitischer Akteure zu modellieren In diesem Kontext werden im Rahmen der Public Choice Theorie beispielsweise Nutzenfunktionen fur wiederwahlorientierte Politiker erstellt Demnach werden Politiker diejenige politische Alternative wahlen die ihren Wiederwahlchancen am meisten nutzt Siehe auch BearbeitenProspect TheoryLiteratur BearbeitenAnton Barten und Volker Bohm Consumer Theory In Kenneth J Arrow and Michael D Intrilligator Hrsg Handbook of Mathematical Economics Bd 2 North Holland Amsterdam 1982 ISBN 978 0 444 86127 6 S 382 429 Geoffrey A Jehle und Philip J Reny Advanced Microeconomic Theory 3 Aufl Financial Times Prentice Hall Harlow 2011 ISBN 978 0 273 73191 7 Andreu Mas Colell Michael Whinston und Jerry Green Microeconomic Theory Oxford University Press Oxford 1995 ISBN 0 195 07340 1 George J Stigler The Development of Utility Theory I In Journal of Political Economy 58 Nr 4 1950 S 307 327 George J Stigler The Development of Utility Theory II In Journal of Political Economy 58 Nr 5 1950 S 373 396 Hal Varian Intermediate Microeconomics A Modern Approach 8 Aufl W W Norton New York und London 2010 ISBN 978 0 393 93424 3 Susanne Wied Nebbeling und Helmut Schott Grundlagen der Mikrookonomik Springer Heidelberg u a 2007 ISBN 978 3 540 73868 8 Einzelnachweise Bearbeiten Vgl Geoffrey A Jehle und Philip J Reny 2011 S 17 Vgl beispielsweise Mas Colell Whinston Green 1995 S 9 Geoffrey A Jehle und Philip J Reny 2011 S 17 Hierzu Geoffrey A Jehle und Philip J Reny 2011 S 18 S Sethi Optimal Consumption and Investment with Bankruptcy Kluwer 1997 Normdaten Sachbegriff GND 4172189 5 lobid OGND AKS Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Nutzenfunktion Mikrookonomie amp oldid 225732045