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 ▼ 第04回 ミクロ経済学の例題実習(1)

■ 関数とグラフ

 関数の一つの変数に数値を与えることから数値表を作成する。この数値表からグラフを作成することができる。以下では、この方法を学習し、経済学で必要となる関数の描画を行う。

■ 関数の描画

  中学校で学習したように、関数(function)はある値xを入れるとそれに対応した値が返ってくるものである。関数をf、入力変数()とし、かえってくるものを出力変数(y)とすると、以下のような式で表すことができる。y = f(x)変数xに適当な値をいれて、その値をもとにyの値を計算する。
 Excelでは、以下のような原点となる0から始まる数値表を作ればよい。ここで、f( )は、関数を表す。
 変数:x   変数:y 
0.0 = f(0.0)
1.0 = f(1.0)
2.0 = f(2.0)
3.0 = f(3.0)
この表の2列をもとにグラフを描くことができる。ここでx列データが横軸、y列データが縦軸になる。
関数

 □例題04-01:関数の描画 難易度:★★★ 目安時間:30分 ミクロ
 グラフのもとになる x の範囲(定義域)は0.2きざみで-3 〜 3までとする。yのデータは、以下の標準関数を使い対応する値を計算する。
  1. 指数関数
  2. 対数関数
この表を元にグラフを描く。

■ 効用関数(1財の場合)

 消費者は、財を消費することから満足度を得、その満足度が最大となるように行動することを学習した。いま、リンゴ(x)の消費からえられる効用(U)の関数型(効用関数:utility function)は以下のようであるとする。
するとデータは、以下の表のように書くことができる。
リンゴ(数量:x 効用(U)
0 0
1 1
2 1.414
3 ?
4 2
5 ?
6 ?
7 ?
8 ?

 □例題04-02:効用曲線の描画 難易度:★★ 目安時間:10分 ミクロ
 上記の表を完成させ、効用関数のグラフを描く。このグラフの形状からわかることを述べる。

■ 費用関数の描画

  生産者は、財を生産・販売して得られる利潤が最大となるように行動する。利潤(Profit)は、収入(Revenue)−費用(Cost)で表せることなどミクロ経済学で学習した通りである。ここで、費用と生産量の関係を表す費用関数(cost function)の例題を行なう。
 □例題04-03:費用関数の描画 難易度:★★★ 目安時間:40分 例題集
 例題データの牛の生産業者の生産と費用の表を完成させる。
  1. この表を完成させ、固定費用を示す。
  2. 生産量:0〜20頭の範囲この企業の総費用関数を示す。
  3. 生産量が1〜19頭の範囲で牛1頭あたりの限界費用・平均費用関数を描く。


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 ▼ 第05回 ミクロ経済学の例題実習(2)

■ 効用関数(2財の場合)

  リンゴ(x)とミカン(y)の消費の組み合わせ(x, y)から得られる効用(U)が次のような式(リンゴの数とミカンの数の積)で表せられるとする。
U = (x,y) = xy
以下の表は、効用を一定(U = 8)とした場合のリンゴ(x)とミカン(y)の組み合わせである。

リンゴ(数量) ミカン(数量) 効用(U)
1 8 8
2 4 8
3 ? 8
4 2 8
5 ? 8
6 ? 8
7 ? 8
8 ? 8

■ 無差別曲線

  上記の表のように効用を一定とした場合、リンゴとミカンの組み合わせをグラフで表した場合には、双曲線となる。この曲線を無差別曲線(indifference curve)と呼ぶ。
 □例題05-01:無差別曲線の描画 難易度:★★ 目安時間:10分 ミクロ
 上表を完成させ、無差別曲線を描く。また、効用が4と16のケースの無差別曲線を描く。効用が大きくなると曲線はどのようにシフトするかを考える。
  処理条件:縦軸・横軸の最大値を24に固定する。

■ 3Dグラフ

  3Dグラフを使うと3次元(3 dimension)の立体図としてグラフを描くことができる。また3Dグラフは、オブジェクトの端+(コーナー)をドラックすることで、さまざまな方向から眺めることができる。

■ 等高線

  3Dの等高線は、地図の等高線と同じ概念である。
 以下の表では、横軸・縦軸とそのデータの対応が示されている。表のdataが同値ならば、同じ高さとなる。
Excelの表イメージ
Yデータ:横軸
X




data data data data data data data data data
data data data data data data data data data
data data data data data data data data data

 □例題05-02:効用曲面の描画 難易度:★★★ 目安時間:40分 効用曲面
 3Dグラフの等高線を利用して以下の効用関数の3次元グラフ(効用曲面)を描く。

Ux10.3 x20.3

 上の式を利用して、2財(x1 x2)から得られる効用データとグラフを完成させる。完成したらグラフをさまざまな角度から眺めてみる。
効用曲面

 この図が完成後、ワープロにこの図を貼り付け、プリントアウトし、無差別曲線が図中のどの線に対応するかを考える。効用水準が1〜6の無差別曲線を図の中に赤ペンで示し、これを提出する。

 まず、第A列(縦2〜41)に0から0.5きざみで20までの値(第1財の数)をとり、第1行(横B〜AP)にも同じ幅で値(第2財の数)をとる。関数の式を1つのセル(B2)に書き込み(B2 :=($A2^0.3)*(B$1^0.3)と書く)、それを縦横に1600(40×40)個コピーする。【データの完成】

■ コブ・ダグラス型

  指数の値の和が1になるような関数型をコブ・ダグラス(Cobb-Douglas)型効用関数という。
 □例題05-03:コブ・ダグラス型効用曲面の描画 難易度:★★ 目安時間:40分 効用曲面
 上の例題で作成した効用曲面において指数の値を0.8と0.2とする場合の曲面を描く。例題05-02と比べて、どこが異なるかを考える。

last modified :2007.01.05