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05 第五章 边际理论 .ppt

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本课件以农业生产函数为基础,先厘清总产品、平均产品与边际产品的概念与几何关系,再经生产弹性与三阶段理论确定资源合理投入区间,最后讲授单项变动资源、两项变动资源与两项产品配合条件下的三大边际原理及其应用。

第五章教学目的说明,要求理解边际平衡、替代与收益均等原理并掌握最佳投入确定方法
第五章章节目录,列出概述、单项变动资源利用、两项资源配置与两项产品配合四节
第一节概述目录,列出农业生产函数定义、研究假定条件与所要解决的问题
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第1页:第五章教学目的与要求

讲授本章要求是使同学正确认识农业生产投入变化的基本特征,正确理解边际平衡原理、边际替代原理、边际收益均等原理等内容,掌握确定生产资源投入最佳集约度、资源利用的最佳组合、多种产品生产的最佳配合比例的方法。

讲授本章要避免纯数学的表述和推导,着重于数学的经济含义及其应用的分析。

第2页:第五章章节目录

  • 第一节 概述
  • 第二节 单项变动资源的合理利用
  • 第三节 两项变动资源的合理配置
  • 第四节 两项产品的合理配合

第3页:第一节概述目录

  • 一、农业生产函数的定义
  • 二、农业生产函数研究的假定条件(应用时应注意的问题)
  • 三、农业生产函数研究解决的问题

第4页:农业生产函数的定义

在一定的生产技术条件下,一定时期内,某种产品的产出受到资源投入量的影响或制约,投入与产出之间存在着一种数量依存关系,这种关系往往通过一定函数加以表达,这种函数称为农业生产函数。

第5页:农业生产函数的一般形式

其函数式:Y=F(X)或 Y=F(X1,X2,…,XK,XK+1,…,XM,XM+1,…,XN)

X
投入;Y=产出;F=投入与产出之间的函数关系
X1,X2,…,XK
可控的、可变性大的资源
XK+1,…,XM
可控的、比较稳定经常不变的资源
XM+1,…,XN
难以控制的自然资源

列表法、图示法都是函数的表示方法。

第6页:生产函数研究的假定条件

  • 1.连续性:产出是投入的连续函数,资源可以无限细分
  • 2.纯质性:投入资源的质量规格、施用条件、方法相同,产品的质量相同
  • 3.完整性:反映生产全过程,保证生产周期的完整性
  • 4.一次性:计量的是一次性的、直接的经济效益,间接的再利用不加考虑
  • 5.条件性:时空条件性

第7页:生产函数研究解决的问题

  • 1.X—Y投入与产出:解决资源投入适合度问题
  • 2.X—X资源与资源:研究解决资源的最小成本组合问题
  • 3.Y—Y产品与产品:研究解决产品与产品的最佳配合比例问题

第8页:第二节单项变动资源目录

  • 一、边际产品、平均产品和总产品的概念
  • 二、边际产量与平均产量、边际产量与总产量的关系
  • 三、生产弹性及生产函数三阶段理论
  • 四、单项变动资源的合理利用
  • 五、有限资源的合理利用

第9页:总产品的概念

总产品是指在其他资源的配合下,变动资源各种投入水平所取得的产品总量,也叫物质产量,常用TPP表示(Total Physical Product),其函数式为:Y=F(X)。

第10页:平均产量的概念

平均产量是指在生产各种不同的投入数量下,单位投入资源所取得的产品产量(即以一定的资源投入量相对应的产品产量与该资源用量的比率)。

常用APP表示(Average Physical Product),即:APP=Y/X 或 APP=F(X)/X。

第11页:边际产品的概念

边际产品是指在一定的生产资源投入及产量水平上,增加一个单位资源投入量相应取得的农产品数量,即增加一个单位资源增加的产品产出量,常用MPP(Marginal Physical Product)表示。边际产量可以是正值,也可以是负值。

边际产量的计算公式:MPP=△Y/△X。

第12页:边际产量的几何意义

图中△X表示资源增量,△Y表示产品增量,反映在图形上就是两点连线的割线;当△X趋近0时,割线就趋近于某一点的切线。因此,精确的边际产量就是曲线上某点切线的斜率。

第13页:边际产出递增的总产量曲线

边际产出的不同决定了生产函数的类别。边际产出递增,总产量曲线呈下凹而上升的形态。

第14页:边际产出递减的总产量曲线

边际产出递减,总产量呈向上凸起而上升的形态。

第15页:边际产出为常数的总产量曲线

边际产出恒为一个常数,总产量呈直线型。

第16页:资源报酬为零和为负的情形

除以上三种情况外,还有资源报酬为零和为负的情况。为零表明在生产中无增量发生,一般在投入资源开始或到一定程度后,增加投入量产出增量等于零。

资源报酬率为负,随着资源投入量的增加,对产出不但不起作用反而起负作用,使总产量曲线下降。

第17页:总产量平均产量与边际产量曲线

本页以图形展示总产量TPP、平均产量APP与边际产量MPP三条曲线的走势及相互位置关系,源文件未提取到图中文字。

第18页:边际产量与总产量的关系

总产量的一阶导数就是边际产量,反映在图形中就是MPP与TPP的对应关系:边际产量为正时总产量上升,边际产量为零时总产量达到最大。

第19页:平均产量与边际产量的关系

APP=TPP/X,APP'=(TPP'X-TPP)/X2=(MPPX-TPP)/X2。

  • 当APP递增时,总有 MPPX-TPP>0,即 MPP>APP
  • 当APP递减时,即 APP'<0,则有 MPP<APP
  • 当APP最大时,即 APP'=0,则有 MPP=APP

第20页:边际产量与平均产量曲线图

本页以坐标图展示边际产量MPP与平均产量APP曲线的交叉关系,交点处平均产量达到最大,源文件未提取到图中文字。

第21页:生产弹性的概念

生产弹性是指产品产出变动率与资源投入变动率的比率,即 Ep=(△Y/Y)/(△X/X)。

依据生产弹性的大小可将生产函数划分为三个阶段。

第22页:生产函数的三阶段划分

本页以图形标示生产函数划分为三个阶段,并提出“将生产函数划分为三阶段,其目的何在”的问题,源文件未提取到图中文字。

第23页:三个阶段的特征与合理区间

  • 第I阶段——资源投入的相对不合理阶段:MPP由递增到递减,APP始终处于递增状态,资源投入量至少应达到第I阶段的末点或第II阶段的始点
  • 第III阶段——资源投入的绝对不合理阶段:随资源投入量增加产出反而减少
  • 第II阶段——资源投入的合理阶段。在第II阶段中哪一点是最佳投入点,还要依据资源的价格以及产品的价格来确定

第24页:利润函数与总产值函数

总产值函数
总产值=总产量×产品价格,TR=Y×PY
总成本函数
TC=VC+FC,V=PX×X
利润函数
R(x)=TR-TC=Y×PY-(VC+FC)=Y×PY-PX×X-FC

第25页:利润最大化的一阶条件

要使利润达最大,需满足利润函数对投入量的一阶导数等于零的条件,该极值条件式在原课件中以公式图示表现,源文件未提取到具体文字。

第26页:边际平衡原理

在资源报酬递减的情况下,在资源投入的合理阶段,当边际产品等于资源价格与产品价格比时,此时的资源投入量是最佳的,可获最大纯收益。

第27页:边际平衡原理的列表法

(三)边际平衡原理的应用:1、列表法。已知施用肥料与产量之间的关系如下表,据此求最佳投入量。

第28页:肥料与产量关系数据表

本页为施用肥料与产量之间的对应关系表(含总产量与边际产量列),源文件未提取到表中数值,建议对照原图补充。

源文件未提取到本页表格数值,未还原为真表格,待人工补录。

第29页:列表法求解与二阶条件检验

已知PX=4,PY=2,求最佳的投入量X。当资源X为6个单位和7个单位时,可以获得最大纯收益。若PX=10,PY=2,结果又怎样?

满足MPP=5的资源投入量有多种:X=1,X=6,但不能忘了边际平衡原理的前提条件——在资源报酬递减的情况下。等式只是利润最大的必要条件而非充要条件,因此要检验满足等式的Xi是否落入生产函数的第二阶段,只有落入第二阶段的Xi才是资源的最佳投入量。

第30页:边际平衡原理的图解法

本页以坐标图说明用图解法确定资源最佳投入量的方法,源文件未提取到图中文字。

第31页:边际平衡原理的微分法

3、微分法。例如,某地玉米生产函数中,y表示玉米亩产量,x表示复合肥亩投入量。Px=0.4元/公斤(复合肥价格),Py=1.2元/公斤(玉米价格)。根据边际平衡原理有:1.5243-0.0096x=0.4/1.2,解得 x=124(公斤)。

因此,化肥的最佳投入量应为每亩124公斤。

第32页:有限资源的合理利用

有限要素的合理利用是指对于一定量的限制要素应该如何分配于生产同一产品的不同技术单位,从而获得最大的收益。

[例]某农户现有100单位的磷肥,要把这有限的磷肥分配在两块土壤肥力不同的地块上生产小麦,每块地应各分配多少才能获得最大的经济效益?

第33页:磷肥分配方案的经济效益比较

通过试验得到小麦和磷肥的生产函数(表4-5)。如果磷肥的价格为0.4元,小麦的价格也是0.4元,由表4-5中的边际产量可知,A地块投入100单位为要素利用最佳状态,B地块投入40单位为要素利用最佳状态。

100单位磷肥三种分配方案的盈利比较
分配方案盈利(元)
全部投入A地块182.44
保证B地块最佳状态、其余分配给A地块398.44
两地块平均分配393.52

由此可见,要素分配方案不同导致盈利不同,需要寻求使盈利最大的分配条件。

第34页:第二节过渡页

本节标题页:第二节 单项变动资源的合理利用。源文件未提取到本页其他文字内容。

第35页:两项变动要素组合的三种情况

在农业生产中,以两种或两种以上变动要素生产一种产品时,其要素组合大体上有以下三种情况:

  • 1.各种要素以一定的比例投入生产,要素间不存在替代关系
  • 2.各种要素对产品的形成具有相同的作用,可以按固定的比例相互替代
  • 3.由于各种要素在生产中的作用不同,它们以不同的配合比例投入生产,其经济效益会发生不同的变化

前两种情况可以按一种要素的投入与产量的函数关系加以研究,因此要素的合理组合重点研究和分析第三种情况。

第36页:第三节目录

  • 一、生产曲面与等产量曲线
  • 二、要素边际替代率
  • 三、最低成本要素配合
  • 四、扩展线与盈利最大的要素配合

第37页:生产曲面

本页以三维图形展示生产曲面(图4-5),横轴为两种要素投入x1、x2,纵轴为产量Y,源文件未提取到图中文字。

第38页:生产曲面图示页

本页续以图形展示生产曲面与等产量曲线的关系,源文件未提取到图中文字。

第39页:等产量曲线

本页以坐标图展示等产量曲线,横轴x1、纵轴x2表示两种可变要素的投入组合,源文件未提取到图中文字。

第40页:等产量曲线的性质

等产量曲线代表在技术水平不变的条件下生产同一产量的两种生产要素投入量的各种不同组合的关系。离原点越近,等产量曲线代表的产量水平越低;离原点越远,等产量曲线代表的产量水平越高。

第41页:要素边际替代率

要素边际替代率是当产品数量不变时,要素间的增减比率,通常用MRS(Marginal Rate of Substitution)表示。

根据定义,每增加一单位x2要素,x1要素有一定的减少量;若x2的变化量趋于0,则要素边际替代率可写成微分形式。

第42页:要素边际替代率图示

本页以图形说明要素边际替代率的几何含义,源文件未提取到图中文字。

第43页:平均与精确边际替代率

  • 平均边际替代率反映两种要素在某一区间的替代比率,其几何意义为等产量曲线上某一段的平均斜率,如图中的AB、BC、CD线段
  • 精确边际替代率表示等产量曲线上某点的切线斜率

第44页:平均与精确替代率图示

本页以两幅图形分别展示精确边际替代率dx1/dx2(切线斜率)与平均边际替代率△x1/△x2(线段斜率),源文件未提取到图中文字。

第45页:平均边际替代率的计算

平均边际替代率可由要素的变化量直接求得,即△x1与△x2之比。

第46页:精确边际替代率的推导

精确边际替代率是两要素的边际产量之比。假设生产函数为 y=f(x1,x2),对该函数微分;当产量一定时,y为常数,写成y0,则可得两要素边际产量之比的表达式。

第47页:精确边际替代率公式

本页整理给出精确边际替代率的最终表达式,即两要素边际产量之比的负值,公式在原课件中以图示表现,源文件未提取到具体文字。

第48页:边际替代率算例

故当 y=105单位,x1=6单位,x2=3单位时,可据上式计算要素的边际替代率。

第49页:最低成本要素配合的成本函数

生产一定量的产品,有无数多种要素配合,生产成本也不相同。研究要素利用的经济效益,就是寻求在有限要素条件下的最低成本要素配合。

农业生产中的生产成本可以表示为:TC=Px1×x1+Px2×x2+TFC。式中TC为总成本,Px1、Px2分别为要素x1、x2的价格,TFC为固定成本。

第50页:最低成本与利润最大化

产量一定,也就是收益一定,只要成本为最低,利润就最高,也就是求TC的极值问题。

假设两资源的关系为 X1=g(X2),相互替代的两资源,一种资源增加使成本增加,另一种资源减少意味着成本减少;这样投入与投入的关系就形象地看成投入与产出的关系。

TC=Px1×x1+Px2×x2+TFC。

第51页:成本函数表达式

TC=Px1×x1+Px2×x2+TFC。

第52页:边际替代原理

边际替代原理:相互替代的两生产资源,在边际替代率递减的情况下,当两资源的边际替代率等于两资源的价格反比时,两资源配合的成本最低。

第53页:最低成本要素配合算例

[例]已知生产函数 y=18x1-x12+14x2-x22,要素单价Px1=2元,Px2=3元,要取得105单位的产量,两要素如何配合才能使成本最低?

解:因为 MPPx1=18-2x1,MPPx2=14-2x2,根据最低成本条件,将 y=105 及 x2=(3x1-13)/2 代入生产函数,解得 x1=6.2,x2=2.8。所以当产量为105单位时,要素x1=6.2、x2=2.8为最低成本组合,成本为20.8元。

第54页:最低成本组合的图解法

图解法:

  • 1.作等产量线
  • 2.过原点作直线L,其斜率为两要素价格之比的反比
  • 3.平移直线L,使之与等产量线相切,切点即是两资源的最小成本组合点

问题:所作的直线是否可称其为等成本线?两资源最小成本组合点即等产量线与等成本线相切的切点。

第55页:等成本线与切点

本页以坐标图展示等产量线与等成本线相切的最小成本组合点,源文件未提取到图中其余文字。

第56页:扩展线与等斜线

由于产量水平不同,可以得到无数条等产量曲线,等产量曲线上斜率相等点的连线称为等斜线,等斜线的斜率为 dx1/dx2。如果将最低成本点连成一线,则这条线称为扩展线,扩展线是等斜线的特例。扩展线上任何一点都表示在某一产量水平下的要素投入最低成本组合,因此当产量水平不同时,合理的要素配合应沿着扩展线发展。

当等斜线的斜率为零或为无穷大的等斜线称为脊线,水平脊线和垂直脊线之间的要素替代范围为合理的替代范围。

第57页:扩展线图示

本页以坐标图展示扩展线的位置及其与各等产量曲线最低成本点的连接关系,源文件未提取到图中文字。

第58页:盈利最大的要素配合

沿着扩展线我们可以知道不同产量下的两资源最小成本组合点,但哪一点可获最大纯收益,这是两资源的投入与产出之间的关系。设利润函数如下,据此可求盈利最大的要素配合。

第59页:盈利最大要素配合图示

本页以公式与图形说明盈利最大的要素配合条件,源文件未提取到具体文字。

第60页:盈利最大要素配合算例

[例]设生产函数为 y=18x1-x12+14x2-x22,已知Py=5元,Px1=2元,Px2=3元,计算获得最大盈利的要素配合。

解:依据最大盈利条件,即 Py×(18-2x1)=Px1,Py×(14-2x2)=Px2,求得 x1=8.8,x2=6.7,在此要素配合上的产量水平为129.87。

第61页:多种产品的要素配置

多种要素与多种产品之间的关系要比单项产品和单项要素复杂得多,但是其基本原理完全相同,即尽可能地满足边际产值等于边际成本及其变化形式。

单项变动要素生产多种产品时,最大盈利原则为各产品边际产值等于要素价格。

第62页:多要素多产品的盈利原则

多项变动要素生产多项产品时的最大盈利原则由各项产品对各项投入的边际产值相等条件给出。

式中:(MVPxi)yj 表示第j项产品对第i项投入的边际产值。

第63页:第四节两项产品合理配合目录

  • 一、两种产品之间的关系
  • 二、生产可能性曲线
  • 三、产品的边际替换率
  • 四、产品的合理组合

第64页:两种产品之间的关系

本页为第四节第一目“一、两种产品之间的关系”的标题页,具体关系类型在后续页展开。

第65页:互竞互助与互补关系

  • 互竞关系
  • 互助关系
  • 互补关系

本页以坐标图(y1、y2两产品产量轴)标示A、B、C、D各段所对应的产品关系类型。

第66页:生产可能性曲线

生产可能性是指以一定量要素用于两种产品生产时,由于对要素进行各种不同的分配,使得两产品的产量有多种可能配合,这些可能的配合即为生产的可能性。将不同的产量配合绘制成一条曲线,即为生产可能性曲线。

生产可能性曲线又称等要素线,因为这一条线上的任何一种产品组合所需要的要素都是既定的。如果投入要素的总量越大,生产可能性曲线离原点越远;反之,离原点越近。

第67页:产品的边际替换率标题页

本页为第三目“三、产品的边际替换率”的标题页,计算公式与图示在后续页展开。

第68页:平均与精确产品边际替换率

  • 平均产品边际替换率:以△y1/△y2表示,几何意义为生产可能性曲线上某一段的斜率
  • 精确产品边际替换率:以dy1/dy2表示,是指生产可能性曲线上任意一点切线的斜率

第69页:边际收益均等原理

(一)边际收益均等原理:在技术要素数量既定的条件下,要确定收益最高的产品配合,需要依据边际收益均等原理。边际收益均等原理指单位要素所得到的边际收益相等时,总收益最大。

第70页:边际收益均等原理的应用方法

(二)边际收益均等原理的应用:

  • 1.列表法
  • 2.图解法
  • 3.代数法

第71页:产品配合的列表法

本页以列表法确定两产品的最佳配合,所用数据表在原课件中以表格呈现,源文件未提取到表中数值。

源文件未提取到本页表格数值,未还原为真表格,待人工补录。

第72页:产品配合的图解法

本页以坐标图(Y1、Y2两产品收益轴)说明用图解法确定收益最大的产品配合,源文件未提取到图中文字。

第73页:产品配合的代数法一

3.代数法:根据两产品的生产函数,在已知两产品价格的条件下,直接计算求出收益最大的产品组合方案。

设有投入要素30kg用于y1和y2的生产,即 xy1+xy2=30,两产品的生产函数为:y1=3558.5+89.15xy1-2.19x,y2=3591.0+58.70xy2-1.12x。当Py1=0.2元、Py2=0.08元时,求最大收益的产品配合及技术要素投入量。

解:依据边际收益均等原理,最大收益时必须满足 Py1(dy1/dxy1)=-Py2(dy2/dxy2)。

第74页:产品配合的代数法二

由 Py1(dy1/dxy1)=-Py2(dy2/dxy2),即 0.2×(89.15-4.38xy1)=-0.08×(-58.7+2.24xy2),求得:xy1=17.85(kg),xy2=12.42(kg)。

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