einfuehrung_in_die_mikrooekonomie/A_konsumtheorie/AC_nutzenmaximierung.tex

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\chapter{Nutzenmaximierung}

Die Analyse der Nutzenmaximierung stellt das Kernstück der Haushaltstheorie dar. In diesem Kapitel wird untersucht, wie Konsumenten ihre Entscheidungen treffen, indem sie ihre Präferenzen und ihre Budgetbeschränkungen miteinander kombinieren. Während Präferenzen bestimmen, was ein Individuum wünscht, legt das Budget fest, was tatsächlich realisierbar ist. Die Nutzentheorie dient dabei als mathematisches Instrument, um diese Präferenzen konsistent darzustellen und die optimale Wahl als ein Optimierungsproblem unter Nebenbedingungen zu formulieren. Ein zentraler Aspekt ist dabei der Übergang von der historischen Vorstellung des Nutzens als psychologisches Glücksmaß hin zu einem modernen, ordinalen Konzept, bei dem lediglich die Rangfolge von Güterbündeln entscheidend ist.

\section{Der Begriff des Nutzens und seine Messung}

In der modernen Mikroökonomik wird Nutzen primär als eine Methode zur Beschreibung von Präferenzen verstanden. Es wird nicht versucht, das absolute Ausmaß an Zufriedenheit zu messen, sondern die relative Erwünschtheit von Güterbündeln.

\dfn{Nutzenfunktion}{Eine Nutzenfunktion ist eine Vorschrift, die jedem möglichen Güterkorb eine reelle Zahl zuordnet, wobei bevorzugten Körben höhere Zahlen zugewiesen werden als weniger erwünschten.}

Ein wichtiger Unterschied besteht zwischen kardinalem und ordinalem Nutzen. Während die kardinale Theorie davon ausgeht, dass die Größe der Nutzendifferenz zwischen zwei Bündeln eine eigenständige Bedeutung hat, arbeitet die mikroökonomische Standardtheorie ausschließlich mit dem ordinalen Nutzen. Hierbei ist nur die Information relevant, ob ein Bündel besser, schlechter oder gleichwertig im Vergleich zu einem anderen ist.

\thm{Monotone Transformation}{Eine monotone Transformation ist eine Funktion, die eine Menge von Zahlen so in eine andere umwandelt, dass die ursprüngliche Rangfolge erhalten bleibt. Jede monotone Transformation einer Nutzenfunktion stellt dieselben Präferenzen dar wie die ursprüngliche Funktion.}

\nt{Die Eigenschaft der ordinalen Messbarkeit impliziert, dass es keine eindeutige Nutzenfunktion gibt. Solange die Ordnung der Präferenzen gewahrt bleibt, sind unendlich viele mathematische Darstellungen desselben Verhaltens zulässig.}

Obwohl der Nutzen oft als subjektiv kritisiert wird, versuchen neuere Studien, Zusammenhänge zwischen messbarem Wohlstand, Glück und ökonomischem Nutzen herzustellen. Dabei zeigt sich oft eine Korrelation zwischen Bildungsstand, Einkommen und der allgemeinen Lebenszufriedenheit, wobei kurzfristige Euphorie von langfristiger Grundstimmung unterschieden werden kann.

\section{Spezielle Nutzenfunktionen und ihre Eigenschaften}

Je nach Art der Güter und der Beziehung zwischen ihnen nehmen Nutzenfunktionen unterschiedliche Formen an. Diese Funktionen bestimmen die Form der Indifferenzkurven im Güterraum.

\subsection{Perfekte Substitute und Komplemente}

Wenn ein Konsument bereit ist, ein Gut in einem konstanten Verhältnis gegen ein anderes zu tauschen, spricht man von perfekten Substituten. Die Indifferenzkurven sind in diesem Fall Geraden mit einer konstanten Steigung.

\dfn{Nutzenfunktion für perfekte Substitute}{Diese hat die allgemeine Form $u(x_1, x_2) = ax_1 + bx_2$, wobei $a$ und $b$ den relativen Wert der Güter für den Konsumenten angeben.}

Bei perfekten Komplementen hingegen werden Güter immer in einem festen Verhältnis gemeinsam konsumiert, wie etwa linke und rechte Schuhe. Zusätzliche Einheiten eines einzelnen Gutes ohne das entsprechende Gegenstück erhöhen den Nutzen nicht.

\dfn{Nutzenfunktion für perfekte Komplemente}{Die mathematische Darstellung erfolgt über die Minimum-Funktion: $u(x_1, x_2) = \min\{ax_1, bx_2\}$.}

\subsection{Cobb-Douglas-Präferenzen}

Die Cobb-Douglas-Nutzenfunktion ist das Standardbeispiel für „normale“ Präferenzen, bei denen die Indifferenzkurven glatt und zum Ursprung hin konvex verlaufen.

\dfn{Cobb-Douglas-Nutzenfunktion}{Jede Funktion der Form $u(x_1, x_2) = x_1^c x_2^d$ mit positiven Exponenten $c$ und $d$ wird als Cobb-Douglas-Funktion bezeichnet.}

\nt{Durch eine monotone Transformation (Logarithmierung) lässt sich eine Cobb-Douglas-Funktion oft einfacher handhaben: $\ln u = c \ln x_1 + d \ln x_2$. Zudem kann man die Exponenten so normieren, dass ihre Summe 1 ergibt, was die Interpretation als Budgetanteile erleichtert.}

\subsection{Quasilineare Präferenzen}

Diese liegen vor, wenn der Nutzen einer Konsumentin linear in einem Gut (oft Geld für andere Güter), aber potenziell nicht-linear im anderen Gut ist. Jede Indifferenzkurve ist hierbei eine vertikal verschobene Kopie der anderen.

\section{Grenznutzen und die Grenzrate der Substitution}

Der Grenznutzen (Marginal Utility, MU) beschreibt die Änderung des Gesamtnutzens bei einer geringfügigen Erhöhung des Konsums eines bestimmten Gutes, während der Konsum aller anderen Güter konstant gehalten wird.

\thm{Zusammenhang zwischen Grenznutzen und MRS}{Die Grenzrate der Substitution (MRS), welche die Steigung der Indifferenzkurve darstellt, entspricht dem negativen Verhältnis der Grenznutzen der beiden Güter: $MRS = -\frac{MU_1}{MU_2}$.}

\nt{Obwohl der Grenznutzen selbst von der speziellen Wahl der Nutzenfunktion abhängt (und somit nicht eindeutig ist), ist das Verhältnis der Grenznutzen (die MRS) unabhängig von monotonen Transformationen und damit eine beobachtbare Größe des Konsumentenverhaltens.}

\section{Das Problem der Nutzenmaximierung}

Das Ziel des Konsumenten ist es, das für ihn beste Güterbündel zu wählen, das innerhalb seiner Budgetbeschränkung liegt. Graphisch bedeutet dies, den Punkt auf der Budgetgeraden zu finden, der die höchste erreichbare Indifferenzkurve berührt.

\subsection{Die Optimalitätsbedingung}

Im Falle einer inneren Lösung (bei der von beiden Gütern positive Mengen konsumiert werden) und glatten Präferenzen muss im Optimum die Steigung der Indifferenzkurve der Steigung der Budgetgeraden entsprechen.

\thm{Optimale Entscheidung}{Die notwendige Bedingung für ein Nutzenmaximum bei Wettbewerbspreisen lautet: $|MRS| = \frac{p_1}{p_2}$. Dies bedeutet, dass die individuelle Grenzbewertung der Güter dem kollektiven Tauschverhältnis am Markt entsprechen muss.}

In diesem Gleichgewicht ist die marginale Zahlungsbereitschaft des Konsumenten für ein Gut genau gleich seinem Marktpreis. Interessanterweise müssen im Gleichgewicht alle Konsumenten, die dieselben Marktpreise wahrnehmen, die gleiche Grenzrate der Substitution aufweisen, unabhängig von ihrem Einkommen oder ihren individuellen Vorlieben.

\nt{Bei perfekten Substituten treten oft Randoptima auf, bei denen der Konsument sein gesamtes Budget für das Gut mit dem günstigeren Preis-Leistungs-Verhältnis ausgibt. Bei perfekten Komplementen liegt das Optimum immer im „Knick“ der Indifferenzkurve, wo die Güter im richtigen Verhältnis zueinander stehen.}

\section{Mathematische Analyse und Nachfragefunktionen}

Zur expliziten Lösung des Nutzenmaximierungsproblems wird häufig die Lagrange-Methode verwendet. Hierbei wird eine Hilfsfunktion aufgestellt, die den Nutzen unter der Nebenbedingung des Budgets maximiert.

\dfn{Nachfragefunktion}{Die Nachfragefunktionen $x_1(p_1, p_2, m)$ und $x_2(p_1, p_2, m)$ geben die optimalen Mengen der Güter in Abhängigkeit von Preisen und Einkommen an.}

Für Cobb-Douglas-Präferenzen ergibt die Maximierung, dass ein Konsument immer einen konstanten Anteil seines Einkommens für jedes Gut ausgibt, unabhängig von den Preisen. Dieser Anteil entspricht genau dem Verhältnis der Exponenten in der Nutzenfunktion.

\thm{Implikationen der MRS-Bedingung}{Da Preise die marginale Bewertung widerspiegeln, können sie zur Bewertung politischer Maßnahmen oder Erfindungen herangezogen werden. Eine Innovation ist nur dann profitabel, wenn sie es ermöglicht, Güter zu geringeren Kosten zu produzieren, als die Konsumenten marginal dafür zu zahlen bereit sind.}

Schließlich lässt sich durch die Beobachtung tatsächlicher Konsumentscheidungen die zugrunde liegende Nutzenfunktion schätzen. Ein praktisches Beispiel hierfür ist die Schätzung von Nutzenfunktionen im Transportwesen, um die Zeitersparnis durch öffentliche Verkehrsmittel monetär zu bewerten.