所得 $Y=1$ を得る消費者の効用関数が $U(c_1, c_2) = 0.7 \ln c_1 + 0.3 \ln c_2$ で与えられているとき、効用最大化問題 $$\max_{c_1, c_2, s} U(c_1, c_2)$$ $$s.t. \quad Y = c_1 + s, \quad c_2 = (1+r)s$$ を解き、現在の消費 $c_1$ がいくらになるかを求める問題です。

応用数学最適化効用最大化微分経済学
2025/7/30

1. 問題の内容

所得 Y=1Y=1 を得る消費者の効用関数が U(c1,c2)=0.7lnc1+0.3lnc2U(c_1, c_2) = 0.7 \ln c_1 + 0.3 \ln c_2 で与えられているとき、効用最大化問題
maxc1,c2,sU(c1,c2)\max_{c_1, c_2, s} U(c_1, c_2)
s.t.Y=c1+s,c2=(1+r)ss.t. \quad Y = c_1 + s, \quad c_2 = (1+r)s
を解き、現在の消費 c1c_1 がいくらになるかを求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、制約条件 Y=1Y=1 を代入して、
1=c1+s1 = c_1 + s より s=1c1s = 1 - c_1 となる。
これを c2=(1+r)sc_2 = (1+r)s に代入すると、
c2=(1+r)(1c1)c_2 = (1+r)(1 - c_1) となる。
これを効用関数に代入すると、
U(c1,c2)=0.7lnc1+0.3ln((1+r)(1c1))U(c_1, c_2) = 0.7 \ln c_1 + 0.3 \ln ((1+r)(1 - c_1)) となる。
これを c1c_1 で微分して0とおく。
dUdc1=0.7c1+0.31c1(1)=0\frac{dU}{dc_1} = \frac{0.7}{c_1} + \frac{0.3}{1 - c_1} (-1) = 0
0.7c1=0.31c1\frac{0.7}{c_1} = \frac{0.3}{1 - c_1}
0.7(1c1)=0.3c10.7(1 - c_1) = 0.3 c_1
0.70.7c1=0.3c10.7 - 0.7 c_1 = 0.3 c_1
0.7=c10.7 = c_1
したがって、最適な c1c_10.70.7 となる。

3. 最終的な答え

現在の消費 c1c_10.70.7 となります。

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