Ch 2 Consumer Choice Consumer Choice โข ๐ = 1, 2, โฆ . , L finite number of products ๐ฅ1 โข ๐ฅ = โฎ , commodity vector ๐ฅ๐ฟ โข Let Xโ โ๐ฟ , a subset of โ๐ฟ โ consumption set ๐1 โข ๐ = โฎ be the price vector the consumer faces ๐๐ฟ โข โ consumers are price takers (competitive buyers) โข โ assume ๐ โซ 0, i.e. ๐๐ , โ๐, the price for each commodity is positive. Budget set โข Budget set: โ the set of affordable consumption bundles โ ๐ต๐,๐ค = ๐ฅ โ โ๐ฟ+ โถ ๐๐ ๐ฅ โค ๐ค (๐๐ ๐ โ ๐ฅ โค ๐ค) , where ๐๐ = ๐1 โฆ ๐๐ฟ โข Remarks: ๐ฅ1 โ ๐๐ ๐ฅ = ๐1 โฆ ๐๐ฟ โฎ = ๐ฟ๐=1 ๐๐ ๐ฅ๐ ๐ฅ๐ฟ โ Walrasian or Competitive budget set Convexity โข Definition: The set ๐ โ โ๐ฟ is convex if for any ๐ฅ โ ๐ and ๐ฅโฒ โ ๐, we have ๐ฅ โฒโฒ = ๐ผ๐ฅ + 1 โ ๐ผ ๐ฅ โฒ โ ๐, such that x โฒโฒ is also in the set. xโโ x' x x xโโ x' Convex Budget Set โข โ ๐ต ๐,๐ค is a convex set. โข (proof:) โ let ๐ฅ, ๐ฅโฒ โ ๐ต ๐,๐ค โ By definition of ๐ต ๐,๐ค , ๐๐ ๐ฅ โค ๐ค & ๐๐ ๐ฅโฒ โค ๐ค โ let ๐ฅโฒโฒ = ๐ผ๐ฅ + 1 โ ๐ผ ๐ฅโฒ โ ๐๐ ๐ฅ โฒโฒ = ๐ผ๐๐ ๐ฅ + 1 โ ๐ผ ๐๐ ๐ฅโฒ โค ๐ค 2.E Demand function & comparative Statics โข ๐ฅ ๐, ๐ค : Walrasian demand correspondence โ The set of consumption bundles an individual consumer likes most given ๐, ๐ค . โ If single-valued โ demand function Homogeneous demand โข Definition: ๐ ๐ก, ๐ is homogeneous of degree k in ๐ก, if ๐ ๐ผ๐ก, ๐ = ๐ผ ๐ ๐ ๐ก, ๐ , โ๐ก, ๐ & ๐ผ > 0 โข Property: ๐ฅ ๐, ๐ค is homogeneous of degree 0 in ๐ & ๐ค; that is, ๐ฅ ๐ผ๐, ๐ผ๐ค = ๐ผ 0 ๐ฅ ๐, ๐ค = ๐ฅ ๐, ๐ค , โ๐, ๐ค & ๐ผ > 0 โ ๐ต๐,๐ค : ๐ฅ: ๐๐ ๐ฅ โค ๐ค โ ๐ต๐ผ๐,๐ผ๐ค : ๐ฅ: ๐ผ๐ ๐ ๐ฅ โค ๐ผ๐ค = ๐ฅ: ๐๐ ๐ฅ โค ๐ค = ๐ต๐,๐ค โ the budget set remains the same if p & w experience the same proportional change; โ ๐ฅ ๐ผ๐, ๐ผ๐ค = ๐ฅ ๐, ๐ค if ๐ฅ ๐, ๐ค depends only on the budget set. Walrasโ law โข Definition: ๐ฅ ๐, ๐ค satisfies the Walrasโ law if for every ๐ โซ 0 & ๐ค > 0, ๐๐ป ๐ = ๐ , โ๐ฅ โ ๐ฅ ๐, ๐ค . EXAMPLE โข ๐ฅ1 ๐, ๐ค = โข ๐ฅ2 ๐, ๐ค = โข ๐ฅ3 ๐, ๐ค = ๐2 ๐ค ๐1 +๐2 +๐3 ๐1 ๐3 ๐ค ๐1 +๐2 +๐3 ๐2 ๐ฝ๐1 ๐ค , ๐1 +๐2 +๐3 ๐3 ๐ฝโค1 โข ๐ฅ1 ๐ผ๐, ๐ผ๐ค = ๐ฅ1 ๐, ๐ค โข ๐ฅ2 ๐ผ๐, ๐ผ๐ค = ๐ฅ2 ๐, ๐ค โข ๐ฅ3 ๐ผ๐, ๐ผ๐ค = ๐ฅ3 ๐, ๐ค ,โ x(p,w) is h.d(0) ๐2 ๐ค ๐1 +๐2 +๐3 ๐1 ๐1 +๐2 +๐ฝ๐3 ๐ค ๐1 +๐2 +๐3 โข ๐๐ ๐ฅ = ๐1 + ๐2 ๐3 ๐ค ๐1 +๐2 +๐3 ๐2 โข x(p,w) satisfies W.L Iff ๐ฝ = 1 + ๐3 ๐ฝ๐1 ๐ค ๐1 +๐2 +๐3 ๐3 = Math front โข If ๐(๐ฅ): ๐ ๐ฟ โ ๐ , is a scalar function where ๐ฅ1 ๐ฅ= โฎ . ๐ฅ๐ฟ ๐๐(๐ฅ) โข ๐ป๐ ๐ฅ = ๐๐ฅ1 , โฎ ๐๐(๐ฅ) ๐๐ฅ๐ฟ the gradient vector. โข EX: ๐ข ๐ฅ = 3๐ฅ10.4 ๐ฅ20.3 ๐ฅ30.2 , โ ๐ป๐ข ๐ฅ = 1.2๐ฅ1โ0.6 ๐ฅ20.3 ๐ฅ30.2 0.9๐ฅ10.4 ๐ฅ2โ0.7 ๐ฅ30.2 0.6๐ฅ10.4 ๐ฅ20.3 ๐ฅ3โ0.8 โข EX: ๐ถ ๐ฅ = ๐ โ ๐ฅ ๐1 โ ๐ป๐ถ ๐ฅ = ๐2 ๐3 ๐1 (๐ฅ) โฎ : ๐ ๐ฟ โ ๐ ๐ , a โข ๐ผ๐ ๐ ๐ฅ = ๐๐ (๐ฅ) vector function. ๐ฅ1 (๐, ๐ค) โฎ โ EX: ๐ฅ ๐, ๐ค = : ๐ฅ๐ฟ (๐, ๐ค) ๐ฟ+1 ๐ฟ ๐ โ๐ ๐๐ฅ1 (๐, ๐ค) โฎ ๐๐ฅ๐ฟ (๐, ๐ค) ๐๐ฅ1 (๐,๐ค) โข ๐ท๐ฅ ๐(๐ฅ)= ๐๐1 (๐ฅ) โ โข EX: โข ๐ท๐ ๐ฅ ๐, ๐ค = ๐๐ฅ1 (๐, ๐ค) ๐๐1 โฏ โฎ โฑ ๐๐ฅ๐ฟ (๐, ๐ค) ๐๐1 โฏ ๐๐ฅ1 โฎ ๐๐๐ (๐ฅ) ๐๐ฅ1 โฏ โฑ โฏ ๐๐1 (๐ฅ) โข ๐ท๐ค ๐ฅ ๐, ๐ค = ๐๐ฅ๐ฟ โฎ ๐๐๐ (๐ฅ) ๐๐ฅ๐ฟ ๐๐ค โฎ ๐๐ฅ๐ฟ (๐,๐ค) ๐๐ค ๐๐๐ฟ ๐๐๐ฟ โข If ๐(๐ฅ): ๐ ๐ฟ โ ๐ , the Hessian matrix ๐ท2 ๐ ๐ฅ = ๐ท[๐ป๐ ๐ฅ ] โ EX: ๐ข ๐ฅ = 3๐ฅ10.4 ๐ฅ20.3 ๐ฅ30.2 1.2๐ฅ1โ0.6 ๐ฅ20.3 ๐ฅ30.2 โ ๐ป๐ข ๐ฅ = 0.9๐ฅ10.4 ๐ฅ2โ0.7 ๐ฅ30.2 0.6๐ฅ10.4 ๐ฅ20.3 ๐ฅ3โ0.8 โ ๐ท2 ๐ข ๐ฅ = ๐ท ๐ป๐ข ๐ฅ = โ0.72๐ฅ1โ1.6 ๐ฅ20.3 ๐ฅ30.2 0.36๐ฅ1โ0.6 ๐ฅ2โ0.7 ๐ฅ30.2 0.36๐ฅ1โ0.6 ๐ฅ2โ0.7 ๐ฅ30.2 โ0.63๐ฅ10.4 ๐ฅ2โ1.7 ๐ฅ30.2 0.24๐ฅ1โ0.6 ๐ฅ20.3 ๐ฅ3โ0.8 0.18๐ฅ10.4 ๐ฅ2โ0.7 ๐ฅ3โ0.8 0.24๐ฅ1โ0.6 ๐ฅ20.3 ๐ฅ3โ0.8 0.18๐ฅ10.4 ๐ฅ2โ0.7 ๐ฅ3โ0.8 โ0.48๐ฅ10.4 ๐ฅ20.3 ๐ฅ3โ1.8 Comparative statics of x(p, w) ๐ฅ1 (๐, ๐ค) โฎ โข If demand function ๐ฅ ๐, ๐ค = is differentiable ๐ฅ๐ฟ (๐, ๐ค) ๐๐ฅ1 ๐, ๐ค /๐๐ค โฎ โ ๐ท๐ค ๐ฅ ๐, ๐ค = , derivative matrix of ๐๐ฅ๐ฟ ๐, ๐ค /๐๐ค ๐ฟ×1 ๐ฅ ๐, ๐ค with respect to w, the individualโs income. โ ๐ท๐ ๐ฅ ๐, ๐ค = ๐๐ฅ1 ๐๐1 โฆ ๐๐ฅ1 ๐๐๐ฟ , derivative matrix of ๐ฅ ๐, ๐ค โฑ โฎ ๐๐ฅ๐ฟ ๐๐ฅ๐ฟ โฆ ๐๐1 ๐๐๐ฟ ๐ฟ×๐ฟ with respect to p, the price vector. โฎ โข Chain Rule โข Suppose ๐(๐ฅ): ๐ ๐ฟ โ ๐ ๐พ and ๐(๐ฅ): ๐ ๐พ โ ๐ ๐ are differentiable, and so is ๐(๐ ๐ฅ ). ๐ท๐ฅ ๐ ๐(๐ฅ) = ๐ท๐ ๐(๐ฅ )๐ท๐ ๐ฅ โ EX: ๐(๐ผ๐ฅ) โข ๐ท๐ผ ๐ ๐ผ๐ฅ =๐ท๐ผ๐ฅ ๐ ๐ผ๐ฅ ๐ฅ ๐ โ EX: let ๐ฆ = , ๐ฅ(๐ผ๐, ๐ผ๐ค)=๐ฅ ๐ผ๐ฆ , (Note ๐ฅ ๐ผ๐ฆ and ๐ฅ ๐ฆ ๐ค are of the same function, but evaluated at different value) โข ๐ท๐ผ ๐ฅ ๐ผ๐ฆ =๐ท๐ผ๐ฆ ๐ฅ ๐ผ๐ฆ ๐ฆ = ๐ท๐ผ๐ ๐ฅ(๐ผ๐, ๐ผ๐ค) ๐ท๐ผ๐ค ๐ฅ(๐ผ๐, ๐ผ๐ค) =๐ท๐ผ๐ ๐ฅ ๐ผ๐, ๐ผ๐ค ๐ + ๐ท๐ผ๐ค ๐ฅ ๐ผ๐, ๐ผ๐ค ๐ค ๐ ๐ค โข Product Rule โข Suppose ๐(๐ฅ): ๐ ๐ฟ โ ๐ with ๐ ๐ฅ = ๐ ๐ฅ โ โ ๐ฅ , where ๐ โ and โ โ are both vectors. โข ๐ท๐ ๐ฅ = ๐ ๐ฅ โ ๐ทโ ๐ฅ + โ ๐ฅ โ ๐ท๐ ๐ฅ โ EX: ๐ ๐ = ๐ โ ๐ฅ ๐, ๐ค โ ๐ท๐ ๐ = ๐ โ ๐ท๐ฅ ๐, ๐ค + ๐ฅ ๐, ๐ค โ ๐ท๐ =๐ โ ๐ท๐ฅ ๐, ๐ค + ๐ฅ ๐, ๐ค โ ๐ผ=๐ โ ๐ท๐ฅ ๐, ๐ค + ๐ฅ ๐, ๐ค Interchanging derivatives โข ๐ป๐ฅ ๐ ๐ฅ = ๐ท๐ฅ ๐(๐ฅ) ๐ if ๐(๐ฅ) is a real-valued function. If ๐(๐ฅ) is a vector-valued function, note that ๐ท๐ฅ ๐(๐ฅ) ๐ =๐ป๐ฅ [๐ ๐ฅ ๐ ] โข Chain Rule: ๐ โ ๐ป๐ฅ ๐ ๐(๐ฅ) = ๐ท๐ฅ ๐(๐(๐ฅ)) = ๐ท๐ ๐(๐)๐ท๐ฅ ๐(๐ฅ) ๐ ๐ ๐ท๐ฅ ๐(๐ฅ)) ๐ท๐ ๐(๐) =๐ป๐ฅ ๐ ๐ฅ ๐ป๐ ๐ ๐ โข Product Rule: โ ๐ป๐ฅ ๐ ๐ฅ ๐ ๐ ๐ฅ = ๐ป๐ฅ [๐ ๐ฅ ๐ ๐ ๐ฅ ]๐ = ๐ท๐ฅ [๐ ๐ฅ ๐ ๐ ๐ฅ ] ๐ = [๐ ๐ฅ ๐ ๐ท๐ฅ ๐ ๐ฅ + ๐ = Implication of Walrasโ law โข W. L. โ ๐ โ ๐ฅ ๐, ๐ค โก ๐ค, โข differentiating w.r.t. p โข ๐๐ป ๐ซ๐ ๐ ๐, ๐ + ๐๐ป ๐, ๐ ๐ฐ = ๐๐ป (2.E.5) โข ๐๐ฅ๐ ๐ฟ ๐=1 ๐๐ ๐๐ ๐ + ๐ฅ๐ = 0, for ๐ = 1, โฆ , ๐ฟ, โข Total expenditure cannot change in response to a change in prices (Cournot aggregation). (1) differentiate w.r.t. p โข ๐๐ ๐ท๐ ๐ฅ ๐, ๐ค + ๐ฅ ๐ ๐, ๐ค = 0 โข ๐1 ๐ฅ1 โข โ โฆ ๐๐ฟ ๐๐ฅ1 ๐๐1 โฎ ๐๐ฅ๐ฟ ๐๐1 โฆ โฑ โฆ โฆ ๐ฅ๐ฟ = 0 ๐๐ฅ๐ ๐ฟ ๐=1 ๐๐ ๐๐ ๐ + ๐ฅ๐ = 0 ๐๐ฅ1 ๐๐๐ฟ + โฎ ๐๐ฅ๐ฟ ๐๐๐ฟ โ ๐ = 1,2, โฆ , ๐ฟ Implication of Walrasโ law (2) differentiate w.r.t. w โข ๐ โ ๐ฅ ๐, ๐ค โก ๐ค, โ ๐๐ ๐ท๐ค ๐ฅ ๐, ๐ค + 0 = 1 โข ๐๐ป ๐ซ๐ ๐ ๐, ๐ = ๐, (2.E.7) โข ๐1 โฆ ๐๐ฟ ๐๐ฅ1 ๐,๐ค ๐๐ค โฎ ๐๐ฅ๐ฟ ๐,๐ค ๐๐ค =1โ ๐๐ฅ๐ ๐,๐ค ๐ฟ ๐=1 ๐๐ ๐๐ค =1 โข Engel aggregation, the total expenditure must change by an amount equal to any income change Property ๐ฅ ๐, ๐ค โ homogeneous of degree 0 โข โข โข โข ๐ฅ ๐ผ๐, ๐ผ๐ค โก ๐ฅ ๐, ๐ค Differentiate w.r.t. ๐ผ โ ๐ท๐ ๐ฅ ๐ผ๐, ๐ผ๐ค ๐ + ๐ท๐ค ๐ฅ ๐ผ๐, ๐ผ๐ค ๐ค = 0 Evaluate at ๐ผ = 1 โ ๐ซ๐ ๐ ๐, ๐ ๐ + ๐ซ๐ ๐ ๐, ๐ ๐ = ๐ (2.E.2) ๐๐ฅ1 ๐๐1 โข โฎ ๐๐ฅ๐ฟ ๐๐1 โฆ โฑ โฆ ๐๐ฅ1 ๐๐๐ฟ โฎ ๐๐ฅ๐ฟ ๐๐๐ฟ ๐ฟ×๐ฟ × ๐ฟ×1 โข ๐ฟ ๐๐ฅ๐ ๐=1 ๐๐ ๐๐ ๐ + ๐๐ฅ1 ๐๐ค ๐1 โฎ ๐๐ฟ + ๐๐ฅ๐ ๐ค ๐๐ค โฎ ๐๐ฅ๐ฟ ๐๐ค ๐ค=0 ๐ฟ×1 =0 โ๐ = 1,2, โฆ , ๐ฟ, (2.E.1) โข Price and wealth derivatives sum to zero when weighted by these prices and wealth. โข If ๐ฅ ๐, ๐ค is homogeneous of degree 0, then for all p, w โข ๐ท๐ ๐ฅ ๐, ๐ค ๐ + ๐ท๐ค ๐ฅ ๐, ๐ค ๐ค = 0 โข โข ๐๐ฅ๐ ๐ค ๐ฟ ๐๐ฅ๐ ๐๐ โ ๐=1 + =0 ๐๐๐ ๐ฅ๐ ๐๐ค ๐ฅ๐ ๐๐ฅ๐ /๐ฅ๐ ๐ฟ ๐๐ฅ๐ /๐ฅ๐ ๐=1 ๐๐ /๐ + ๐๐ค/๐ค = 0 ๐ ๐ โ ๐ฟ๐=1 ๐๐,๐ + ๐๐,๐ค = 0 โ๐ โ = 1,2, โฆ , ๐ฟ, Weak Axiom (WA) โข Definition: ๐ฅ ๐, ๐ค satisfies the Weak Axiom of revealed preference (WA) if the following holds for any ๐โฒ , ๐ค โฒ & ๐โฒโฒ , ๐ค โฒโฒ : โข Suppose ๐โฒ โ ๐ ๐โฒโฒ , ๐โฒโฒ โค ๐โฒ , ๐๐๐ ๐ ๐โฒ , ๐โฒ โ ๐ ๐โฒ โฒ, ๐โฒโฒ , then ๐โฒโฒ โ ๐ ๐โฒ , ๐โฒ > ๐โฒ. โข Suppose ๐ฅ ๐โฒ , ๐ค โฒ & ๐ฅ ๐โฒ โฒ, ๐ค โฒโฒ are both affordable under ๐โฒ , ๐ค โฒ , ๐๐ข๐ก ๐ฅ ๐โฒ , ๐ค โฒ is chosen, instead of ๐ฅ ๐โฒ โฒ, ๐ค โฒโฒ , then ๐ฅ ๐โฒ , ๐ค โฒ is not affordable under ๐โฒโฒ , ๐คโฒโฒ ; (If the consumer has a stable preference) ๐๐ โข Continuous on definition of WA โข If ๐โฒ โ ๐ฅ ๐โฒโฒ , ๐ค โฒโฒ โค ๐คโฒ then ๐โฒโฒ โ ๐ฅ ๐โฒ , ๐ค โฒ > ๐คโฒโฒ ๐โฒ โ ๐ฅ ๐โฒโฒ , ๐ค โฒโฒ โค ๐คโฒ โข โ โฒโฒ ๐ โ ๐ฅ ๐โฒ , ๐ค โฒ โค ๐คโฒโฒ will exist just one ๐(๐โฒโฒ , ๐โฒโฒ ) ๐(๐โฒ , ๐โฒ ) ๐๐ Property 2.F.1 โข Suppose ๐ฅ ๐, ๐ค is homogeneous of degree 0 & it satisfies Walrasโ Law, then ๐ฅ ๐, ๐ค satisfies WA if and only if the following holds: โข For any compensated price change from an initial situation ๐โฒ , ๐ค โฒ to ๐โฒโฒ , ๐ค โฒโฒ = ๐โฒโฒ , ๐โฒโฒ โ ๐ฅ ๐โฒ , ๐ค โฒ , we have โข ๐โฒโฒ โ ๐โฒ โ ๐ฅ ๐โฒโฒ , ๐ค โฒโฒ โ ๐ฅ ๐โฒ , ๐ค โฒ โค 0 โจ โ < 0 if ๐ฅ ๐โฒโฒ , ๐ค โฒโฒ โ ๐ฅ ๐โฒ , ๐ค โฒ โข Compensated Law of Demand, (CLD) โ ๐๐ด โ ๐ถ๐ฟ๐ท โ The (uncompensated) law of demand (ULD) is a stronger assumption!!! Proof 1. WA โโจ โ โ โ โ 2. ๐โฒโฒ โ ๐ฅ ๐โฒโฒ , ๐ค โฒโฒ โ ๐ฅ ๐โฒ , ๐ค โฒ โ ๐โฒ โ ๐ฅ ๐โฒโฒ , ๐ค โฒโฒ โ ๐ฅ ๐โฒ , ๐ค โฒ ๐โฒโฒ โ ๐ฅ ๐โฒโฒ , ๐ค โฒโฒ โ ๐โฒโฒ โ ๐ฅ ๐โฒ , ๐ค โฒ โ ๐โฒ โ ๐ฅ ๐โฒโฒ , ๐ค โฒโฒ + ๐โฒ โ ๐ฅ ๐โฒ , ๐ค โฒ < 0 Because ๐โฒโฒ โ ๐ฅ ๐โฒโฒ , ๐ค โฒโฒ = ๐โฒโฒ โ ๐ฅ ๐โฒ , ๐ค โฒ = ๐ค โฒโฒ by WL ๐โฒ โ ๐ฅ ๐โฒโฒ , ๐ค โฒโฒ โ ๐โฒ โ ๐ฅ ๐โฒ , ๐ค โฒ > 0 by WA โจโ WA โ First note WA holds for any change from (๐โฒ , ๐ค โฒ ) to (๐โฒโฒ , ๐ค โฒโฒ ) if and only if WA holds for any compensated price change from (๐โฒ , ๐ค โฒ ) to ๐โฒโฒ , ๐โฒโฒ โ ๐ฅ ๐โฒ , ๐ค โฒ , โ โ๐โฒ โ ๐ฅ ๐โฒโฒ , ๐ค โฒโฒ + ๐โฒ โ ๐ฅ ๐โฒ , ๐ค โฒ < 0 for a compensated price change ๐โฒโฒ โ ๐ฅ ๐โฒ , ๐ค โฒ = ๐ค โฒโฒ if ๐ฅ ๐โฒโฒ , ๐ค โฒโฒ โ ๐ฅ ๐โฒ , ๐ค โฒ โ ๐โฒ โ ๐ฅ ๐โฒโฒ , ๐ค โฒโฒ โค ๐โฒ โ ๐ฅ ๐โฒ , ๐ค โฒ = ๐ค โฒ if WA doesnโt hold โ It contradicts โจ by using ๐โฒโฒ โ ๐ฅ ๐โฒโฒ , ๐ค โฒโฒ = ๐โฒโฒ โ ๐ฅ ๐โฒ , ๐ค โฒ CLD: a differentiable version โข For ๐โฒ โ ๐โฒโฒ , ๐ค โฒโฒ = ๐โฒโฒ โ ๐ฅ ๐โฒ , ๐ค โฒ โข CLD โ ๐โฒโฒ โ ๐โฒ โ ๐ฅ ๐โฒโฒ , ๐ค โฒโฒ โ ๐ฅ ๐โฒ , ๐ค โฒ โค 0 โข For differentiable ๐ฅ ๐, ๐ค , and ๐๐ค = ๐ฅ ๐ ๐๐ โ ๐๐๐ ๐๐ฅ โค 0 โข ๐ฅ โก ๐ฅ ๐, ๐ค โข take a total differentiation โข ๐๐ฅ = ๐ท๐ ๐ฅ ๐, ๐ค ๐๐ + ๐ท๐ค ๐ฅ ๐, ๐ค ๐๐ค = ๐ท๐ ๐ฅ ๐, ๐ค ๐๐ + ๐ท๐ค ๐ฅ ๐, ๐ค ๐ฅ ๐ ๐๐ = ๐ท๐ ๐ฅ ๐, ๐ค + ๐ท๐ค ๐ฅ ๐, ๐ค ๐ฅ ๐ ๐๐ โข CLD (or WA) โ ๐๐๐ ๐ท๐ ๐ฅ ๐, ๐ค + ๐ท๐ค ๐ฅ ๐, ๐ค ๐ฅ ๐ ๐๐ โค 0 โข Let ๐ ๐, ๐ค = ๐ท๐ ๐ฅ ๐, ๐ค + ๐ท๐ค ๐ฅ ๐, ๐ค ๐ฅ ๐ , Slutsky (substitution) matrix ๐๐ฅ1 ๐๐1 โข ๐ โฎ ๐๐ฅ๐ฟ ๐๐1 โฆ โฑ โฆ ๐๐ฅ1 ๐๐๐ฟ ๐๐ฅ1 ๐๐ค โฎ โฎ ๐๐ฅ๐ฟ ๐๐๐ฟ + ๐ฅ1 โฆ ๐ฅ๐ฟ ๐๐ฅ๐ฟ ๐๐ค ๐ โข ๐๐๐ = ๐๐ฅ๐ ๐๐๐ + ๐๐ฅ๐ ๐ฅ ๐๐ค ๐ โข ๐ ๐, ๐ค : if WA (CLD) holds, โข โ ๐ ๐, ๐ค is negative semidefinite โข โ ๐๐๐ ๐, ๐ค โค 0 (๐11 < 0, ๐22 < 0, โฆ ) Remarks: โข ๐๐ฅ๐ ๐๐๐ + โ if ๐๐ฅ๐ ๐ฅ๐ ๐๐ค ๐๐ฅ๐ ๐๐๐ โค0 โฅ 0 (very unusual), then ๐๐ฅ๐ ๐๐ค โค0 โ if good ๐ is a Giffen good, then ๐ must be an inferior good โข โ ๐ ๐, ๐ค is symmetric for L = 2, but not for L โฅ 3 Property 2.F.3 โข Suppose ๐ฅ ๐, ๐ค is differentiable, homogeneous of degree 0 in ๐, ๐ค & it satisfies Walrasโ Law, then โข 1 ๐ ๐, ๐ค ๐ = 0 โข 2 ๐๐ ๐ ๐, ๐ค = 0 Proof โข (1) ๐ฅ ๐, ๐ค is homogeneous of degree 0 โข ๐ฅ ๐ผ๐, ๐ผ๐ค โก ๐ฅ ๐, ๐ค โข โ ๐ท๐ ๐ฅ ๐, ๐ค ๐ + ๐ท๐ค ๐ฅ ๐, ๐ค ๐ค = 0 (by Property 2.E.1) โข โด๐ ๐, ๐ค ๐ โข = ๐ท๐ ๐ฅ ๐, ๐ค + ๐ท๐ค ๐ฅ ๐, ๐ค ๐ฅ ๐ ๐ โข = ๐ท๐ ๐ฅ ๐, ๐ค ๐ + ๐ท๐ค ๐ฅ ๐, ๐ค ๐ฅ ๐ ๐ โข = โ๐ท๐ค ๐ฅ ๐, ๐ค ๐ค + ๐ท๐ค ๐ฅ ๐, ๐ค ๐ฅ ๐ ๐ = 0 โข Note ๐ ๐, ๐ค ๐ indeed is 2.E.2 if WL holds so that ๐๐ ๐ฅ ๐, ๐ค = ๐ค Proof Cont. โข โข โข โข โข โข โข โข (2) From WL, ๐๐ ๐ฅ ๐, ๐ค = ๐ค Taking differentiation w.r.t. p ๐๐ ๐ท๐ ๐ฅ ๐, ๐ค + ๐ฅ ๐ ๐, ๐ค = 0๐ (by Property 2.E.2) โด๐๐ ๐ ๐, ๐ค = ๐๐ ๐ท๐ ๐ฅ ๐, ๐ค + ๐๐ ๐ท๐ค ๐ฅ ๐, ๐ค ๐ฅ ๐ ๐, ๐ค = โ๐ฅ ๐ ๐, ๐ค + ๐๐ ๐ท๐ค ๐ฅ ๐, ๐ค ๐ฅ ๐ ๐, ๐ค Taking differentiation of ๐๐ ๐ฅ ๐, ๐ค = ๐ค w.r.t. w ๐๐ ๐ท๐ค ๐ฅ ๐, ๐ค = 1 โด๐๐ ๐ ๐, ๐ค = โ๐ฅ ๐ ๐, ๐ค + ๐ฅ ๐ ๐, ๐ค = 0 Note ๐๐ ๐ ๐, ๐ค is indeed a combination of 2.E.5 & 2.E.7
© Copyright 2026 Paperzz