成本函式

成本函式

成本函式(cost function)指在技術水平要素價格不變的條件下,成本與產出之間的相互關係。成本理論主要分析成本函式。成本函式和成本方程不同,成本函式說的是成本和產量之間的關係,成本方程說的是成本等於投入要素價格的總和,如果投入的是勞動L和資本K,其價格為PL和PK,則成本方程是C=L·PL+K·PK,成本方程是一個恆等式,而成本函式則是一個變數為產量的函式式。

在統計學中,成本函式(cost function)通常被稱為損失函式(loss function)。

基本介紹

長短期,簡介,性質,生產函式,成本曲線,具體實例,對應關係,

長短期

簡介

用表格表示長短期成本函式的基本情況:
模型
MINC=(W1X1+W2X2)
s.t.f(X1,X2)=y
MINC=(W1X1+W2X2)
s.t.f(X1,X2)=yX2=X2
W1,W2,Y
W1,W2,Y,X
X1*,X2*,c*
X1*,c*
條件要素需求函式
X1=X1(W1,W2,Y)
X2=X2(W1,W2,Y)
X1=X1(W1,W2,Y,X)
X2=X2(W1,W2,Y,X)
成本函式
C(W1,W2,Y)
C(W1,W2,Y,X)
成本函式成本函式

性質

從模型的描述和比較W1,W2,很容易得到一些關於長期成本函式短期成本函式關係
性質1:給定要素價格,對任意的產量y,和任意的固定要素量X2,一定有C(W1,W2,Y))≤C(W1,W2,Y,X)。
證明:因為短期成本函式模型相對與長期成本函式的模型,所有條件都一樣,只是增加了一條約束條件。所以短期成本函式模型中的可行域小於長期成本函式模型的可行域,從而前者的最小目標函式值不可能比後者的最小目標函式值值更小。而模型最小目標函式值正是成本函式值。
說明:這條性質說明,長期成本曲線在任意一條短期成本曲線的下方。
性質2:給定要素價格W1,W2,對任意的產量y,存在某個固定要素量X2,使得C(W1,W2,Y)=C(W1,W2,Y,X)。
成本函式成本函式
證明:事實上,取*x2=x2=x2(w1,w2,y),則從預算約束的成立,可以推知,一定有x(w1,w2,y,x)=x(w1,w2,y),從而:C(w1,w2,y)=w1x1(w1,w2,y)+w2x2*=wx1(w,w,y,x*)+w2x2*=C(w1,w2,y,x*)。
說明:這條性質說的是,長期成本上的任意一點,都有一條短期成本線可以達到它。
性質3:給定要素價格W1,W2,對任意的產量y,由性質2知道存在某個固定要素量X2,使得C(w1,w2,y)=C(w1,w2,y,x)。那么對於任意的y′≠y,一定有1:C(w1,w2,y′)
證明:因為在y′下,要素x1=x1(w1,w2y′),x2=x2(w1,w2,y′)是最優選擇,所以對任意能生產出y′的其他要素組合x1′,x2′,一定有:w1x1(w1,w2,y′)+w2x2(w1,w2,y′)
說明:這條性質說的是,對於長期成本上的任一點,有一條短期成本曲線可以達到它。但是這條短期成本曲線在其他產量水平下,都是高於長期成本曲線的。這也就是說,在長期成本的任一點,不僅有一條短期成本曲線達到它,並且是以和它相切的方式達到。
成本函式成本函式
性質1,2描述的一般性曲線關係,就叫做“包絡”關係。說白了,就是包絡線在下面,包住了所有曲線,並且包絡線的每一點,要能被曲線族中的某一條曲線取到。上述是成本曲線的關係平均成本曲線就是在所有等式不等式兩邊同除以y,所有性質還是成立的。於是,長期平均成本一樣是短期平均成本的包絡線。

生產函式

短期成本函式反映了在技術、規模、要素價格給定條件下,最低成本隨著產量變動而變動的一般規律。技術水平是通過生產函式來刻劃的。因此,成本函式和生產函式之間存在著非常密切的關係。若給定生產函式和要素價格,就可以推導出成本函式。

成本曲線

成本與產量之間關係函式圖象表示。從長期來看,企業的成本耗費無論是數量上或是利用率上都是處於變化之中的,企業生產每一數量產品的最低成本就是長期總成本長期總成本曲線就是長期總成本函式的圖象表示:
成本函式成本函式
長期總成本曲線的陡峭程度完全取決於生產函式和生產要素的價格。此曲線表現出這樣幾項特點:其一,成本和產量有直接關係,從上圖中可以看出曲線有正科率,它表明產量增加,總成本就會增加,說明資源是有限的。其二,LRTC曲線先以一逐漸遞減的比率,然後再以一個逐漸遞增的比率上升,從上可以看出X產量的增量是相對的,而C成本的增量先是遞減,然後是遞增,即X1X2=X2X3時,但C1C2>C2C3,相反,當X4X5=X5X6jf,C4C5>C5C6。
短期來看,企業耗費的成本有一總值是固定的,如廠房設備折舊費等,有一部分則是變化的,如原材料人工費等。所以,產品的短期總成本總是等於固定總成本與總變動成本之和,短期總成本曲線就是短期總成本函式的圖象表示。

具體實例

下面是一個具體的例子。
設:生產函式
成本函式成本函式
約束函式:
則要素邊際產量:
最低成本要素投入組合的必要條件
由此得到要素最佳投入比例:
分別將(3)、(4)代人生產函式(1)得:
將(5)代人約束函式(2)得:
就是(6)
(6)就是得到的成本函式。該成本函式的邊際成本平均成本都是常數,不具有典型形態。

對應關係

經濟分析中的成本曲線和生產曲線具有非常工整的對應關係
1、總產量曲線和總成本曲線:
隨著變動要素投入量的增加,總產量先遞增地增加,然後遞減地增加。與此對應,隨著產量的增加,總成本先遞減地增加,然後遞增地增加。
2、邊際產量曲線與邊際成本曲線:
成本函式成本函式
隨著勞動投人量的增加,邊際產量先提高,後下降。與此對應,隨著產量的增加,邊際成本先下降,後提高。使邊際產量最大的變動要素投入量,對應於邊際成本最低的產量。
3、平均產量曲線與平均變動成本曲線:
隨著勞動投入的增加,平均產量先提高,後下降。與此對應,隨著產量的增加,平均變動成本先下降,後上升。使平均產量最大的變動要素投入量,對應於平均變動成本最低的產量

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