Bruk av Quasiconcave Utility Functions in Economics

"Quasiconcave" er et matematisk konsept som har flere anvendelser innen økonomi. For å forstå betydningen av begrepets anvendelser i økonomi, er det nyttig å begynne med en kort vurdering av opprinnelsen og betydningen av begrepet i matematikk.

Origins of the Term

Begrepet "quasiconcave" ble introdusert på begynnelsen av 1900-tallet i arbeidet med John von Neumann, Werner Fenchel og Bruno de Finetti, alle fremtredende matematikere med interesse for både teoretisk og anvendt matematikk. Deres forskning innen felt som sannsynlighetsteori, spillteori og topologi til slutt la grunnlaget for et uavhengig forskningsfelt kjent som "generalisert konveksitet." Mens uttrykket "quasiconcave: har applikasjoner på mange områder, gjelder også økonomi, har sitt utspring i feltet generalisert konveksitet som et topologisk begrep.

Definisjon av topologi

Wayne State Mathematics Professor Robert Bruners korte og leselige forklaring på topologi begynner med forståelsen av at topologi er en spesiell form for

instagram viewer
geometri. Det som skiller topologi fra andre geometriske studier er at topologi behandler geometriske figurer som værende hovedsakelig ("topologisk") ekvivalent hvis du ved å bøye, vri og på annen måte forvrenge dem du kan gjøre en til den andre.

Dette høres litt rart ut, men tenk at hvis du tar en sirkel og begynner å klemme fra fire retninger, kan du produsere en firkant med forsiktig klemme. Dermed er en firkant og en sirkel topologisk ekvivalent. På samme måte, hvis du bøyer den ene siden av en trekant til du har opprettet et annet hjørne et sted langs den siden, med mer bøying, skyving og trekking, kan du gjøre en trekant til et kvadrat. Igjen er en trekant og en firkant topologisk ekvivalent.

Quasiconcave som en topologisk eiendom

Quasiconcave er en topologisk egenskap som inkluderer konkavitet. Hvis du tegner en matematisk funksjon og grafen ser mer eller mindre ut som en dårlig laget skål med noen få støt i den, men har fremdeles en depresjon i sentrum og to ender som vipper oppover, det vil si en quasiconcave-funksjon.

Det viser seg at en konkav funksjon bare er et spesifikt eksempel på en kvasikonavekselfunksjon - en uten ujevnheter. Fra en lekmanns perspektiv (en matematiker har en strengere måte å uttrykke det på), en quasiconcave-funksjon inkluderer alle konkave funksjoner og også alle funksjoner som generelt er konkave, men som kan ha seksjoner som faktisk er konveks. Igjen, sett en dårlig laget skål med noen få støt og fremspring i den.

Bruksområder i økonomi

En måte å matematisk representere forbrukerpreferanser (så vel som mange andre atferd) er med a nyttefunksjon. Hvis for eksempel forbrukere foretrekker god A fremfor god B, uttrykker verktøyfunksjonen U denne preferansen som:

U (A)> U (B)

Hvis du tegner ut denne funksjonen for et sett med forbrukere og varer i den virkelige verden, kan det hende at grafen ser ut som en skål - snarere enn en rett linje, det er en sag i midten. Denne saga representerer generelt forbrukernes aversjon mot risiko. Igjen, i den virkelige verden er ikke denne motviljen konsistent: grafen over forbrukerpreferanser ser litt ut som en ufullkommen skål, en med et antall støt i seg. I stedet for å være konkave, er det da generelt konkav, men ikke perfekt, på hvert punkt i grafen, som kan ha mindre seksjoner av konveksitet.

Med andre ord er vårt eksempel på grafen over forbrukerpreferanser (omtrent som mange eksempler i den virkelige verden) quasiconcave. De forteller alle som ønsker å vite mer om forbrukeratferd - økonomer og selskaper som selger forbruksvarer, for eksempel - hvor og hvordan kundene reagerer på endringer i gode beløp eller kostnader.

instagram story viewer