2022 Трилемма едока
9–11 кл. · 30 баллов Юрист Савва зарабатывает $w$ рублей в час (за полчаса $w/2$ рублей, за 10 минут $w/6$ рублей и т.д.). Савва должен решить, как организовать своё питание. Есть три варианта:
1: ходить в магазин за продуктами и готовить еду самому;
2: заказывать в интернете продукты с доставкой и готовить еду самому;
3: заказывать в интернете готовую еду с доставкой.
Стоимость продуктов на один приём пищи как в магазине, так и в интернете (без учёта доставки) составляет 600 руб. Стоимость готовой еды при заказе в интернете — 1200 руб. без учёта доставки. Стоимость доставки продуктов или готовой еды — 500 руб. Поскольку Савва употребляет только свежие продукты и только что приготовленную еду, он ходит в магазин или заказывает доставку перед каждым приёмом пищи. Поход в магазин занимает 30 минут. Готовка занимает 45 минут. Временем на сам приём пищи можно пренебречь.
Савва минимизирует экономические издержки, связанные с организацией питания. Сбережений хватит на любой вариант при любом $w$. Для каждого $w \ge 0$ определите, какой из трёх вариантов оптимален (если оптимальных несколько — укажите все).
Решение
Экономические издержки трёх вариантов (включая альтернативную стоимость времени):
$C_1(w) = 600 + w/2 + 3w/4 = 600 + 5w/4$ (поход в магазин 30 мин $= w/2$ и готовка 45 мин $= 3w/4$);
$C_2(w) = 600 + 500 + 3w/4 = 1100 + 3w/4$ (доставка продуктов + готовка);
$C_3(w) = 1200 + 500 = 1700$.
1) Вариант 2 лучше 1 при $C_2 < C_1$: $1100 + 3w/4 < 600 + 5w/4 \Rightarrow w/2 > 500 \Rightarrow w > 1000$. (Короче: оба варианта с готовкой, 2 выгоднее, если плата за доставку 500 меньше альт. стоимости похода в магазин $w/2$.)
2) Вариант 3 лучше 2 при $C_3 < C_2$: $1700 < 1100 + 3w/4 \Rightarrow w > 800$. (Короче: оба с доставкой, 3 выгоднее, если наценка готовой еды $1200-600=600$ меньше альт. стоимости готовки $3w/4$.)
3) Вариант 2 не оптимален ни при каком $w$: при $w < 1000$ он хуже 1, при $w > 800$ — хуже 3, а хотя бы одно из этих неравенств выполнено всегда.
4) Сравниваем 1 и 3: $C_1 < C_3 \Rightarrow 600 + 5w/4 < 1700 \Rightarrow w < 880$.
Ответ: при $w < 880$ — вариант 1; при $w = 880$ — варианты 1 и 3; при $w > 880$ — вариант 3.
Комментарий: при большой зарплате Савва пользуется доставкой не потому, что денег больше (их хватает всегда), а потому, что выше ценит своё время.
Критерии оценивания
При аналитическом методе: вывод каждой из функций $C_i(w)$ — по 4 б.; определение зарплат безразличия $C_1\!=\!C_2$ ($w=1000$), $C_2\!=\!C_3$ ($w=800$), $C_1\!=\!C_3$ ($w=880$) — по 3 б.; определение оптимального варианта при каждом $w$ — 9 б. Если участник сравнивает варианты 1–2 и 2–3 без полного расчёта издержек (не находя $C_2$), определение оптимума оценивается из 9+4=13 б.
При графическом методе: вывод функций — по 4 б.; правильное расположение графиков с обоснованием (любым способом; достаточно подписать на графике две из трёх критических зарплат) — 9 б.; определение оптимального варианта — 9 б.
Если участник учитывает только явные издержки без альтернативной стоимости времени и получает «всегда вариант 1» — 0 баллов.
Штраф: за вычислительные ошибки снимается 10% набранных баллов (с округлением до целого).
2021 Две цели
11 кл. · 30 баллов В закрытой экономике потребители расходуют две трети располагаемого дохода плюс автономное потребление 10 д.е. (при любом доходе). Инвестиции постоянны и равны 40 д.е. Взимается только подоходный налог по ставке 25%; аккордных налогов и трансфертов нет. Потенциальный ВВП равен 300 д.е. Правительство воздействует только на госзакупки.
а) (20 баллов) На каком уровне установить госзакупки (без изменения ставки налога), чтобы установился потенциальный ВВП? А чтобы был сбалансированный бюджет?
б) (10 баллов) Правительство преследует две цели: потери $L = (Y - Y^*)^2 + 4\cdot B^2$, где $Y$ — фактический ВВП, $Y^*$ — потенциальный, $B$ — сальдо бюджета (вторая цель в 4 раза важнее первой). Чему равны госзакупки при минимизации потерь?
Решение
а) Закрытая экономика: $Y = C + I + G$, $C = 10 + (2/3)Y_d$, $Y_d = Y - T = 0{,}75Y$ (налог $T = 0{,}25Y$), $I = 40$. Уравнение: $Y = 10 + (2/3)\cdot 0{,}75Y + 40 + G = 50 + 0{,}5Y + G \Rightarrow Y = 100 + 2G$. Для $Y = Y^* = 300$: $100 + 2G_1 = 300 \Rightarrow G_1 = 100$. Сальдо $B = T - G = 0{,}25(100 + 2G) - G = 25 - 0{,}5G$. Сбалансированный бюджет $B = 0$: $25 - 0{,}5G_2 = 0 \Rightarrow G_2 = 50$.
Ответ: $G_1 = 100$, $G_2 = 50$.
б) Подставляем $Y = 100 + 2G$ и $B = 25 - 0{,}5G$: $L(G) = (100 + 2G - 300)^2 + 4(25 - 0{,}5G)^2 = (2G - 200)^2 + 4(25 - 0{,}5G)^2 = 5(G^2 - 180G + 8500)$ — парабола ветвями вверх, минимум $G^* = 90$.
Ответ: $G^* = 90$.
Критерии оценивания
Арифметическая ошибка −1 балл; ошибки, искажающие экономический смысл (ВВП меньше компонента, отрицательный ВВП/госзакупки), штрафуются сильнее.
а) Всего 20 б.: основное макротождество для закрытой экономики (равенство дохода и расходов, либо инвестиций и сбережений, либо инъекций и изъятий) — 4 б.; уравнение/система для $G_1$ — 4 б.; решение и значение $G_1$ — 4 б.; уравнение/система для $G_2$ — 4 б.; решение и значение $G_2$ — 4 б.
б) Всего 10 б.: задача правительства как функция одной переменной ($G$ или $Y$) — 4 б.; решение и значение $G^*$ — 4 б.; проверка условия второго порядка (парабола ветвями вверх / возрастающая первая производная / положительная вторая производная) — 2 б.
2021 Повышенная ставка
9–10 кл. · 30 баллов Предлагаются два вклада сроком 12 месяцев. Первый: ставка 1% в месяц, можно пополнять на любую сумму с интервалом не менее месяца. Второй: ставка 1,5% в месяц, пополнять нельзя. Проценты простые: сумма $A$, пролежавшая $n$ месяцев по ставке $(100r)\%$ в месяц, даёт проценты $A\cdot r\cdot n$.
а) (10 баллов) У вас изначально 500 тыс. руб. для размещения, и вы готовы сберегать 40 тыс. руб. каждый месяц (первая зарплата — через месяц после начала срока). Какой вклад выгоднее, если хотите накопить как можно больше к концу срока?
б) (20 баллов) Вы — менеджер банка, прогнозируете, сколько людей выберет каждый тип вклада. Пусть $A$ — сумма в начале срока, $b$ — сумма ежемесячного пополнения, $k = A/b$. Значения $k$ — от 5 до 15; доли людей: $[5;7]$ — 10%, $(7;9]$ — 20%, $(9;11]$ — 30%, $(11;13]$ — 30%, $(13;15]$ — 10%. Если человеку безразлично — он выбирает пополняемый. Какой процент людей выберет пополняемый вклад?
Решение
а) Пополняемый: $S_1 = 500 + 500\cdot 12\cdot 0{,}01 + 40\cdot 12 + 40\cdot 0{,}01\cdot(11+10+\dots+0) = 500 + 60 + 480 + 0{,}4\cdot 66 = 1066{,}4$ (проценты на пополнения: вклад месяца лежит соответственно 11,…,0 месяцев). Непополняемый: $S_2 = 500 + 500\cdot 12\cdot 0{,}015 + 40\cdot 12 = 500 + 90 + 480 = 1070$. Непополняемый выгоднее.
б) Пополняемый: $S_1 = A + A\cdot 12\cdot 0{,}01 + 12b + b\cdot 0{,}01\cdot(11+\dots+0) = 1{,}12A + 12{,}66b$. Непополняемый: $S_2 = A + A\cdot 12\cdot 0{,}015 + 12b = 1{,}18A + 12b$. Пополняемый выгоднее при $S_1 \ge S_2$: $1{,}12A + 12{,}66b \ge 1{,}18A + 12b \Rightarrow 0{,}66b \ge 0{,}06A \Rightarrow k = A/b \le 11$. Значит при $5 \le k \le 11$ — пополняемый, при $11 < k \le 15$ — непополняемый. Доля пополняемого: $10\% + 20\% + 30\% = 60\%$.
Ответ: 60%.
Примечание: в а) $k = 500/40 = 12{,}5 > 11$, поэтому непополняемый выгоднее (согласуется с б)).
Критерии оценивания
а) Всего 10 б.: сумма к концу года для пополняемого вклада — 4 б.; для непополняемого — 4 б.; вывод о предпочтении непополняемого — 2 б. (если участник выводит ответ а) из б) через $k=12{,}5>11$ без прямого расчёта $S_1,S_2$ — всё равно 10 б.).
б) Всего 20 б.: выражение суммы (от $A,b$) для пополняемого — 4 б.; для непополняемого — 4 б.; неравенство сравнения вкладов — 4 б.; решение неравенства, граничное $k=11$ — 4 б.; доля людей за пополняемый — 4 б.
2021 Сложение квадратичных КПВ
9–11 кл. · 30 баллов На острове Паабалор два племени, потребляющие мясо ($x$) и плоды ($y$). КПВ: племя 1 — $y_1 = 4 - x_1^2$ (при $x_1 \in [0;2]$, $y_1 \in [0;4]$); племя 2 — $y_2 = 2 - x_2^2/8$ (при $x_2 \in [0;4]$, $y_2 \in [0;2]$).
а) (8 баллов) Какое максимальное количество плодов можно собрать, если всего нужно добыть 3 единицы мяса?
б) (8 баллов) То же, если нужно добыть 5 единиц мяса?
в) (14 баллов) Определите уравнение КПВ острова.
Решение
Суммарные плоды $y_1 + y_2 = 6 - x_1^2 - x_2^2/8$ при $x_1 + x_2 = X$, $x_1 \in [0;2]$, $x_2 \in [0;4]$.
а) $X = 3$: максимизируем $6 - x_1^2 - (3 - x_1)^2/8$ на $[0;2]$. Вершина параболы ветвями вниз $x_1^* = 1/3 \in [0;2]$ (второе племя даёт $8/3 \in [0;4]$). Плоды $6 - (1/3)^2 - (8/3)^2/8 = 5$.
Ответ: 5. (Альт. издержки: племя 1 — $2x_1$, племя 2 — $x_2/4$; приравнивание даёт ту же точку.)
б) $X = 5$: второе племя не может добыть больше 4, значит $x_1 \ge 1$, оптимизируем на $[1;2]$. Вершина $x_1 = 5/9 < 1$, оптимум на границе $x_1^* = 1$ (второе племя даёт все 4). Плоды $6 - 1 - 16/8 = 3$.
Ответ: 3.
в) Для произвольного $X \in [0;6]$: максимизируем $6 - x_1^2 - (X - x_1)^2/8$. Вершина $x_1 = X/9$. При $X \le 4$ оптимизация на $[0;2]$, $X/9 \in [0;2]$ всегда, $x_1^* = X/9$. При $X > 4$ — на $[X-4; 2]$, и $X/9 \ge X - 4 \Leftrightarrow X \le 4{,}5$.
Случай $X \le 4{,}5$: $x_1^* = X/9$, $y = 6 - (X/9)^2 - (8X/9)^2/8 = 6 - X^2/9$.
Случай $X > 4{,}5$: $x_1^* = X - 4$ (вершина левее отрезка, оптимум в левом конце), $y = 4 - (X-4)^2$.
КПВ острова: $y = 6 - X^2/9$ при $X \le 4{,}5$; $y = 4 - (X-4)^2$ при $4{,}5 \le X \le 6$.
Примечание: в точке $(4{,}5; 3{,}75)$ излома нет — наклон с обеих сторон стремится к единице. Альт. издержки не постоянны (стремятся к нулю при малых $x$), поэтому метод «порядка специализации» (как для линейных КПВ) неприменим; при $X<4{,}5$ племя 1 производит лишь $1/9$ объёма, племя 2 — $8/9$.
Критерии оценивания
Достаточное условие максимума — направление ветвей параболы вниз / смена знака первой производной с плюса на минус / отрицательная вторая производная / возрастание альтернативных издержек. За каждую арифметическую ошибку −1 балл.
а) Всего 8 б.: функция двух переменных для максимизации — 2 б.; переход к одной переменной — 1 б.; кандидат на оптимум через вершину/производную — 1 б.; проверка достаточного условия — 1 б.; проверка $x_1 \in [0;2]$ — 1 б.; проверка $x_2 \in [0;4]$ — 1 б.; значение $Y$ — 1 б.
б) Всего 8 б.: функция двух переменных — 2 б.; переход к одной переменной — 1 б.; краевой оптимум $(x_1^*,x_2^*)=(1,4)$ — 4 б. (через вершину вне отрезка + направление ветвей, либо монотонность через производную/сравнение альт. издержек); значение $Y$ — 1 б. Если участник остановился на вершине параболы — 3 б. Ссылка на симметрию с пунктом а) — 0 б. (симметрии между $x$ и $y$ нет).
в) Всего 14 б.: постановка задачи при произвольном $X$ — 5 б.; переход к одной переменной — 1 б.; правильное определение отрезка оптимизации для каждого $X$ — 2 б.; вершина/нулевая производная — 1 б.; определение критического $X=4{,}5$ (где решение переходит с вершины на границу, с обоснованием) — 4 б. (−1 б. без обоснования); расчёт максимального $Y$ — 1 б.
2021 Уклонение от уплаты налогов
10–11 кл. · 30 баллов Фирма-монополист: спрос $Q_D = 15 - P$, производство единицы стоит 5 д.е. Прибыль облагается налогом по ставке 20% (только если прибыль положительна), но фирма может задекларировать меньшую прибыль и уклониться. Уклонение не бесплатно: чтобы не платить налог с $x$ д.е. прибыли, нужно потратить $0{,}01x^2$ д.е. Эта оплата неофициальна — не отражается в издержках, платится из чистой прибыли (после налога).
а) (6 баллов) Какую чистую прибыль получит фирма без уклонения?
б) (12 баллов) Какую настоящую чистую прибыль (с учётом затрат на уклонение) получит фирма при уклонении? Уровень уклонения $x$ выбирается оптимально.
в) (12 баллов) Государство хочет собрать как можно больше налогов (зная об уклонении, но не борясь с ним). Сначала государство выбирает ставку, затем фирма — выпуск и уклонение. Какую ставку налога установить государству?
Решение
Прибыль до налога $\pi_0(Q) = (15 - Q)Q - 5Q = 10Q - Q^2$ — парабола ветвями вниз, $Q^* = 5$, $\pi_0 = 25$.
а) Чистая прибыль $\pi_{net} = (1 - 0{,}2)\pi_0 = 0{,}8\cdot 25 = 20$.
Ответ: 20.
б) При уклонении на $x$: фирма платит налог $t(\pi_0 - x)$ и неофициально $0{,}01x^2$. Целевая функция $\pi_{net}(Q,x) = (1-t)\pi_0(Q) + tx - 0{,}01x^2 = 0{,}8(10Q - Q^2) + 0{,}2x - 0{,}01x^2$ — сумма двух независимых парабол ветвями вниз, вершины $Q^* = 5$ (не меняется) и $x^* = 0{,}2/0{,}02 = 10$. Прибыль $0{,}8\cdot 25 + 0{,}2\cdot 10 - 0{,}01\cdot 100 = 20 + 2 - 1 = 21$.
Ответ: 21.
в) При ставке $t$: $\pi_{net}(Q,x) = (1-t)(10Q - Q^2) + tx - 0{,}01x^2$, вершины $Q^* = 5$ и $x^* = t/0{,}02 = 50t$ (строго $x^* = \min\{50t; \pi_0\}$). Сборы $T(t) = t(\pi_0 - x^*) = t(25 - 50t)$ — парабола ветвями вниз, вершина $t^* = 25/100 = 0{,}25$.
Ответ: $t^* = 25\%$.
Критерии оценивания
Достаточное условие максимума — ветви параболы вниз / убывающая первая производная / отрицательная вторая производная.
а) Всего 6 б.: функция чистой прибыли от одного аргумента — 2 б.; оптимум (количество/цена) — 2 б.; проверка достаточного условия — 1 б.; чистая прибыль — 1 б.
б) Всего 12 б.: функция настоящей чистой прибыли от двух аргументов — 4 б.; оптимальные значения количества/цены и $x$ — 4 б.; проверка двух достаточных условий — 2 б.; чистая прибыль — 2 б.
в) Всего 12 б.: функция чистой прибыли от двух аргументов при произвольной ставке — 4 б.; оптимальные количество/цена и $x$ — 2 б.; проверка двух достаточных условий — 2 б.; функция налоговых сборов от одного аргумента — 2 б.; оптимальная ставка — 1 б.; проверка достаточного условия — 1 б.
2021 Шарик-бизнесмен
9 кл. · 30 баллов Шарик — монополист по производству творога в Простоквашино. Недельный спрос $Q = 48 - 2P$, где $P$ — цена (д.е./кг), $Q$ — объём (кг). Чтобы произвести $Q$ кг творога, Шарику нужно $h(Q) = Q^2/2$ часов (зависимость нелинейна: каждый следующий килограмм даётся труднее). Помимо творога Шарик может давать уроки фотоохоты по 2 д.е./час (число часов нецелое допустимо). В запасе 50 часов в неделю на оба занятия. Шарик максимизирует суммарный доход.
а) (9 баллов) Найдите оптимальный объём производства творога и максимальный суммарный доход.
б) (11 баллов) Печкин предлагает за 115 д.е. привлечь клиентов, спрос вырастет до $Q = 72 - 2P$. Какой объём выберет Шарик, если согласится? Стоит ли соглашаться?
в) (10 баллов) Теперь Печкин просит не фиксированную сумму, а треть выручки от продажи творога. Какой объём выберет Шарик, если согласится? Стоит ли соглашаться?
Решение
Обратный спрос $P = 24 - Q/2$, выручка от творога $(24 - Q/2)Q$. Суммарный доход $D = (24 - Q/2)Q + 2\cdot t_f$, где $t_f$ — часы уроков. Так как $h(Q) + t_f = 50$, $h(Q) = Q^2/2$:
$D(Q) = (24 - Q/2)Q + 2(50 - Q^2/2) = 24Q - 3Q^2/2 + 100$. При этом $Q \in [0; 10]$, т.к. максимум выпуска из ограничения времени $\sqrt{50\cdot 2} = 10$.
а) Парабола ветвями вниз, вершина $Q = 24/(2\cdot 3/2) = 8 \in [0;10]$. Доход $D_0 = 24\cdot 8 - 1{,}5\cdot 64 + 100 = 196$.
Ответ: $Q^* = 8$, доход 196.
б) Новый обратный спрос $P = 36 - Q/2$, доход $D = 36Q - 3Q^2/2 + 100$. Вершина $Q = 36/3 = 12$ правее $[0;10]$, оптимум на правой границе $Q^* = 10$. Доход $D_1 = 36\cdot 10 - 1{,}5\cdot 100 + 100 = 310$. С учётом платы Печкину нетто $310 - 115 = 195 < 196$, соглашаться не стоит.
Ответ: $Q^* = 10$, нет.
в) Печкин берёт 1/3 выручки, доход Шарика $D = \tfrac{2}{3}(36 - Q/2)Q + 2(50 - Q^2/2) = 24Q - 4Q^2/3 + 100$. Вершина $Q = 24/(8/3) = 9 \in [0;10]$. Доход $D_2 = 24\cdot 9 - \tfrac{4}{3}\cdot 81 + 100 = 216 - 108 + 100 = 208 > 196$, соглашаться стоит.
Ответ: $Q^* = 9$, да.
Примечание: те же ответы даёт максимизация экономической прибыли от творога (выручка минус неявные издержки — упущенный доход от уроков): она отличается от суммарного дохода лишь на константу 100, поэтому оптимальные выпуски совпадают.
Критерии оценивания
Максимизация экономической прибыли вместо суммарного дохода балл не снижает. Достаточное условие максимума — ветви параболы вниз / смена знака первой производной с плюса на минус / отрицательная вторая производная. За каждую арифметическую ошибку −1 балл.
а) Всего 9 б.: составление функции дохода (или прибыли) — 5 б.; $Q=8$ — 1 б.; проверка $Q=8\in[0;10]$ — 1 б.; проверка достаточного условия — 1 б.; нахождение дохода — 1 б.
б) Всего 11 б.: функция дохода — 5 б.; $Q=12$ — 1 б.; проверка достаточного условия — 1 б.; проверка $Q=12\notin[0;10]$ — 1 б.; оптимум $Q^*=10$ — 1 б.; доход — 1 б.; вывод (соглашаться или нет) — 1 б.
в) Всего 10 б.: функция дохода — 5 б.; $Q=9$ — 1 б.; проверка достаточного условия — 1 б.; проверка $Q=9\in[0;10]$ — 1 б.; доход — 1 б.; вывод — 1 б.
2021 Шок на рынке масок
9 кл. · 30 баллов Рынок медицинских масок в стране A совершенно конкурентный. В 2019 году недельный рыночный спрос $Q_D = 55 - P$ (объём в тыс. шт./нед.), недельное рыночное предложение $Q_S = P - 11$; на рынке действовало 10 одинаковых фирм.
В 2020 году из-за пандемии недельный спрос резко вырос (сдвинулся параллельно). В первые месяцы число фирм осталось прежним (10), и цена выросла в 4 раза. Во второй половине 2020 года вошли новые фирмы (та же технология), и цена опустилась до уровня 2019 года.
а) (10 баллов) Определите уравнение недельного спроса в 2020 году.
б) (12 баллов) Определите число фирм, вошедших на рынок в 2020 году.
в) (8 баллов) Если после пандемии спрос вернётся к уровню 2019 года, а число фирм останется как в 2020 году, какой будет цена на маски?
Решение
а) 2019 год: $55 - P = P - 11 \Rightarrow P_{19} = 33$, $Q_{19} = 22$. В первом полугодии 2020 цена $P_{20} = 4\cdot 33 = 132$; объём из неизменного предложения $Q_{20} = 132 - 11 = 121$. Параллельный сдвиг спроса сохраняет единичный наклон: $Q_D = a - P$. Из $121 = a - 132 \Rightarrow a = 253$. Спрос 2020: $Q_D = 253 - P$.
б) Во втором полугодии 2020 цена вернулась к $P = 33$, равновесное количество $Q = 253 - 33 = 220$. Предложение 10 фирм $Q_S = P - 11$, индивидуальное $q_S = 0{,}1(P - 11)$; при $P = 33$ каждая фирма производит $q = 0{,}1\cdot 22 = 2{,}2$. Всего фирм $220/2{,}2 = 100$, вошло $100 - 10 = 90$ новых фирм.
в) Спрос снова $Q_D = 55 - P$, рыночное предложение 100 фирм $Q_S = 100\cdot 0{,}1(P-11) = 10P - 110$. Равновесие $55 - P = 10P - 110 \Rightarrow 11P = 165 \Rightarrow P = 15$.
Примечание: после пандемии цена (15) может оказаться ниже доковидной (33) из-за наращённых мощностей; со временем часть фирм уйдёт, и цена вернётся к уровню 2019.
Критерии оценивания
а) Всего 10 б.: равновесные количество и цена 2019 — 2 б.; равновесное количество 2020 — 2 б.; запись функции спроса через параметр с параллельным сдвигом (можно в ходе решения) — 2 б.; значение параметра — 4 б.
б) Всего 12 б.: функция предложения одной фирмы — 4 б.; объём фирмы при цене 33 — 2 б.; равновесное количество после входа фирм — 2 б.; общее число фирм — 2 б.; число вошедших фирм — 2 б.
в) Всего 8 б.: совокупное рыночное предложение — 4 б.; условие равновесия — 2 б.; цена — 2 б.
2021 Шок на рынке масок
10–11 кл. · 30 баллов Рынок медицинских масок в стране Z совершенно конкурентный. Функция издержек вошедшей на рынок фирмы $TC(q) = q^2 + 4$, где $q$ — выпуск (в тыс. шт.). Не вошедшая фирма получает нулевую прибыль. В краткосрочном равновесии число фирм фиксировано; в долгосрочном — определяется условием безразличия фирмы к входу.
а) (14 баллов) Изначально спрос $D_0(P) = 40 - P$ и рынок в долгосрочном равновесии. Найдите рыночные цену, объём и число фирм.
б) (6 баллов) Из-за пандемии спрос вырос до $D_1(P) = 400 - P$, но в краткосрочном периоде новые фирмы не вошли (число фирм как в а)). Найдите цену и объём нового краткосрочного равновесия.
в) (10 баллов) Спрос остался $D_1(P) = 400 - P$, но вошли новые фирмы, установилось новое долгосрочное равновесие. Найдите цену, объём и число фирм.
Решение
а) Фирма максимизирует $\pi(q) = Pq - q^2 - 4$ (парабола ветвями вниз), оптимум $q^*(P) = P/2$ — это функция предложения фирмы. В долгосрочном равновесии прибыль нулевая: $\max\pi = 0{,}25P^2 - 4 = 0 \Rightarrow P = 4$. (Эквивалентно $P = MC = AC$: $MC = 2q$, $AC = q + 4/q$, из $2q = q + 4/q$ следует $q^* = 2$, $P = 4$; или $\min AC$ при $q=2$.) Спрос $D_0(4) = 36$, каждая фирма даёт $q^*(4) = 2$, число фирм $36/2 = 18$.
Ответ: $P = 4$, $Q = 36$, $N = 18$.
б) Предложение фирмы $q^* = 0{,}5P$, рыночное предложение 18 фирм $Q_S = 9P$. Краткосрочное равновесие: $400 - P = 9P \Rightarrow P = 40$, $Q = 360$.
Ответ: $P = 40$, $Q = 360$.
в) В долгосрочном равновесии цена та же ($P = 4$, не зависит от спроса). Спрос $D_1(4) = 396$, фирма даёт 2, число фирм $396/2 = 198$.
Ответ: $P = 4$, $Q = 396$, $N = 198$.
Критерии оценивания
а) Всего 14 б.: продвижение к равновесной цене/оптимуму фирмы (постановка задачи фирмы, либо $P=MC=AC$, либо $P=\min AC$) — 2 б. (−1 б., если не проверено достаточное условие экстремума; при $\min AC$ через неравенство о средних проверка не требуется); равновесная цена долгосрочного равновесия — 4 б.; объём спроса при ней — 6 б.; число фирм — 2 б.
б) Всего 6 б.: индивидуальная функция предложения (со ссылкой на а)) — 2 б.; краткосрочное рыночное предложение — 2 б.; цена — 1 б.; объём — 1 б.
в) Всего 10 б.: указание, что цена та же, что в исходном долгосрочном равновесии (не зависит от спроса) — 4 б.; объём спроса при ней — 3 б.; число фирм — 3 б.
2020 Динамика ВВП
10–11 кл. · 30 баллов В закрытой экономике потребители в каждом году расходуют 60% располагаемого дохода плюс автономное потребление 10 д.е. Инвестиции зависят от изменения ВВП за год: $I_t = 30 + 0{,}15\cdot\Delta Y_t$, где $\Delta Y_t = Y_t - Y_{t-1}$. Госзакупки постоянны и равны 60 д.е. Налогов и трансфертов нет.
а) (8 баллов) Найдите ВВП в долгосрочном равновесии $Y^*$ — такой, который, единожды установившись, закрепится без внешних шоков.
б) (8 баллов) Пусть в 2019 году экономика была в долгосрочном равновесии. В начале 2020 года правительство проводит стимулирующую фискальную политику, меняя ежегодные госзакупки на 10%. Найдите новый долгосрочный ВВП $Y^{**}$.
в) (14 баллов) Прежде чем принять значение $Y^{**}$, ВВП будет динамически меняться. Найдите «краткосрочное» значение ВВП в 2020 году.
Решение
а) В долгосрочном равновесии $\Delta Y = 0$, то есть $I = 30$. По расходам: $Y = C + I + G = (0{,}6Y + 10) + 30 + 60 \Rightarrow Y^* = 250$.
Ответ: $Y^* = 250$.
б) Стимулирующая политика ⇒ госзакупки растут на 10%, то есть на 6 (до 66). $Y = (0{,}6Y + 10) + 30 + 66 \Rightarrow Y^{**} = 265$. Через мультипликатор: $\Delta Y = \Delta G\cdot\frac{1}{1 - mpc} = 6\cdot\frac{1}{1 - 0{,}6} = 15$, $Y^{**} = 250 + 15 = 265$.
Ответ: $Y^{**} = 265$.
в) Применим формулу ВВП по расходам в 2020 без предположения о стабильности:
$Y_{20} = (0{,}6Y_{20} + 10) + (30 + 0{,}15(Y_{20} - Y_{19})) + 66 \Rightarrow Y_{20} = 424 - 0{,}6Y_{19}$.
При $Y_{19} = Y^* = 250$: $Y_{20} = 424 - 150 = 274$.
Ответ: $Y_{20} = 274$.
Примечание: $Y_{20} > Y^{**}$ — краткосрочный эффект сильнее долгосрочного из-за оптимизма инвесторов; со временем колебания затухают, инвестиции возвращаются к 30.
Критерии оценивания
Арифметическая ошибка −1 балл и далее по тяжести искажения экономического смысла (напр. равновесный ВВП меньше компонента, или прирост в б) больше, чем в в) — штрафуется сильнее).
а) (8 б.): основное макротождество (доход = расходы, либо инвестиции = сбережения, либо инъекции = изъятия) — 2 б.; указание $\Delta Y = 0$ — 2 б.; уравнение относительно одной переменной — 2 б.; значение $Y^*$ — 2 б. (баллы за тождество ставятся и при прямом составлении уравнения).
б) (8 б.): уравнение ВВП по расходам — 2 б.; указание $\Delta Y = 0$ — 2 б.; новое значение госзакупок $G = 66$ — 1 б.; объяснение, почему госзакупки выросли — 1 б.; уравнение с новым $G$ — 1 б.; значение $Y^{**}$ — 1 б. Через мультипликатор: корректная формула — 3 б.; $mpc = 0{,}6$ — 1 б.; $\Delta G = 6$ — 2 б.; значение $Y^{**}$ — 2 б.
в) (14 б.): уравнение ВВП по расходам — 2 б.; уравнение с двумя переменными $Y_{20}, Y_{19}$ — 4 б.; фиксация $Y_{19} = 250$ (любой порядок действий) — 4 б.; значение $Y_{20}$ — 4 б.
2020 Налог Греты
9–11 кл. · 30 баллов Спрос на рынке авиаперевозок $Q_D = 20 - P$, предложение $Q_S = P/3$. Выбросы двигателей загрязняют воздух и вносят вклад в парниковый эффект; вред зависит от объёма перевозок и составляет $aQ^2$ д.е., где $a > 0$. Школьница Грета Т. считает, что этот внешний эффект нужно скорректировать потоварным налогом на авиаперевозки, таким, при котором цена для потребителей вырастет на 20%. Расчёты экономистов, однако, показали, что при введении такого налога общественное благосостояние не только не увеличится, но и уменьшится на 20%.
а) (10 баллов) Определите ставку потоварного налога $t$, при которой цена для потребителей вырастет так, как хочет Грета.
б) (10 баллов) Определите значение параметра $a$, при котором верны расчёты экономистов.
в) (10 баллов) Определите ставку потоварного налога $t^*$, при которой общественное благосостояние максимально.
Для справки: общественное благосостояние при объёме $Q$ равно сумме излишка потребителей ($CS = 0{,}5Q^2$), излишка производителей после уплаты налога ($PS = 1{,}5Q^2$) и налоговых сборов за вычетом вреда от выбросов.
Решение
а) Без налога: $20 - P = P/3 \Rightarrow P = 15$. При налоге $t$ новая цена потребителей $P_D$: $20 - P_D = (P_D - t)/3$. Требуется $P_D = 15\cdot 1{,}2 = 18$, тогда $20 - 18 = (18 - t)/3 \Rightarrow t = 12$.
Ответ: $t = 12$.
б) Сборы $T = tQ$. До налога $Q_0 = 20 - 15 = 5$, благосостояние $0{,}5Q_0^2 + 1{,}5Q_0^2 + 0 - aQ_0^2 = 50 - 25a$. После налога $Q_1 = 20 - 18 = 2$, благосостояние $0{,}5Q_1^2 + 1{,}5Q_1^2 + tQ_1 - aQ_1^2 = 8 + 24 - 4a = 32 - 4a$. Падение на 20%: $32 - 4a = 0{,}8(50 - 25a) \Rightarrow a = 0{,}5$.
Ответ: $a = 1/2$.
в) Чтобы получить объём $Q$, нужна ставка $t(Q) = P_D(Q) - P_S(Q) = (20 - Q) - 3Q = 20 - 4Q$. Сборы $Q(20 - 4Q)$. Благосостояние $W(Q) = 0{,}5Q^2 + 1{,}5Q^2 + Q(20 - 4Q) - aQ^2 = 20Q - 2{,}5Q^2$ (при $a = 0{,}5$) — парабола ветвями вниз, максимум при $Q^* = 20/5 = 4$. Реализующая ставка $t(4) = 20 - 16 = 4$.
Ответ: $t^* = 4$.
Примечание: $MSC > MPC$ ($4Q > 3Q$), корректирующий налог максимизирует благосостояние, снижая выпуск с 5 до 4. Налог Греты ($t = 12$) слишком высок — сокращает выпуск до 2, благосостояние падает даже относительно исходной ситуации.
Критерии оценивания
В каждом пункте за арифметическую ошибку −1 балл. Если в б) неверный ответ из-за арифметической ошибки, пункт в) проверяется при найденном участником значении $a$.
а) (10 б.): исходное равновесие — 3 б.; новая требуемая цена $P_D = 18$ — 2 б.; уравнение нового равновесия — 4 б.; его решение — 1 б.
б) (10 б.): старое и новое благосостояние в зависимости от $a$ — по 4 б.; составление уравнения на $a$ — 1 б.; решение — 1 б.
в) (10 б.): можно максимизировать $W$ по $Q$ или по $t$ (предварительно найдя $Q(t) = (20 - t)/4$) — равноценно. Нахождение функции $t(Q)$ или $Q(t)$ — 3 б.; составление функции благосостояния от $Q$ или $t$ — 5 б.; точка максимума — 1 б.; проверка достаточного условия (ветви вниз / вторая производная < 0) — 1 б. Альтернатива — приравнивание спроса к $MSC$: баллы «за функцию благосостояния» ставятся за корректное $MSC = 4Q$ и верное уравнение; проверка достаточного условия — указание на возрастание $MSC$.
2020 Овощная Страна
9–11 кл. · 30 баллов В Овощной Стране два региона (A и B), в каждом выращивают помидоры ($T$) и огурцы ($C$). В регионе A каждый житель может произвести 1 кг помидоров или 1 кг огурцов в день. В регионе B каждый житель может произвести 0,8 кг помидоров или $k \in (0; 6]$ кг огурцов в день. Овощи потребляются только в комплектах (порциях салата) из 1 кг огурцов и 1 кг помидоров. Население A — 6000 человек, население B — 1000 человек.
а) (3 балла) Все овощи потребляются в своих регионах, распределение внутри региона равномерное. Какое максимальное число порций салата может ежедневно получать каждый житель региона A?
б) (5 баллов) Тот же вопрос для жителей региона B.
в) (10 баллов) Введено центральное планирование: производство максимизирует суммарное потребление салата, комплекты распределяются поровну между всеми жителями обоих регионов. Сколько порций салата будет произведено в день?
г) (6 баллов) Будем говорить, что некто проигрывает, если его потребление салата уменьшается. При каких $k \in (0; 6]$ жители региона A проиграют от центрального планирования?
д) (6 баллов) Тот же вопрос для жителей региона B.
Решение
а) Каждый житель A производит 0,5 кг помидоров и 0,5 кг огурцов ⇒ 0,5 порции. Всего в регионе 3000 кг каждого овоща (6000 кг салата). КПВ региона: $T + C = 6000$.
Ответ: 0,5 порции.
б) Пусть $n_T, n_C$ — работники на помидорах и огурцах: $T = 0{,}8n_T$, $C = kn_C$, $n_T + n_C = 1000$. КПВ: $T/0{,}8 + C/k = 1000$. Приравнивая $T = C$: $T = C = 1000k/(1{,}25k + 1)$. На жителя — $k/(1{,}25k + 1)$ порции.
Ответ: $k/(1{,}25k + 1)$ порции.
в) Альтернативная стоимость 1 кг помидоров: в A — 1 кг огурцов, в B — $1{,}25k$ кг огурцов. Вид суммарной КПВ зависит от того, $k \le 0{,}8$ или $k > 0{,}8$.
Случай $k \le 0{,}8$: луч $T = C$ пересекает нижний участок КПВ $C = 6800 - T$ ⇒ $T = C = 3400$.
Случай $k > 0{,}8$: луч пересекает верхний участок $C = 6000 + 1000k - T$ ⇒ $T = C = 3000 + 500k$.
Итог: $S = T = C = 3400$ при $k \le 0{,}8$; $S = 3000 + 500k$ при $k \in (0{,}8; 6]$.
г) Потребление на жителя при планировании $S/7000$: $34/70$ при $k \le 0{,}8$; $(6+k)/14$ при $k > 0{,}8$. Так как $34/70 < 35/70 = 0{,}5$, при $k \le 0{,}8$ жители A проигрывают. При $k > 0{,}8$ — если $(6+k)/14 < 0{,}5$, т.е. $k < 1$. Итог: жители A проигрывают при $k \in (0; 1)$.
д) При $k \le 0{,}8$ жители B проигрывают, если $34/70 < k/(1{,}25k + 1)$, т.е. $68 < 55k$ — невозможно при $k \le 0{,}8$, значит не проигрывают. При $k \in (0{,}8; 6]$: $(6+k)/14 < k/(1{,}25k + 1)$ ⇒ $5k^2 - 22k + 24 < 0$. Корни $k = 2$ и $k = 12/5 = 2{,}4$. Так как $2{,}4 < 6$, ответ: жители B проигрывают при $k \in (2; 2{,}4)$.
Примечание: при свободной торговле никому не стало бы хуже; при «уравниловке» же любой регион может пострадать, даже если суммарное производство растёт. При $k > 6$ ни один регион не проигрывает, поэтому ответы г) и д) верны и для всех $k > 0$.
Критерии оценивания
Иллюстрации необязательны, если приведены аналитические уравнения КПВ. За арифметическую ошибку −1 балл; если ошибка повлияла на ответ последующих пунктов, дальше за неё не снимают (последующие пункты проверяются относительно полученных выше ответов) — только если ошибка именно арифметическая.
а) (3 б.): засчитывается любое корректное объяснение, КПВ выписывать необязательно.
б) (5 б.): уравнение КПВ региона — 3 б.; суммарное производство — 1 б.; подушевое потребление — 1 б.
в) (10 б.): правильное рассмотрение каждого из двух случаев — по 5 б.
г) (6 б.): расчёт подушевого потребления — 1 б.; верное решение при $k \le 0{,}8$ — 2 б.; при $k > 0{,}8$ — 3 б.
д) (6 б.): верное решение при $k \le 0{,}8$ — 2 б.; при $k > 0{,}8$ — 4 б.
2020 Пикеттия
9 кл. · 30 баллов В стране Пикеттии три группы населения (бедные, средний класс, богатые), внутри каждой доходы распределены равномерно. Бедные составляют 40% населения и располагают 10% суммарного дохода; средний класс составляет 20% населения и располагает 20% суммарного дохода.
а) (8 баллов) Найдите коэффициент Джини, отражающий неравенство в распределении доходов между бедными и средним классом (не считая богатых).
б) (8 баллов) Найдите коэффициент Джини, отражающий неравенство между средним классом и богатыми (не считая бедных).
в) (14 баллов) Правительство рассматривает два варианта перераспределительной политики. При первом доходы богатых не меняются, но распределение между бедными и средним классом становится равномерным. При втором доходы бедных не меняются, а распределение между средним классом и богатыми становится равномерным. При каком варианте коэффициент Джини в стране уменьшится сильнее?
Решение
Используется формула для двух групп: $G = p - s$, где $p$ — доля более бедной группы в населении, $s$ — её доля в суммарном доходе (выводить не требуется).
а) Бедные среди {бедные + средний класс}: доля в населении $0{,}4/(0{,}4+0{,}2) = 2/3$, доля в доходе $0{,}1/(0{,}1+0{,}2) = 1/3$. $G = 2/3 - 1/3 = 1/3$.
Ответ: $1/3$.
б) Богатые: 40% населения и 70% дохода всей страны. Среди {средний класс + богатые} более бедная группа — средний класс: доля в населении $0{,}2/(0{,}4+0{,}2) = 1/3$, доля в доходе $0{,}2/(0{,}7+0{,}2) = 2/9$. $G = 1/3 - 2/9 = 1/9$.
Ответ: $1/9$.
в) Считаем коэффициенты Джини всей страны после вмешательства.
Первый вариант: бедные и средний класс сливаются в единую более бедную группу — 60% населения, 30% дохода: $G_1 = (0{,}4+0{,}2) - (0{,}1+0{,}2) = 0{,}3$.
Второй вариант: бедные (более бедная группа) — 40% населения, 10% дохода: $G_2 = 0{,}4 - 0{,}1 = 0{,}3$.
Значит, варианты равнозначны.
Примечание: то, что Джини между бедными и средним классом ($1/3$) больше, чем между средним классом и богатыми ($1/9$), наталкивает на мысль, что первый вариант предпочтительнее — но пункт в) показывает, что это не обязательно так.
Критерии оценивания
Во всех пунктах формулу $G = p - s$ обосновывать не нужно; иллюстрации (кривые Лоренца) необязательны; можно считать и по определению. Арифметическая ошибка −1 балл, если качественно не меняет результат.
а) (8 б.): доли бедных/среднего класса в населении и доходе новой «страны» — 4 б.; расчёт коэффициента Джини — 4 б. Если участник считает $G = 0{,}4 - 0{,}1 = 0{,}3$ — 0 баллов за пункт.
б) (8 б.): доли богатых/среднего класса в населении и доходе новой «страны» — 4 б.; расчёт Джини — 4 б. Если участник считает $G = 0{,}2 - 0{,}2 = 0$ — 0 баллов за пункт.
в) (14 б.): расчёт коэффициента Джини при первом варианте — 7 б.; при втором — 7 б.