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CAPITOLO 6 Produzione Esercizio 6.1. La tecnologia a disposizione di una impresa per la produzione di un dato bene è descritta dalla funzione di produzione Q = K 1/2 L1/2 , dove Q indica la quantità prodotta del bene in un dato periodo di tempo, K l’input del fattore capitale e L quello del fattore lavoro. I prezzi di mercato degli inputs sono, rispettivamente, wk = 5/4 per il capitale e wL = 5 per il lavoro. (i) Che tipo di rendimenti di scala caratterizza il processo produttivo dell’impresa? (ii) Si determinino le curve di costo totale, medio e marginale di breve periodo quando l’impresa dispone di una quantità K̄ = 25 dell’input di capitale. (iii) Si determini la combinazione ottima di K, L per produrre Q = 10 unità del bene si calcoli il corrispondente costo totale. (iv) Si ricavino le curve di costo totale, medio e marginale di lungo periodo. Soluzione. (i) Dalla funzione di produzione si ricava che se impieghiamo la quantità λK, λL di entrambi gli inputs, con λ > 0 fattore di proporzionalità, il livello di produzione dell’impresa risulta: Q (λ) 1/2 = 1/2 (λK) (λL) 1 1 1 1 = λ( 2 + 2 ) K 2 L 2 = λQ (6.1) La produzione aumenta quindi in modo proporzionale con le quantità di inputs impiegate. I rendimenti di scala sono pertanto costanti. (ii)Nel breve periodo l’input di capitale è fisso; l’impresa può aumentare la produzione aumentando la quantità di forza-lavoro impiegata. La funzione di produzione di breve periodo è ora: 1 1 Q = K 2 L2 con K = 25 Pertanto: 1 Q = 5L 2 La figura 1 rappresenta la funzione di produzione (6.2). 60 (6.2) 6. PRODUZIONE 61 Figura 1 Dalla (6.2) si ricava allora che: Q2 (6.3) 25 cioè la quantità di forza-lavoro che l’impresa deve impiegare per ogni livello di produzione (data la disponibilità K = 25 dell’input di capitale). Dalla definizione di costo totale di produzione si ricava allora: L= C (Q) = wL L + wK K̄ Q2 5 = 5· + · 25 25 4 cioè: 125 Q2 + 5 4 Dalla (6.4) possiamo ricavare la curva di costo medio: C (Q) = Cm (Q) = = C (Q) Q Q 125 + 5 4Q (6.4) (6.5) e la curva del costo marginale: dC (Q) dQ 2Q (6.6) = 5 Sappiamo che quando C 0 (Q) > Cm (Q) il costo medio risulta crescente; dalla condizione precedente si ricava: C 0 (Q) = 2Q Q 125 > + 5 5 4Q cioè: 125 Q > 5 4Q 62 6. PRODUZIONE e quindi il costo medio risulta crescente per: Q> 25 2 Q< 25 2 e decrescente per: ¡ ¢ 0 25 Infine medio e costo marginale coincidono per Q = 25 = 2 ; si ricava che C 2 ¢ ¡ 25costo Cm 2 = 5. Possiamo pertanto rappresentare la relazione fra le due curve di costo nella figura 2. Figura 2 (iii) La combinazione ottima dei fattori produttivi per produrre la quantità Q = 10 del bene si ottiene dalla soluzione del sistema di equazioni: wL dK = dL wk SM SL,K = − 10 = K 2 L2 1 1 (6.7) (6.8) cioè dalla condizione di minimizzazione del costo totale di produzione (equazione (6.7)) per il dato livello di output (equazione (6.8)); SM SL,K indica il saggio marginale di sostituzione fra capitale e lavoro. Sappiamo che: − dK P0 = L0 dL PK 0 dove PK è la produttività marginale del capitale e PL0 è la produttività marginale del lavoro. Poichè la funzione di produzione è del tipo Cobb-Douglas sappiamo che 6. PRODUZIONE 63 fra produttività media e marginale degli inputs esiste la seguente relazione 1: PL0 = 0 PK = 1 1Q PmL = 2 2L 1 1Q PmK = 2 2K (6.12) (6.13) Nel nostro caso abbiamo: PL0 0 = PK 1Q 2 L 1 Q 2K K L = e: wL 5 = 5 =4 wk 4 (6.14) cioè il costo opportunità (o prezzo relativo) del fattore lavoro in termini di fattore capitale: la (6.14) ci dice che una unità di forza-lavoro si scambia, sul mercato, con 4 unità di capitale. La combinazione ottima per produrre 10 unità di output si ottiene dalla soluzione del sistema di equazioni: K L 10 = 4 = K 2 L2 = 4 = (4L) 2 L 2 = 2L 1 1 cioè: K L 10 1 1 Quindi: L∗ = 5 e K ∗ = 20 (6.15) La figura 3 rappresenta geometricamente la determinazione della combinazione ottimale. 1Più in generale se la funzione di produzione è: Q = K α Lβ (6.9) abbiamo che: PL0 = α Q L (6.10) 0 PK =β Q K (6.11) e: 64 6. PRODUZIONE Figura 3 (iv) Il costo totale di lungo periodo si ottiene dalla condizione di minimizzazione per un livello di output Q > 0 qualsiasi; si ricava quindi determinando la combinazione ottimale: K L Q = 4 = K 2 L2 1 1 cioè: K Q = 4L 1 1 = (4L) 2 L 2 = 2L e quindi: L∗ = Q e K ∗ = 2Q 2 (6.16) dalla definizione di costo totale abbiamo: C (Q) w L · L∗ + w K · K ∗ Q 5 = 5 · + · 2Q 2 4 = cioè: C (Q) = 5Q (6.17) Le corrispondenti curve di costo medio e marginale risultano pari a: C 0 (Q) = Cm (Q) = 5 Le curve di lungo periodo sono rappresentate nella figura 4. (6.18) 6. PRODUZIONE Figura 4 65