设两种商品数量分别为X与Y,两种商品的餍足量分别为A与B。假设两种商品边际效用直线递减。
商品1与商品2总效用如下:
Ux=X(2A-X)/A2(2是幂)
Uy=Y(2B-Y)/B2(2是幂)
设:U=Ux+Uy=C,C为常数,C小于等于2(200%)。
有:
U=X(2A-X)/A2(2是幂)+Y(2B-Y)/B2(2是幂)=C
有:2(A-X)/A2(2是幂)dX+2(B-Y)/B2(2是幂)dY=0
dY/dX=-(A-X)B2(2是幂)/(B-Y)A2(2是幂)
或者将U=X(2A-X)/A2(2是幂)+Y(2B-Y)/B2(2是幂)=C变形为:
(X-A)2(2是幂)/(2-C)A2(2是幂)+(Y-B)2(2是幂)/(2-C)B2(2是幂=1
这是以点(A,B)为中心的椭圆方程。
结论:
1.当满足边际替代率dY/dX=-(A-X)B2(2是幂)/(B-Y)A2(2是幂)时,两种商品相互替代总效用不变。
2.当满足(X-A)2(2是幂)/(2-C)A2(2是幂)+(Y-B)2(2是幂)/(2-C)B2(2是幂=1时两种商品总效用不变。
推论:
假设K为常数,当dY/dX=K时,有:
Y=(B2(2是幂)/KA2(2是幂))X+B+B2(2是幂)/KA
这是经过点(A,B)与点(0,B+B2(2是幂)/KA)的直线。