생산자선택이론(theory of producer’s choice) – 비용함수(cost function) / 공급함수(supply function)
This post was written on May 21, 2016

[ 짧고 쉬운 경제 ]
화폐, 통화, 그리고 신용창조수요/공급,소비자잉여/생산자잉여수요/공급의 가격탄력성
비교우위/절대우위, 보호무역/자유무역명목변수와 실질변수한계(Marginal)
자본과 노동, 장기와 단기저량수요와 저량공급사유재 / 클럽재 / 공유자원 / 공공재
GDP의 산출과 Y=C+I+G+NX외환보유고통화정책과 기준금리
주택담보대출과 LTV / DTI / DSR지니 계수 - 소득 불평등의 측정브레튼우즈 체제 / 달러와 기축통화[1]
페트로달러 체제 / 달러와 기축통화[2]플라자 합의 / 일본의 ‘잃어버린 10년’2008년 미국발 글로벌 금융위기
국제수지=경상수지+자본수지규모의 경제 | 범위의 경제근면 혁명기저효과낙수효과 | 분수효과대공황 | 대침체 | 대봉쇄대분기(논쟁)디폴트 | 모라토리움레몬마켓모럴 해저드맬서스 트랩베어마켓/불마켓벤포드의 법칙배출권 거래 제도시장실패/정부실패실업/실업률인플레이션/디플레이션/스태그플레이션증자/감자좌파/우파카르텔쿠즈네츠 가설케인스폰지게임필립스곡선환율휘플지수/ABCC지수FED | FRB | FOMCJ커브효과 | 마샬-러너조건PBR | PER | EV/EBITDA | ROE | EPS
[ 맨큐의 경제학 ]
1부. 서론2부. 시장의 작동 원리3부. 시장과 경제적 후생
4부. 공공경제학5부. 기업행동과 산업조직6부. 노동시장의 경제학
7부. 소비자선택이론과 미시경제학...8부. 거시경제 데이터9부. 장기 실물경제
10부. 화폐와 물가의 장기적 관계11부. 개방경제의 거시경제학12부. 단기 경기변동
13부. 책 말미에
[ 미시경제학 ]
[미시.1] 소비자선택이론 [미시.2] 생산자선택이론 : 생산함수
[미시.3] 생산자선택이론 : 비용함수/공급함수 [미시.4] 노동시장의 수요/공급/균형
[미시.5] 일반균형이론과 후생경제학
[ 거시경제학 ]
[거시.1] 국민소득결정이론[거시.2] IS-LM 모형
[거시.3] AD-AS 모형 [거시.4] IS-LM-BP 모형
[ 기타 / 개인적인 생각 ]
공공경제학의 의의금융시장론 요약유동자산총액 결정 매커니즘
환율의 정의/환율-경상수지 결정모형고용의 개념 및 측정상의 문제주택가격결정 모형
다양한 국제 환경 협약이 우리나라...소비함수(절대/상대/항상)기준금리와 국채수익률의 관계
주식, 차트 보는 방법2021년 경제전망 (개인의 견해)비트코인과 가상화폐 (개인의 견해)
게임스탑(GME) 주가 폭등 사건2022년 경제전망 (개인의 견해)중위 연령 - 늙어가는 우리나라
2022년 엔저 효과 (개인의 견해)2023년 경제전망 (개인의 견해)2024년 경제전망 (개인의 견해)


★ 본 포스트는 PC 에 최적화되어 있음

본 내용은 맨큐의 경제학 5부 기업행동과 산업조직의 확장판으로 생산자선택이론이며,
미시경제학 수업 내용을 중심으로 서승환교수님의 미시경제학,
위키백과, 네이버지식백과 등의 내용을 참고하여 작성한다.
★★ 이번 내용은 비용함수와 공급함수에 관련된 내용이다.

생산함수에 대한 내용은 이전 포스트를 참고하도록 한다.
생산자선택이론 – 생산함수 : 지금보기

비용함수(cost function)는 산출량과 최소비용 사이의 관계이며,
생산함수에 비해 추정하기가 쉬우며, 또한 비용함수를 알면 생산함수를 알 수 있다.

공급함수(supply function)은 가격과 공급량과의 대응관계를 나타내는 함수이며,
공급함수를 그래프로 표현한 것이 공급곡선이다.

비용함수 : 위키피디아 참고
공급함수 : 네이버지식백과 참고

※ 본 포스트는 생산자잉여에 대해서는 다루지 않는다.

■ 단기 비용함수

단기에는 장기와는 다르게 자본이 고정비용이므로 아래와 같이 표기할 수 있다.
f(L, K) = WL+RK_{0}
K \leq K_{0}

때문에 X재를 생산하는 단기 비용함수는 아래와 같다.
 STC(X) = WL(X) + RK_{0}
 STC(X) = SVC(X) + SFC
그리고 위 식을 X재의 산출량(X) 으로 나누어주면
 SAC(X) = SAVC(X) + SAFC 가 된다.

단기비용

위 그래프에 표시되지 않았지만 단기 평균고정비용은 다음과 같다.
SAFC = \frac{RK_{0}}{X}
X재의 산출량이 증가함에 따라 단기평균고정비용은 감소한다.

단기 평균가변비용의 그래프는 위와 같으며, 다음와 같은 성질이 있다.
SAVC(X) = \frac{WL}{X} = \frac{W}{(\frac{X}{L}))} = \frac{W}{AP_{L}}

그리고 단기 한계비용의 그래프틑 위와 같으며, 다음과 같은 성질이 있다.

SMC(X) = \frac{\Delta STC(X)}{\Delta X} = \frac{\Delta SVC(X)}{\Delta X} = \frac{\Delta [WL]}{\Delta X} = \frac{W\Delta L}{\Delta X} = \frac{W}{(\frac{\Delta X}{\Delta L})} = \frac{W}{MP_{L}}

 

■ 장기 비용함수

장기에는 자본까지 모두 가변비용이 된다.
f(L, K) = WL+RK

때문에 X재를 생산하는 장기 비용함수는 아래와 같다.
 LTC(X) = WL(X) + RK(X)

장기비용

그리고 장기 평균비용, 장기 한계비용의 그래프는 위와 같고,
아래와 같은 성질을 가진다.

 LAC(X) = \frac{LTC(X)}{X}
 LMC(X) = \frac{\Delta LTC(X)}{\Delta X}

■ 단기와 장기 비용함수 비교

산출량을 기준으로 단기와 장기의 비용함수를 비교해보도록 한다.
★★ 다시 한번 말하지만 산출량이 기준이다.

장기에는 자본 투입량을 변화시킬 수 있기 때문에 등량곡선과 등비곡선이 접하는 요소결합을 선택할 수 있다.
때문에 산출량이 X_{0} 일 때 장기의 비용 극소화는 A 지점을 통해 달성할 수 있다.

하지만 단기에는 산출량이 마찬가지로 X_{0} 일 때, 비용 극소화는 A 지점이 아니다.
자본 투입량이 K_{1} 로 정해진다면 자본에 대한 지출금액은 RK_{1} 이기에
A가 아닌 D 지점을 선택해야 비용 극소화를 이룰 수 있다.
(K_{1} 이하의 자본을 투입한다고 하더라도 비용은 K_{1}만큼 지불해야 하기 때문이다.)
따라서 산출량이 X_{0} 일 때, 단기 총비용은 장기 총 비용보다 많다.

또한 산출량이 X_{2} 일 때
장기에는 자본을 추가로 투입가능하므로 C 지점을 통해 비용 극소화를 이룰 수 있고,
단기에는 자본이 역시 K_{1} 로 정해져있으므로 E 지점을 통해 비용 극소화를 이룰 수 있다.
따라서 산출량이 X_{2} 일 때, 단기 총비용은 장기 총 비용보다 많다.

★★ 위 두 경우 모두 등량곡선은 장기와 단기가 동일하지만(산출량이 동일했을 때를 가정한 것이므로)
등비곡선이 단기에 더 높다는 것을 확인하면 어렵지않게 이해할 수 있다.

마지막으로 또한 산출량이 X_{1} 일 때는 장기와 단기가 동일한데
그 이유는 장기에 등비곡선과 등량곡선이 접하는 지점에서의 자본량이
단기에 주어진 자본량과 동일하기 때문이다. (한마디로 운이 좋은 경우)
이 경우에는 유일하게 단기 총비용과 장기 총 비용이 같다.

단기에 주어진 자본의 양이 K_{i} 이고, 산출량 X_{i} 일 때
단기 총비용과 장기 총비용이 같다면 단기 총비용과 장기 총비용의 관계는 아래와 같다.
 STC(X_{i},K_{i}) = LTC(X_{i}) \quad\quad\quad (산출량이 X_{i} 일 때)
 STC(X,K_{i}) > LTC(X) \quad\quad\quad (X \neq X_{i})
★★ 장기와 단기에 생산량이 같다면 모두 단기 총비용이 장기 총비용보다 많고,
단 하나의 생산량의 지점에서만 단기 총비용과 장기 총비용이 같다는 의미이다.
(!! X_{i} 는 i번째 산출량이 아니고, 가정에 의해 주어진 상수와 마찬가지인 수이다.)

또한 단기 총비용과 장기 총비용의 위와 같은 관계는 단기 평균비용과 장기 평균비용에서도 동일하다.
 SAC(X_{i},K_{i}) = LAC(X_{i})\quad\quad\quad (산출량이 X_{i} 일 때)
 SAC(X, K_{i}) > LAC(X)\quad\quad\quad (X \neq X_{i})

이러한 단기 평균비용과 장기 평균비용의 관계는 아래와 같다.

위의 내용에 따라 좌측 그래프처럼 장기 평균비용곡선은 단기 평균비용곡선의 포락선이 된다.
그리고 우측 그래프는 단기 한계비용과 장기 한계비용의 관계에 대한 내용으로
산출량이 X_{1} 인 지점에서 단기 평균비용과 장기평균 비용이 같다면
해당 산출량에서는 장기 한계비용과 단기 한계비용도 같다는 것을 의미한다.

그리고 장기 한계비용과 단기 한계비용은 아래와 같은 관계가 있다.
(산출량이 X_{i} 인 지점에서 단기 평균비용과 장기평균 비용이 같다면)

 SMC(X,K_{i}) < LMC(X) \quad\quad\quad (X < X_{i})
 SMC(X_{i},K_{i}) = LMC(X_{i}) \quad\quad\quad
 SMC(X,K_{i}) > LMC(X) \quad\quad\quad (X > X_{i})

 

■ 이윤극대화

이윤극대화는 이윤을 극대화하기 위해 생산량을 어느 수준으로 정해야 하는가에 대한 문제이다.

우선 이윤은 총수입 – 총비용 으로 아래와 같이 나타낼 수 있다.

\pi = TR- TC

TC 는 단기에는 STC 로 표기, 장기에는 LTC 로,
TR(총수입) = P(가격) * X(산출량) 으로 볼 수 있으며,
TC(총비용) = VC(가변비용) + FC(고정비용) 으로 볼 수 있다.

또한 평균수입과 한계수입은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

AR = \frac{TR}{X}
MR = \frac{\Delta TR}{\Delta X}

그리고 MC(한계비용)이 증가할 때
MR(한계수입) = MC(한계비용) 인 지점에서 생산한다면 이윤극대화를 이룰 수 있다.

단기에는 산출량이 다음을 만족시킬 때 이윤이 극대화된다.
MR(X) = SMC(X) ( SMC(X) 가 증가하고 있는 구간에서 )

장기에는 산출량이 다음을 만족시킬 때 이윤이 극대화된다.
MR(X) = LMC(X) ( LMC(X) 가 증가하고 있는 구간에서 )

★★ 장기 이윤은 단기 이윤을 초과할 수 없다.(동일 산출량, 동일 자본량이라면 같을 수는 있다.)

■ 공급함수

위의 (a)와 같이 총수입곡선이 직선이라면 주어진 가격 P의 수준에 따라
이윤극대화를 이루는 산출량의 수준이 달라진다.
이를 차원을 달리하여 (b)와 같이 (X, P) 평면에 그리면 공급곡선을 얻을 수 있다.

(a)와 같이 개별 기업들의 다양한 공급곡선을 수평으로 합하면 (b)와 같이 산업의 공급곡선을 얻을 수 있다.


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1부. 서론2부. 시장의 작동 원리3부. 시장과 경제적 후생
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7부. 소비자선택이론과 미시경제학...8부. 거시경제 데이터9부. 장기 실물경제
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13부. 책 말미에
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[미시.3] 생산자선택이론 : 비용함수/공급함수 [미시.4] 노동시장의 수요/공급/균형
[미시.5] 일반균형이론과 후생경제학
[ 거시경제학 ]
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