ec 3101 microeconomic analysis ii€¦ · week 1course overview; intertemporal choice, ch.10 week...

60
EC 3101 Microeconomic Analysis II Instructor: Indranil Chakraborty Sng Tuan Hwee 1

Upload: others

Post on 19-Oct-2020

1 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • EC 3101Microeconomic 

    Analysis II

    Instructor: Indranil ChakrabortySng Tuan Hwee

    1

  • My contact information• WEBSITE: http://profile.nus.edu.sg/fass/ecsci/

    • EMAIL: [email protected]

    • PHONE: 6516 3729

    • OFFICE: AS2 05‐23

    • OFFICE HRS: Tuesday 3pm – 5pm or by appointment

    2

    Note: Week 3 lecture will be held on Week 2 Thursday (August 21, 6-8pm in LT11)

  • Textbook

    Intermediate Microeconomics –A Modern Approach 

    (8th edition) 

    by Hal Varian

    3

  • Syllabus (subject to change)Week 1 Course Overview; Intertemporal Choice, Ch.10Week 2 Uncertainty, Ch. 12Week 3 Exchange, Ch.31 Week 4  Monopoly, Ch.24Week 5  Monopoly, Ch.24; Oligopoly, Ch.27Week 6  Oligopoly, Ch.27

    – Recess Week –Week 7  MidtermWeek 8 Game Theory, Ch.28Week 9 Game Applications, Ch. 29Week 10 Game Applications, Ch. 29Week 11  Externalities, Ch. 34; Public Goods, Ch. 36Week 12 Asymmetric Information, Ch. 37Week 13 Review; AOB

    4

  • Assessment

    • Homework, 10%

    • Participation, 10%

    • Midterm Exam, 40%

    • Final Exam, 40%

    5

  • Homework

    • Two individual problem sets 

    • To be posted on IVLE one week before due date (W?, W? )

    • Please submit in hardcopy to tutor’s mailbox

    • 20% of total possible points will be deducted each day for late submission

    6

  • Participation

    • Practice Problems from week ? onwards

    • To be discussed in tutorial the following week

    • You will present solutions during tutorial 

    • Everyone needs to present at least once

    7

  • Some Ground Rules

    • Attendance to be taken in tutorials (Faculty policy) 

    • No texting or other cellphone use during class  

    • Academic dishonesty is unacceptable

    • Consult syllabus posted on IVLE for all other details for EC3101

    8

  • INTERTEMPORAL CHOICE

    Week 1(Chapter 10, except 10.4, 

    10.10, 10.11)

    9

  • Chinese Idiom: Three at dawn, Four at dusk

    • A Songman raised monkeys. 

    • He wanted to reduce the monkeys’ ration. 

    • He suggested giving them 3 bananas in the morning and 4 in the evening. They protested angrily. 

    • "How about 4 in the morning and 3 in the evening?" 

    • The monkeys were satisfied. 10

  • Intertemporal Choice

    • Are the monkeys irrational?

    • Is one banana in morning equivalent to one in the evening?

    • Is a dollar today the same as a dollar tomorrow?

    • Should I take a loan from a bank purchase an apartment and rent it out?

    • Should I pay off my credit card debt today or not?

    11

  • Present and Future Values

    • Begin with some simple financial arithmetic.

    • Take just two periods; 1 and 2.

    • Let r denote the interest rate per period.

    12

  • Future Value

    • E.g., if r = 0.1 then $100 saved in period 1 becomes $110 in period 2.

    • The value next period of $1 saved now is the future valueof that dollar.

    13

  • Future Value

    • Given an interest rate r, the future value one period from now of $1 is 

    FV = 1 + r

    • Given an interest rate r, the future value one period from now of $m is

    FV = m(1 + r)

    14

  • Present Value• Q: How much money would have to be saved now to obtain $1 in the next period?

    • A: $k saved now becomes $k(1+r) in the next period, Set k(1+r) = 1So  k = 1/(1+r)

    • k = 1/(1+r) is the present‐value of $1 obtained in the next period.

    15

  • Present Value• The present value of $1 available in the next period is

    PV = 1/(1 + r)

    • And the present value of $m available in the next period is

    PV = m/(1 + r)

    16

  • Higher r leads to lower PV

    • E.g., if r = 0.1 then the most you should pay now for $1 available next period is

    • And if r = 0.2 then the most you should pay now for $1 available next period is

    PV 11 0 1

    $0 91

    PV 11 0 2

    $0 83

    17

  • The Intertemporal Choice Problem

    • Suppose there are 2 time periods: 1 and 2

    • Let m1 and m2 be incomes (in $) received in periods 1 and 2.

    • Let c1 and c2 be consumptions (in physical units) in periods 1 and 2.

    • Let p1 and p2 be the prices of consumption (in $ per unit) in periods 1 and 2. 

    18

  • The Intertemporal Choice Problem• The intertemporal choice problem:   Given incomes m1 and m2, and given consumption prices p1 and p2, what is the most preferred intertemporal consumption bundle (c1, c2)?

    • For an answer we need to know:– intertemporal budget constraint– intertemporal consumption preferences

    19

  • The Intertemporal Budget Constraint

    • To start, let us ignore price effects by supposing that

    p1 = p2 = $1 (per unit)

    20

  • The Intertemporal Budget Constraint

    • Suppose that the consumer chooses not to save or to borrow.

    • Q: What will be consumed in period 1?• A: c1 = m1.• Q: What will be consumed in period 2?• A: c2 = m2.

    21

  • The Intertemporal Budget Constraint

    c1

    c2So (c1, c2) = (m1, m2) is theconsumption bundle if theconsumer chooses neither to save nor to borrow.

    m2

    m100

    22

  • The Intertemporal Budget Constraint

    • Now suppose that the consumer spends nothing on consumption in period 1;           So, c1 = 0 and s1 =  m1.

    • The interest rate is r.

    • What will c2 be?

    23

  • The Intertemporal Budget Constraint

    • Period 2 income is m2.

    • Savings plus interest from period 1 sum to      (1 + r )m1.

    • So total income available in period 2 is        m2 + (1 + r )m1.

    • So period 2 consumption expenditure isc2 = m2 + (1 + r )m1.              

    24

  • The Intertemporal Budget Constraint

    c1

    c2

    m2

    m100

    the future‐value of the incomeendowment

    25

    m2 (1 r)m1

  • The Intertemporal Budget Constraint

    c1

    c2

    m2

    m100

    (c1, c2) = (0, m2 + (1 + r )m1) is the consumption bundle when all period 1 income is saved.

    26

    m2 (1 r)m1

  • The Intertemporal Budget Constraint

    • Now suppose that the consumer spends everything possible on consumption in period 1, so c2 = 0.

    • What is the most that the consumer can borrow in period 1 against her period 2 income of $m2?

    • Let b1 denote the amount borrowed in period 1.

    27

  • The Intertemporal Budget Constraint

    • Only $m2 will be available in period 2 to pay back $b1 borrowed in period 1.

    • So    b1(1 + r ) = m2.

    • That is,    b1 = m2 / (1 + r ).

    • So the largest possible period 1 consumption level is

    c1 m1 m2

    1 r28

    BI is the present value of M2

  • The Intertemporal Budget Constraint

    c1

    c2

    m2

    m100

    m2 (1 r)m1

    m1 m2

    1 r

    the present‐value ofthe income endowment

    29

  • The Intertemporal Budget Constraint

    • More generally, suppose that c1 units are consumed in period 1.  This costs $c1 and leaves m1‐ c1 saved.  Period 2 consumption will then be

    • Rearranging gives us,

    c2 m2 (1 r)(m1 c1)

    c2 (1 r)c1 m2 (1 r)m1.

    slope intercept

    30

  • The Intertemporal Budget Constraint

    m2

    m100

    m2

    (1 r)m1

    m1m2

    1 r

    slope = ‐(1+r)

    c2 (1 r)c1 m2 (1 r)m1

    31

    c1

    c2

  • The Intertemporal Budget Constraint

    (1 r)c1 c2 (1 r)m1 m2is the “future‐valued” form of the budget constraint since all terms are in period 2 values.  This is equivalent to

    c1 c2

    1 r m1

    m21 r

    which is the “present‐valued” form of the constraint since all terms are in period 1 values.

    32

  • The Intertemporal Budget Constraint

    • Now let’s add prices p1 and p2 for consumption in periods 1 and 2.

    • How does this affect the budget constraint?

    33

  • Intertemporal Choice

    • Given her endowment (m1,m2) and prices p1, p2 what intertemporal consumption bundle (c1*,c2*) will be chosen by the consumer?

    • Maximum possible expenditure in period 2 is

    • So, maximum possible consumption in period 2 is

    34

    m2 (1 r)m1

    c2 m2 (1 r)m1

    p2

  • Intertemporal Choice

    • Similarly, maximum possible expenditure in period 1 is

    • So, maximum possible consumption in period 1 is

    35

    m1 m2

    1 r

    c1 m1

    m21 r

    p1

  • Intertemporal Choice

    • Finally, if c1 units are consumed in period 1 then the consumer spends p1c1 in period 1, leaving m1 ‐ p1c1saved for period 1.  Available income in period 2 will then be

    so

    36

    m2 (1 r)(m1 p1c1)

    p2c2 m2 (1 r)(m1 p1c1)

    PZCZ is total amt avail 4 spending in Period 2.

  • Intertemporal Choice

    37

    p2c2 m2 (1 r)(m1 p1c1)Rearranging,

    (1 r)p1c1 p2c2 (1 r)m1 m2

    This is the “future‐valued” form of the budget constraint since all terms are expressed in period 2 values.  

    Equivalent to it is the “present‐valued” form:

    p1c1 p2

    1 rc2 m1

    m21 r

  • The Intertemporal Budget Constraint

    c1

    c2

    m2/p2

    m1/p100

    m1 m2 / (1 r)p1

    (1 r)m1 m2p2

    Slope = (1 r) p1p2

    (1 r)p1c1 p2c2 (1 r)m1 m2

    38

  • Price Inflation

    • Define the inflation rate by π where

    • For example,π  = 0.2 means 20% inflationπ  = 1.0 means 100% inflation

    39

    p1(1 ) p2

  • Price Inflation

    • We lose nothing by setting p1 = 1 so that p2 = 1+ π.

    • Then we can rewrite the budget constraint

    as

    40

    p1c1 p2

    1 rc2 m1

    m21 r

    c1 11 r

    c2 m1 m2

    1 r

  • Price Inflation

    41

    c1 11 r

    c2 m1 m2

    1 rrearranges to

    c2 1 r1

    c1 1 r1

    m21 r

    m1

    so the slope of the intertemporal budget constraint is

    1 r1

  • Price Inflation

    • When there was no price inflation (p1=p2=1) the slope of the budget constraint was ‐(1+r).

    • Now, with price inflation, the slope of the budget constraint is ‐(1+r)/(1+ ).  This can be written as

    (rho) is known as the real interest rate.

    (1 ) 1 r1

    42

  • Real Interest Rate

    43

    (1 ) 1 r1

    gives

    r 1

    • For low inflation rates ( 0),  r ‐ .

    • For higher inflation rates this approximation becomes poor.

  • Real Interest Rate 

    44

    r 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30

    0.0 0.05 0.10 0.20 1.00

    r - 0.30 0.25 0.20 0.10 -0.70

    r 1

    0.30 0.24 0.18 0.08 -0.35

  • Comparative Statics

    • The slope of the budget constraint is

    • The constraint becomes flatter if the interest rate r falls or the inflation rate rises (both decrease the real rate of interest).

    (1 ) 1 r1

    45

  • Comparative Statics

    46

    c1

    c2

    m2/p2

    m1/p100

    (1 ) 1 r1

    slope =

    The consumer saves.

  • Comparative Statics

    c1

    c2

    m2/p2

    m1/p100

    The consumer saves.  Anincrease in the inflation rate or 

    a decrease in the interest rate “flattens” thebudget constraint.

    47

    (1 ) 1 r1

    slope =

  • Comparative Statics

    c1

    c2

    m2/p2

    m1/p100

    If the consumer saves thenwelfare is reduced by a lower

    interest rate or a higher inflation rate.

    48

    (1 ) 1 r1

    slope =

  • Comparative Statics

    c1

    c2

    m2/p2

    m1/p100

    The consumer borrows.

    49

    (1 ) 1 r1

    slope =

  • Comparative Statics

    c1

    c2

    m2/p2

    m1/p100

    The consumer borrows. A fall in the interest rate or a rise in the 

    inflation rate “flattens” the budget constraint.

    50

    (1 ) 1 r1

    slope =

  • Comparative Statics

    c1

    c2

    m2/p2

    m1/p100

    If the consumer borrows thenwelfare is increased by a lower 

    interest rate or a higher inflation rate.

    51

    (1 ) 1 r1

    slope =

  • Valuing Securities• A financial security is a financial instrument that promises to deliver an income stream.

    • E.g.; a security that pays$m1 at the end of year 1,$m2 at the end of year 2, $m3 at the end of year 3.

    • What is the most that you should pay to buy this security?

    52

  • Valuing Securities

    • The PV of $m1 paid 1 year from now is m1/ (1+r)

    • The PV of $m2 paid 2 years from now is m2/ (1+r)2

    • The PV of $m3 paid 3 years from now is m3/ (1+r)3

    • The PV of the security is therefore

    53

    PV m1

    1 r

    m2(1 r)2

    m3

    (1 r)3

    PV of Y1 payout + PV of Y2 payout + PV of Y3 payout.

  • Valuing Bonds

    • A bond is a special type of security that pays a fixed amount $x for T‐1 years (T: no. of years to maturity) and then pays its face value $F upon maturity.

    • What is the most that should now be paid for such a bond?

    54

  • Valuing Bonds

    PV x1 r

    x(1 r)2

    x(1 r)T1

    F(1 r)T

    End of Year 1 2 3 … T‐1 T

    Income Paid $x $x $x $x $x $F

    Present Value x/(1+r) x/(1+r)

    2 x/(1+r)3 … x/(1+r)T‐1 F/(1+r)T

    55

  • Valuing Bonds

    • Suppose you win a lottery.  

    • The prize is $1,000,000 but it is paid over 10 years in equal installments of $100,000 each.  

    • What is the prize actually worth?

    56

    PV $100, 0001 0 1

    $100, 000(1 0 1)2

    $100, 000(1 0 1)10

    $614, 457

  • Valuing Consols

    • A consol is a bond which never terminates, paying $x per period forever.

    • What is a consol’s present‐value?

    57

  • Valuing Consols

    EndofYear 1 2 3 … t …

    IncomePaid $x $x $x $x $x $x

    PV

    … …

    PV x1 r

    x(1 r)2

    x(1 r)t

    58

  • Valuing Consols

    PV x1 r

    x(1 r)2

    x(1 r)3

    11 r

    x x1 r

    x(1 r)2

    11 r

    x PV

    Solving for PV gives PV xr

    59

  • Valuing Consols

    E.g. if r = 0.1 now and forever then the most that should be paid now for a console that provides $1000 per year is

    PV xr $1000

    0 1 $10,000

    60