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1 AULA 16 : EQUILIBRIO GERAL I : Trocas e Mercado Concorrencial 1. Equilíbrio em Economias de Troca Pura; 2. Equilíbrio em Mercados Concorrenciais; 3. Eficiência do Mercado Concorrencial; 4. Bibliografia e Exercícios sugeridos. 1. Equilíbrio em Economias de Troca Pura No livro The Wealth of Nations A.Smith (1776) explicitou pela primeira vez a idéia de que o mercado concorrencial produz resultados desejáveis para a sociedade como um todo. Por trás do aparente caos produzido por inumeráveis decisões interdependentes dos agentes econômicos, todos motivados por interesses próprios e individuais, existe uma força harmonizadora que é socialmente benéfica. Esta força, simbolizada por uma máo invisível, conduz inexorávelmente o mercado concorrencial à um equilíbrio que, segundo Smith, possui características socialmente benéficas. A partir desta idéia pioneira de A.Smith, muitos teóricos da economia procuraram formalizar as principais questões que esta afirmaçao levanta, e estabelecer as condiçoes sob as quais estas questões tem uma resposta positiva. a) O equilíbrio do mercado existe realmente, é ele conseqüência do comportamento racional e coerente de compradores e vendedores no mercado ? 2 b) Se este equilíbrio existe, é ele um estado particular para o qual o mercado tende ou existem outros pontos de equilíbrio possíveis ? c) O equilíbrio é robusto com relaçao a possíveis mudanças nas condiçoes que garantem a sua existência ou ele pode ser fácilmente alterado em razão destas mudanças ? As questoes apresentadas nos três tópicos acima dizem respeito à existência, unicidade e estabilidade do equilíbrio no mercado competitivo, respectivamente, e elas serao abordadas na próxima seção. À luz da intuição da mao invisível de Adam Smith, a existência do equilíbrio competitivo é sem dúvida a questão principal, a qual merecerá mais atenção. Entretanto, o equilíbrio do mercado precisa ser um estado socialmente desejável, do ponto de vista do bem estar individual. Nesta aula, analisaremos economias de trocas puras (barter economy) e economias com mercados concorrenciais onde não há produçao de bens. Uma economia em que há produçao será analisada na próxima aula 17. Existem Ii ,...,1= agentes dispostos a trocar isto é, comprar ou vender quantidades dos nk ,...,1= bens que possuem, cada um dispondo de uma dotação inicial )in,...,( 1 ii ωωω = destes n bens, onde ikω são as quantidades do bem k alocadas ao indivíduo . i Vamos entao enunciar os conceitos de melhora e de eficiência Paretianas, introduzidos na literatura pelo economista Italiano Wilfredo Pareto (1896). 3 Pareto Eficiência Suponha uma alocação inicial de n bens entre I indivíduos, ),...,( 1 Iωωω = na qual as quantidades alocadas ao indivíduo i são ),...,( 1 i n ii ωωω = . Se é uma outra alocação destes bens, distinta de z ω , digo que representa uma melhora Paretiana se todo individuo , prefere fracamente a alocação à alocação z i i iz ω , sendo que, para pelo menos um deles, a alocaçao é estritamente preferível. iz Quando uma dada alocação ω não pode mais ser melhorada no sentido de Pareto, entao dizemos que esta alocação é Pareto eficiente. Formalmente: Definição 1: Pareto Eficiência A alocação ω é Pareto eficiente se não existe nenhuma outra alocação tal que, para todo z individuo tenhamos i iiiz ω≥ e, para pelo menos um indivíduo j , tenhamos jjjz ω> , onde e designam i≥ j> as preferências fracas e forte dos indivíduos e i j , respectivamente. Em outras palavras, se uma dada alocação é Pareto eficiente, entao não é possível melhorar a situação de um indivíduo sem piorar a situação de algum outro. Como ele leva em conta a variação do bem estar de cada membro individual de um grupamento social, o conceito de eficiência Paretiana tem um uso 4 pervasivo na teoria econômica, particularmente em Economia do Bem Estar. Identificação Podemos identificar as alocações Pareto eficientes ix dos agentes, em uma perspectiva social, usando as funções de utilidade individuais e as n restrições , as quais condicionam o total transacionado (demanda) ao total dos recursos iniciais disponíveis (oferta). iu ∑ ∑∫= ==1i Ii iix ω1 Vamos aqui obter condiçoes suficientes para identificar alocações Pareto eficientes no caso de dois indivíduos 2,1=i e dois bens 2,1=k , transacionados em quantidades x e . y As condiçoes obtidas estendem-se naturalmente para um número maior de indivíduos e bens. A alocação Pareto eficiente do agente 1, notada , deverá ser tal que ela maximiza a sua utilidade para um dado nível de utilidade constante do agente 2. ),( *1 * 1 yx Ésta é de fato a idéia da melhora Paretiana, de se obter a melhor alocação de um agente, sem piorar a alocação do outro. Sejam as dotações iniciais dos dois agentes, ),( 12 1 1 1 ωωω = )2e ,( 2 2 1 2 ωωω = inicial do primeiro bem será a oferta x≡+ 21 11 ωω e, do segundo bem y≡+ 21 . 22 ωω Logo, o problema do agente 1 será: 5 ),( 111, 11 yxuMaxyx sujeito à 2222 ),( uyxu = e xxx =+ 21 e yyy =+ 21 Este problema poderá ser mais fácilmente resolvido inserindo as duas últimas restrições nas funções de utilidade e maximizando o Lagrangeano com apenas uma restrição: }),({),(),,( 211211111 uyyxxuyxuyxL −−−+= λλ As duas primeiras condiçoes de primeira ordem são: 0)1( 2 2 1 1 1 =−∂ ∂+∂ ∂=∂ ∂ x u x u x L λ ⇒ 2 2 1 1 x u x u ∂ ∂=∂ ∂ λ 0)1( 2 2 1 1 1 =−∂ ∂+∂ ∂=∂ ∂ y u y u y L λ ⇒ 2 2 1 1 y u y u ∂ ∂=∂ ∂ λ Lembrando que a taxa marginal de substituiçao entre os dois bens é a razão entre suas utilidades marginais, tomando a razao das duas últimas equações acima obtemos: ),( ),( ),( ),( ),(),( 22 2 2222 2222 1211 1111 11 1 yxTMS yyxu xyxu yyxu xyxuyxTMS xyxy ≡∂∂ ∂∂=∂∂ ∂∂≡ Vemos entao que a condiçao para que uma alocação seja Pareto eficiente é a da igualdade das taxas marginais de substituiçao entre os diferentes agentes. A razão é simples: se , o bem x vale relativamente mais para o agente 1 do que para o agente 2, uma vez que, para ceder uma unidade deste bem, ele demanda mais unidades do bem y do q ue o demanda o agente 2. ),(),( 22 2 11 1 yxTMSyxTMS xyxy > 6 Deste modo, ao menos um deles pode melhorar sua alocação sem que o outro piore, mediante trocas adicionais, o agente 1 trocando y por x com o agente 2. O inverso ocorre se tivermos ),(),( 22 2 11 1 yxTMSyxTMS xyxy < : o bem x vale relativamente menos para o agente 1 do que para o agente 2, de modo que pelos menos um deles pode melhorar sua alocação sem que o outro piore, o agente 1 trocando x por y com o agente 2. Assim, enquanto as taxas marginais de substituiçao dos dois agentes diferirem, trocas implementadoras de melhoras Paretianas são possíveis. Quando a igualdade ),(),( 22 2 11 1 yxTMSyxTMS xyxy = é alcançada, trocas que representem melhoras Paretianas não são mais possíveis, pois ambos atribuem os mesmos valores aos dois bens, significando que ambos agentes alcançaram uma dotação Pareto eficiente. Observe-se que se as funções de utilidade dos agentes forem estritamente crescentes e quase côncavas, a igualdade das TMSs entre os agentes é também uma condiçao suficiente para que a alocaçãoseja Pareto eficiente. Alocaçoes Factíveis e Curva de Contratos Dada a dotação inicial ))(),,((),( 22 2 1 1 2 1 1 21 ωωωωωωω =≡ existente na economia, existem x≡+ 2111 ωω unidades do primeiro bem e y≡+ 2212 ωω unidades do segundo bem potencialmente disponíveis no mercado. A alocação é factível para aquela dotação inicial, se ela verifica )),(),,((),( 22 2 2 1 1 1 1 yxyxyx ≡ xxx =+ 21 e yyy =+ 21 . 7 A curva de contratos (superficie de contratos, no caso de mais de 2 agentes) é o locus das alocaçoes ),( yx que são factíveis e à partir das quais, nenhuma troca mutuamente vantajosa adicional é possível. Trata-se, portanto, de um conjunto de trocas de equilíbrio para os agentes. Definição 2: Curva de Contratos A curva de contratos entre dois agentes é o conjunto das alocaçoes )),(),,((),( 22 2 2 1 1 1 1 yxyxyx ≡ factíveis, para uma dada dotaçao inicial ))(),,(( 22 2 1 1 2 1 1),( 21 ωωωωωωω =≡ destes dois agentes, tais que as taxas marginais de substituiçao destes dois bens são idênticas para os dois indivíduos. Formalmente: );,(),(:),{()( 22 2 11 14 yxTMSyxTMSRyxC xyxy =∈= +ω xxx =+ 21 ; }21 yyy =+ Os pontos sobre a curva de contratos são, portanto, alocaçoes que podem ser alcançadas em trocas voluntárias de equilíbrio. Elas são, necessáriamente, alocaçoes factíveis e Pareto eficientes, como vimos anteriormente. A Figura 1 mostra uma curva de contratos na caixa de Edgeworth, no caso 2 produtos X 2 agentes. 8 Fig.1: Curva de Contratos na caixa de Edgeworth 01 02 x x y y ω. x10 y10 x20 = x –x10 y20 = y –y10(x0,y0) u10 u20 u2* nucleo (x* ,y*) z . . e Cada ponto no interior do retângulo representado na Figura 1, chamado caixa de Edgeworth (1881), representa uma dotação factível, no sentido de que a soma das dotações dos dois agentes iguala ),( yx . As coordenadas do plano Cartesiano yxO1 situam as dotaçoes do agente 1, enquanto que as coordenadas do plano oposto yxO2 situam as dotações do agente 2. A curva na diagonal secundária da caixa, unindo as origens dos dois sistemas, é a curva de contratos entre os dois agentes, reunindo as alocaçoes dos agentes onde o valor relativo dos bens é idêntico para ambos. 9 Ela é formada pelos pontos de tangencia das curvas de indiferença dos dois agentes, para diferentes níveis de utilidade de cada um. A figura representa 4 curvas de indiferença convexas para cada agente, sendo que as do agente 2 devem ser olhadas de cima para baixo, à partir da origem , mas existem evidentemente uma infinidade delas, um par para cada ponto sobre a curva de contratos. 2O Como mencionamos acima, pontos fora desta curva indicam alocaçoes passíveis de melhoras Paretianas para pelo menos um dos agentes. Na alocação sobre a curva de contratos, o agente 1 tem unidades do bem medido por x e unidades do bem medido por y, enquanto que o agente 2 tem ),( 00 yx 0 1x 0 1y 0 1 0 xx2x −≡ unidades do primeiro bem e 0 1 0 2 yyy −≡ unidades do segundo. Nesta alocação, o agente 1 obtém utilidade , e o agente 2 utilidade . 0 1u 0 2u A alocação é Pareto eficiente pois, movendo-se para cima à partir deste ponto ao longo da curva de contratos, o agente 1 tem utilidade mais elevada, mas o agente 2 utilidade mais baixa que ; movendo-se para baixo, o agente 2 tem utilidade mais elevada, mas a situaçao do agente 1 piora pois receberá utilidade mais baixa que . 0 2u 0 1u Assim sendo, os pontos sobre a curva de contratos são pontos de equilíbrio para as trocas dos agentes, mas nem todos eles podem ser alcançados à partir de uma dada dotação inicial dos agentes. Óbviamente, se as dotações iniciais já se encontram sobre a curva de contratos, os agentes estao em equilíbrio e nenhuma troca haverá lugar. 10 Curva de Possibilidades de Utilidade Dados os recursos totais existentes dos dois bens ),( yx , diferentes distribuições das dotações iniciais geram diferentes pontos de tangencia das curvas de indiferença, os quais formam a curva de contratos dos dois agentes. Muito embora nem todos os pontos da curva de contratos possam ser alcançados à partir de uma dada distribuição dos recursos totais entre os dois agentes, os pontos de tangencia apresentam diferentes níveis de utilidade para cada agente. Podemos entao representar estes níveis de utilidade potencial no plano 21 uu × , pela curva de possibilidades de utilidade. Cada ponto sobre esta curva indica os níveis de satisfação alcançáveis a priori pelos dois agentes, ao realizarem trocas de equilíbrio que redundam numa alocação eficiente específica sobre a curva de contratos. ),( 21 uu Observações: 1. A definição da curva de possibilidade de utilidade neste contexto nos parece oportuna, devido à analogia que o aluno poderá fazer com a curva de possibilidades de produçao, a ser construída na próxima aula, Aula 17, quando introduziremos a produçao na análise do equilíbrio geral; 2. Na aula sobre a Escolha Social, mais à frente, encontraremos novamente curvas de possibilidade de utilidade. Mas a interpretação que será dada ali à esta curva é distinta, uma vez que aquela é obtida à partir de uma funçao de escolha social. 11 O exemplo seguinte ilustrará a construção da curva de contratos, das curvas de indiferença e da curva de possibilidades de utilidade. Exemplo 1 (numérico) Agente 1: utilidade 7.0 1 3.0 1111 ),( yxyxu = ; Agente 2: utilidade 4.0 2 6.0 2222 ),( yxyxu = A dotação total dos dois bens é )10,10(),( =yx . Factibilidade: 1021 =+ xx e 1021 =+ yy . Pareto eficiência: 2 2 2 1 11 2 3 7 3 xyxy TMSx y x yTMS === . Factibilidade+Pareto eficiência = Curva de contratos Equação da curva: 100; 520 70 1 1 1 1 ≤≤+= xx xy agente 1; 100; 570 20 2 2 2 2 ≤≤−= xx xy agente 2. Substituindo as equações da curva de contratos na funçao de utilidade dos dois agentes obtemos: 100; )520( )70( 17.0 1 1 7.0 1 ≤≤+= xx xu para o agente 1 12 100; )570( )20( 24.0 2 2 4.0 2 ≤≤−= xx xu ; 12 10 xx −= para o agente 2. Assim, para cada nível de , temos o valor de e, em conseqüência, os níveis de utilidade e correspondentes. 1x 12 10 xx −= 2u 1u Fig.2a: Curva de contratos de uma economia Cobb-Douglas 01 02 10 10 10 10Curva de contratos C B A u1=3.87 u2=6.57 u1=6.25 u2=4.21 u1=8.28u2=2.0 A Figura 2b abaixo mostra a curva de possibilidades de utilidade correspondente desta economia. 13 Fig.2b: Curva de Possibilidades de Utilidade 01 10 10 C B A 3.87 6.57 6.25 4.21 8.28 2.0 u1 u2 Trocas de equilíbrio e Núcleo Mas o que ocorre se as dotações iniciais dos agentes estão fora da curva de contratos ? Suponha que a dotação inicial dos agentes seja ),( 21 ωωω ≡ , como indicado na Figura 1. Neste caso, a utilidade máxima que o agente 1 pode obter é representada pela curva de indiferença de nível , ao passo que o máximo de utilidade do agente 2 será dada pela sua curva de indiferença de nível . 0 1u *2u 14 Qualquer troca que resulte em uma alocaçao situadaabaixo da curva de indiferença de nível não será vantajosa para o agente 1 e este poderá bloquear esta alocaçao, recusando-se a realizar a troca. 0 1u Analogamente, toda troca que resulte em uma alocação situada abaixo da curva de indiferença de nível para o agente 2, será desvantajosa para ele, e ele poderá bloquear a alocação, recusando-se à troca. *2u Todavia, as alocaçoes sobre a curva de contratos que se situam acima de e abaixo de ),( 00 yx *)*,( yx não são bloqueáveis por nenhum dos agentes. Qualquer troca que resulte em uma alocação de equilíbrio entre estes dois pontos será vantajosa para ambos os agentes. Tal região é chamada núcleo da economia de troca. Vamos na sequencia definir formalmente as coalizões bloqueadoras em um contexto mais geral, com I agentes e n bens e, em seguida, definiremos o núcleo. Definição 3: Coalizões bloqueadoras Suponha uma economia de trocas com I agentes e n bens. Seja o conjunto { }IN ...,,2,1= dos agentes os quais dispõem de dotação inicial ),...,( 1 Iωωω = sendo ),...,( 1 i n ii ωωω = as quantidades alocadas ao agente i . Considere uma alocaçao factível ),...,( 1 Ixxx = para a dotaçao ω e NS ⊂ uma coalizão de agentes. Dizemos que a coalizão S bloqueia a alocação factível x se existe uma outra alocação tal ),...,( 1 Iyyy = que: 15 (i) é internamente factível, i.e., y ∑ ∑∈ ∈=Si Si iiy ω ; (ii) é preferível à alocação y x para os membros da coalizão, i.e.: para todo iii xy ≥ Si∈ , com pelo menos uma preferência estrita. Óbviamente, em uma economia com 2 agentes, as coalizões bloqueadoras de uma dada alocação factível são compostas dos dois agentes ou de um único agente. Definição 4: Núcleo de uma economia de trocas O núcleo de uma economia de trocas com I agentes e n bens, com dotação inicial ),...,( 1 Iωωω = , é o conjunto das alocaçoes factíveis ),...,( 1 Ixxx = com a dotação inicial ω , que não podem ser bloqueadas por nenhuma coalizão. Como ele depende da dotação inicial dos agentes, notamos o núcleo por )(ωN . Assim, o núcleo de uma economia de trocas, com um dada alocação unicial ω , é o conjunto das alocaçoes factíveis para ω , e que não podem ser bloqueadas. Na Figura 1, o núcleo é o trecho da curva de contratos que intersecta a região elíptica entre as curvas de indiferença de níveis e . 0 1u *2u Qualquer alocação situada no interior das curvas de indiferença de níveis e , como a alocação 0 1u *2u z por exemplo, pode ser bloqueada pela coalizão formada por ambos agentes, uma vez que trocas 16 implementadoras de melhoras Paretianas ainda são possíveis, dado que as taxas marginais de substituiçao entre os bens são ali distintas. Tal não é o caso da alocação situada sobre a curva de contratos. e Esta é uma alocação Pareto eficiente, à partir da qual não há possibilidade de trocas adicionais, proporcionando ganhos mútuos aos agentes. Obviamente, a alocação é não bloqueável para a dotação inicial e ω dos agentes, pois )(ωNe∈ . Exemplo 2 (continuação exemplo 1) Suponha que as dotaçoes iniciais dos dois agentes sejam )3,7(1 =ω e )7,3(2 =ω . Do exemplo 1, a curva de contratos tem equaçao 100; 520 70 1 1 1 1 ≤≤+= xx xy , ou 100; 570 20 2 2 2 2 ≤≤−= xx xy Núcleo )(ωN : É o trecho da curva de contratos entre as curvas de indiferença de níveis 868.3)3()7( 7.03.01 ==u e 21.4)7()3( 4.06.02 ==u ,, entre os pontos A e B nas Figuras 2a, 2b e na Figura 2c adiante. Equação das curvas de indiferença para estes níveis: Agente 1: 100;100;)868.3( 11 7 3 1 7.0 1 1 <<<<= yx x y 17 Agente 2: 100;100;)21.4( 22 2 3 2 4.0 1 2 <<≤<= yx x y . Os dois pontos que delimitam o núcleo estáo na interseçao da curva de contrato com as curvas de indiferença de nível. Assim, igualando a curva de indiferença com a curva de contratos, para cada agente, obtemos as seguintes alocaçoes: Agente 1: )94.4,18.2(),( 11 =yx ) e, em conseqüência , com os agentes alcançando utilidades 06.5,82.7(),( 22 =yx )567.6,868.3() =,( 21 uu . Agente 2: )70.2,65.5(),( 22 =yx ) e, em conseqüência, , com os agentes alcançando utilidades 30.7,35.4(),( 11 =yx )21.4,25.6(),( 21 =uu . Como vemos, uma troca eficiente e equilibrada entre os agentes requer que o agente 1 deseje mais do bem y do que possui inicialmente, e o agente 2 deseje mais do bem x. As quantidades mínimas requeridas pelo agente 1 são de 2.18 unidades do bem x e 4.94 unidades do bem y. Como sua dotação inicial é de 7 unidades do bem x e 3 do bem y, ele estará disposto a ceder no máximo (7 - 2.18) = 4.82 unidades do bem x para obter, no mínimo, (4.94 – 3) = 1.94 unidades adicionais do bem y. Já as quantidades mínimas requeridas pelo agente 2 são de 5.65 unidades do bem x e 2.70 unidades do bem y. Como sua dotação inicial é de 3 unidades do bem x e 7 do bem y, ele estará disposto a ceder no máximo 18 (7 – 2.70) = 4.30 unidades do bem y para obter, no mínimo, (5.65 – 3) = 2.65 unidades adicionais do bem x. A Figura 2c abaixo apresenta o diagrama da curva de contratos e das curvas de indiferença na caixa de Edgeworth. O núcleo é o trecho da curva de contratos entre os pontos A e B ali representados; os pontos A e B também aparecem nas Figuras 2a e 2b. Figura 2c: Curva de Contratos e Núcleo de uma economia de trocas Cobb-Douglas 01 02 10 10 10 10 ω 7 3 Curva de contratos 3 7 nu cle o 86.31 =u 21.42 =u 2.18 4.94 7.82 5.06 4.35 7.30 A B 2.70 5.65 19 2. Equilíbrio em Economias Perfeitamente Concorrenciais Definimos na seção anterior o equilíbrio em um sistema econômico um tanto primitivo, em que os agentes efetuam trocas puras, diretas entre eles. Entretanto, a implementação prática deste equilíbrio, sem vetor de preços, não vai sem dificuldades: (i) Os agentes individuais não tem contato direto uns com os outros; (ii) A formação de coalizões e a aquisição das informações necessárias para lograr a realização de trocas mutuamente benéficas não são tarefas gratuitas, mas custosas. Deste modo, a obtenção de alocaçoes no interior do núcleo da economia através das trocas voluntárias se apresenta como uma meta dificilmente atingível no mundo real. Nada espantoso entao que substanciais ganhos através das trocas acabem não sendo realizados na prática, jutamente em razão destas limitações. Nesta seção veremos como uma economia perfeitamente concorrencial pode gerar um vetor de preços que equilibra todos os mercados, ao mesmo tempo em que gera alocaçoes Pareto eficientes. Nesta economia, as trocas entre os agentes se dão não diretamente, mas através da mediação de mercados impessoais e particulares, um para cada bem. Veremos que o equilibro em cada mercado separadamente ocorrerá quando a totalidade das decisões dos vendedores são compatíveis com a totalidade das decisões dos compradores, relativamente aos preços propostos a eles. 20 Assim, o equilíbrio do mercado como um todo será alcançado quando a demanda dos compradores bate com a oferta dos vendedores aos preços vigentes, em cada mercado simultaneamente. A tomada de decisões em uma economia competitiva é de natureza descentralizada: cada agente individual, perfeitamente informado dos preços existentes em todos os mercados, demanda a cesta que atende o melhor sua própria preferência, independentementeda demanda dos outros agentes. Além disso, cada agente está perfeitamente seguro de que sua demanda será atendida, havendo produçao, isto é, oferta suficiente para isso. Analogamente, os produtores estão perfeitamente informados dos preços dos insumos e do seu produto, tomam decisões de produçao que maximizam seus lucros individuais, independentemente das decisões tomadas pelos outros produtores, na plena certeza de que haverá demanda para seus produtos. Equilíbrio no sistema concorrencial Como anteriormente, partimos de uma economia com Ii ,...,1= agentes, dispostos a comprar ou vender quantidades dos nk ,...,1= bens que possuem, cada um dispondo de uma dotação ),...,( 1 i n ii ωωω = destes n bens, onde i kω são as quantidades do bem k possuídas pelo agente i . Os agentes atuam no mercado seja como compradores, seja como vendedores de suas dotações iniciais, cada um possuindo utilidade contínua, fortemente crescente e estritamente quase côncava. iu Dado o vetor de preços ),...,( 1 nppp = estritamente positivo, cada agente Ii ,...,1= maximiza sua funçao de 21 utilidade escolhendo a cesta ótima composta dos n bens, sujeito à sua riqueza, dada pelo valor de mercado da sua dotação inicial: iu ),...,( 1 1 n ii xxx = sujeito à )( ii x xuMax i ii ppx ω≤ Como sabemos da teoria do consumidor, a solução deste problema é a demanda Marshalliana );( ii ppx ω , a qual, pelas hipóteses feitas sobre a funçao de utilidade, será única e contínua no vetor dos preços p . Trata-se de um vetor de demandas para cada consumidor , uma vez que a demanda i );( ii ppx ω é composta das demandas da consumidor sobre cada bem k : ));(),...,;(() 1 ii K iiii ppxppxx p ωωω = . ;( p Assim a demanda agregada pelo bem k será igual a soma horizontal das demandas dos I agentes por este bem: . ∑ =Ii ipp1 ); ωikx ( Por outro lado, a oferta agregada deste bem será igual à soma das dotaçoes existentes entre os agentes, uma vez que não existe produçao nesta economia: . ∑ =Ii ik1ω A funçao excesso de demanda do bem k será definida entao como a diferença entre a demanda e a oferta deste bem: ≡)( pzk −∑ =Ii iik ppx1 );( ω ∑ =Ii ik1ω Quando , a demanda agregada pelo bem 0) >zk ( p k é maior que a dotação total deste bem existente na economia de modo que haverá excesso de demanda pelo bem ∑ =Ii ik1ω k . Quando , há excesso de oferta do bem 0<zk . )( p k 22 O excesso de demanda agregada será entao uma correspondencia vetorial reunindo as funçoes excesso de demanda de cada bem: ))(,...,)(()( 1 pzpzpZ n= Sob as hipóteses correntes sobre a funçao de utilidade dos agentes, a funçao )( pZ possui as seguintes propriedades: 1. Continuidade em p ; 2. Homogeneidade 0 em p ; 3. Lei de Walras: 0)(. =pZp . A segunda propriedade é uma conseqüência imediata da homogeneidade 0 das demandas Marshallianas com relaçao aos preços e à renda; A lei de Walras (1874) estabelece que o valor do excesso de demanda agregada é nulo. Com efeito, da restrição orçamentária do agente temos: . i ∑ ∑ ∑= = = =⇒=−⇒= Ii Ii nk kkiiii pzpxpppx 1 1 1 0)(0)( ωω Conseqüência da lei de Walras Suponha que a economia tenha apenas dois bens: . 2=n Pela lei de Walras teremos: )()( 2211 pzppzp −= . Logo, se há excesso de demanda no primeiro mercado , haverá excesso de oferta no segundo mercado 0)(1 >pz .0)(2 <pz 23 Analogamente, se o primeiro mercado estiver equilibrado, isto é 0)(1 =pz , entao o segundo mercado também estará equilibrado: .0)(2 =pz No caso genérico de mercados, podemos concluir que se mercados estiverem equilibrados, entao o também estará. n 1−n esimon Equilíbrio Walrasiano Consideremos agora o sistema descrito por )( pZ , a correspondência das demandas agregadas excedentárias. Observações: (i) O excesso eventual de demanda no mercado do bem k , isto é , pode depender do preço praticado em todos os mercados, de modo que os mercados são interdependentes; )( pzk (ii) Existe equilíbrio parcial no mercado do bem k se, aos preços p correntes, a demanda do bem iguala a sua oferta, de modo que .0)( =pzk (iii) Se para um dado vetor de preços p temos 0)( =pZ , entao a oferta iguala a demanda em cada mercado e, neste caso, dizemos que o sistema de ercado está em equilíbrio geral. m 24 Definição 5: Equilíbrio Walrasiano Um vetor de os é um equilíbrio preç nRp ++∈* Walrasiano se 0*)( =pZ . A questão da existência de um vetor de preços estritamente positivo que equilibra todos os n mercados conjuntamente tem sido uma das questões centrais da teoria econômica em meados do século X. ith obre o funcionamento da economia de mercado. Gross , a ex X A centralidade desta questão torna-se óbvia se realizarmos que ela é a tradução matemática e coerente da lógica implícita à visão de A.Sm s eiramente istência do vetor de preços 0* >>p tal que 0*)( =pZ , seria a própria comprovação mao invisível de Adam Smith. da Leon Walras havia tomado como um dado a existência do vetor de equilíbrio *p na falsa presunção de que um sistema contendo s deveria dmitir pelo menos uma solução. o erro Walras tem duas incógnitas mas não tem oluçao. estritivas sobre as preferências dos onsumidores. n ,...,1 equações nkpzk ,...,1;0)( == , em n incógnita mp p a Foi o sueco A.Wald (1936) quem primeiro observou de : por exemplo, as duas equaçoes 022 2 1 =+ xx e 12221 =− xx s Wald ofereceu entao uma prova matemática correta da existência do vetor de preços de equilíbrio, mas a demonstração desta prova logo pareceu a alguns autores posteriores como baseada em hipóteses excessivamente r c 25 Por exemplo, Wald supôs que as preferências dos consumidores eram fortemente separáveis e que suas utilidades marginais eram decrescentes em todos os bens, hipóteses estas que de fato revelaram-se não necessárias. A prova geral da existência do equilíbrio Walrasiano foi dada por McKenzie (1954) e Arrow e Debreu (1954) em artigos simultâneos publicados na revista Econometrica. Para esta prova, ambos utilizam o teorema da existência do ponto de fixo de Brower. O teorema de Brower afirma que toda correspondência contínua f dentro de um conjunto nRS ⊂ não vazio, compacto e convexo, admite um ponto fixo neste conjunto. Formalmente, se SSf →: , ∅≠S , S compacto e convexo, então Sx ∈∃ * tal que **)( xxf = . Este ponto *x é chamado ponto fixo de f . Quais são as hipóteses mínimas sobre as funçoes excesso de demanda , que se mostraram suficientes para garantir o equilíbrio Walrasiano ? )( pzk Duas destas hipóteses foram enunciadas acima: (i) A continuidade da funçao excesso de demanda agregada )( pZ ; (ii) A lei de Walras: 0)(. =pZp ; Uma terceira hipótese, de natureza mais técnica, tem um significado econômico mais fácilmente entendido quando descrita literariamente: 26 (iii) Se o preço de alguns bens, mas não todos, se aproximar arbitráriamente de 0, entao o excesso de demanda de pelo menos um destes bens aumenta ilimitadamente. A partir das condiçoes (i), (ii) e (iii), uma forma particular de definir o conjunto de preços S e as correspondências para cada bem )( pfk k , além do uso do teorema do ponto fixo de Brower, tudo reunido leva à prova da existência de um vetor de preços normalizado *p que equilibra o mercado dos bens,. n Esta prova é de nívelde mestrado, e não será reproduzida aqui. Veja o livro de Jehle e Reny, pp.192-94. Entretanto, pode-se substituir as condiçoes (i)-(iii) sobre as funções excesso de demanda por outras condiçoes mais próximas dos fundamentos microeconômicos do mercado competitivo. Estas condiçoes se expressam únicamente em termos das funções de utilidade dos consumidores e da positividade das dotações iniciais em todos os bens. Pode-se provar que estas últimas hipóteses implicam as condiçoes (i)-(iii) mencionadas acima. Teorema 1: Existencia do equilíbrio Walrasiano Se as funções de utilidade de todos os agentes iu Ii ,...,1= forem contínuas, fortemente crescentes e estritamente quasecôncavas no , e se as dotações nR+ agregadas de todos os bens da economia forem estritamente positivas, i.e. ∑ , entao existe ao =Ii 1ω >>i 0 menos um vetor de preços 0>>*p tal que .0*)( =pZ 27 Observações: (i) A funçao é dita fortemente crescente se o aumento em um dos seus argumentos quaisquer, sem diminuição nos outros argumentos, aumenta estritamente o valor da funçao. Iu Observe que a funçao Cobb-Douglas não tem esta propriedade, pois se um dos seus argumentos for zerado e o outro aumentar, a funçao não aumenta estritamente, continuará valendo 0. (ii) Suponha por exemplo, uma economia com 2 bens e 2 consumidores os quais tem utilidade CES, 10;),( 2121 <<+= ρρρ xxxxui ; 2,1=i . Como a utilidade é fortemente crescente e estritamente quasecöncava, se a dotação inicial dos dois bens for estritamente positiva, i.e. 021 1 1 >+ωω e 022 1 2 >+ωω , entao existirá um equilíbrio Walrasiano. Veja o exemplo 3 abaixo. (iii) A demonstração de que as hipóteses do teorema 1 implicam as condiçoes (i) e (ii) das funçoes excesso de demanda é imediata; para a condiçao (iii) a prova é mais longo e, por isso, não será reproduzida aqui. (iv) Vimos anteriormente que a funçao excesso de demanda agregada é homogênea de grau zero. Isto significa que se *p é o equilíbrio Walrasiano e 0>λ entao 0(*)( *) == pZpZ λ de modo que se existe um vetor de preços que equilibra todos os mercados, qualquer múltiplo positivo deste vetor também equilibra todos os mercados. 28 Esta propriedade é conseqüência do fato que, para a escolha dos consumidores, sòmente os preços relativos contam. Ela tem conseqüências práticas úteis e poderá ser utilizada para simplificar no cálculo para encontrar o vetor de preços de equilíbrio. A Figura 3 abaixo mostra o equilíbrio Walrasiano para uma economia de dois bens dois agentes, na caixa de Edgeworth Fig.3: Equilíbrio Walrasiano 01 02 ω ω11 ω21ω22 ω12 p* x* x11 x12 x21x22 ω11 – x11 x12 - ω12 C.Contratosu2 u1 x1 x2 u1*u2* As dotações totais dos bens 1 e 2 são 2 1 1 1 ωω + e 2212 ωω + respectivamente. 29 Com as dotações iniciais ),( 12 1 1 1 ωωω = e ),( 22212 ωωω = 1u , os agentes 1 e 2 alcançam os níveis de utilidade e , respectivamente. 2u Entretanto, este não é o maior nível de utilidade que podem alcançar, uma vez que : há possibilidade de trocas mutuamente benéficas para ambos, com o agente 1 trocando o bem 1 pelo bem 2 com o agente 2, uma vez que o agente 1 valora menos o bem 1 do que o agente 2. 2 12 1 12 TMSTMS < Entretanto, diferentemente da economia de trocas puras, vista anteriormente, no mercado concorrencial a relaçao entre os agentes é “impessoal”, no sentido em que ela se dá no mercado. Antes de colocar suas demandas e ofertas no mercado, os agentes tem de conhecer o vetor de preços com o qual os bens são ali transacionados. O teorema 1 nos garante que este vetor de preços existe, e que ele efetivamente permite que as transações sejam realizadas ótimamente, de modo que as demandas excedentárias do agente 1 pelo bem 2 e do agente 2 pelo bem 1 sejam eliminadas. ),(* 21 ppp = Face ao preço relativo de equilíbrio , o valor relativo da dotação do agente 1 é 21 / pp 21 )/ 1 2 1 1( ωω +pp e sua demanda ótima é ),( 12 1 1 1 xxx = ; para o agente 2, sua riqueza relativa é 2 2( 2 121 )/ ωω +pp e sua demanda ótima é . ),( 22 2 1 2 xxx = A alocação Walrasiana de equilíbrio é , onde as taxas marginais de substituiçao de ambos agentes se igualam ao preço relativo: , isto é, sobre a curva de contratos. ),(* 21 xxx = 2 1221 1 12 / TMSppTMS == 30 Logo, é um ponto Pareto eficiente. Neste ponto, os agentes 1 e 2 alcançam o maior nível de utilidade permitida pela dotaçao inicial ω , a saber, e , respectivamente. *1u *2u O agente 1 terá vendido 1 1 1 1 x−ω unidades do bem 1 ao agente 2 e terá adquirido 2 2 2 2 x−ω unidades do bem 2 do agente 2. Exemplo 3: (numérico) Agente 1: utilidade 2 1 1 2 1 1111 ),( yxyxu += e dotação )2,1(1 =ω ; Agente 2: utilidade 3 2 1 3 2 1222 ),( yxyxu += e dotação )1,2(1 =ω ; Demandas Marshallianas: Agente 1: 21 2/1 11 /)/( ppyxTMSxy == 12211 )/( xppy =⇒ . Restrição orçamentária: 211211 2 ppypxp +=+ )/1)(/( /2 2121 21 1 pppp ppx + += Agente 2: 21 3/1 22 /)/( ppyxTMSxy == 23212 )/( xppy =⇒ . Restrição orçamentária: 212221 2 ppypxp +=+ 31 ))/(1)(/( )/(21 2 2121 21 2 pppp ppx + += Como as demandas so dependem do preço relativo, coloquemos 21 / ppp = . Funçao excesso de demanda do bem denominado x : =−+= 3)( 21 xxpzx )1( 2 pp p + + 3 )1( 21 2 −+ ++ pp p Zerando o excesso de demanda pelo bem x : Note que 03230)( 432 =−−++⇒= pppppzx . Esta equaçao tem 4 soluçoes, 2 complexas, com parte real negativa e 2 reais, 1 negativa e 1 positiva. A única solução admissível é 1=p , isto é: 21 pp = Pela lei de Walras, a igualdade de preços dos dois bens, também igualará a oferta e a demanda do bem denominado , de modo que: y 0; 1 1 * >⎟⎟⎠ ⎞⎜⎜⎝ ⎛= λλp é o equilíbrio Walrasiano desta economia. Observe que com este preço relativo, a demanda ótima do agente 1 pelos dois bens, será: ) 2 3, 2 3(),( 11 =yx , o que lhe permite alcançar o nível de utilidade 32 45.2)2/3(2* 2/11 ==u .2)2()1( 2/12/11 , valor 1.66% superior ao nível inicial 41=+=u . Análogamente, a demanda ótima do agente 2 será também ) 2 3, 2 3( 1( ),( 22 =yx 62.2)2/3(2* 3/22 ==u )2( 3/21 +=u , seu nível de utilidade máxima , o qual é 1.55% superior ao nível inicial . 58.2) 3/2 = 3. Eficiência do Mercado Concorrencial O exemplo anterior evidenciou algumas características gerais do equilíbrio Walrasiano: (i) A demanda e oferta dos consumidores não depende do nível absoluto dos preços, mas únicamente do seu nível relativo. Isto significa que se todos os preços dobrarem ou triplicarem, não haverá alteração nos conjuntos orçamentários dos consumidores, nem nas suas demandas e ofertas ótimas. (ii) A Figura 3 reforça o entendimento de que o equilíbrio do mercado é o resultado de ações independentes que se harmonizam apesar das restrições distintas que as limitam, mercê do propósito maximizador comum dos agentes individuais. (iii) No mercado concorrencial, os agentes partem com uma dada dotação inicial de bens ),( 21 ωωω = e, após realizarem seu comercio de maneira ótima, 33 terminamcom uma outra dotação de bens, a alocação Walrasiana . ),(* 21 xxx = ( No exemplo 2, os agentes 1 e 2 partem com suas dotações iniciais e respectivamente, e terminam com a alocação a mesma alocação )2,1 )1,2( ) 2 3, 2 3( . Ambos estão melhor com a alocaçao Walrasiana do que com a alocação inicial. Observe que isto não poderia ser diferente, pois as transações são livres e voluntárias, de modo que se a compra ou a venda forem prejudiciais à um agente, este sempre tem a opção de recusar sua participaçao. (iv) Além do mercado concorrencial proporcionar uma redistribuição mais eficiente dos recursos disponíveis, no equilíbrio não há possibilidades de algum agente melhorar sua alocação. Isto significa que a alocação Walrasiana é uma alocação que não pode ser bloqueada, de modo que ela pertence ao núcleo da economia. (v) A alocação Walrasiana de equilíbrio em uma economia com agentes pode ser escrita como: I )).**,(....,,).**,( 11 II ppxppx (*)(* pxx ωω=≡ onde *p é o preço de equilíbrio. A Figura 4 abaixo mostra, na caixa de Edgeworth que não há razão para se crer que, quando o equilíbrio Walrasiano existe, ele seja único. 34 Fig.4: Multiplos equilíbrios Walrasianos 01 02 ω. . . . x1 x2 Se designarmos por )(ωW para o conjunto das alocaçoes Walrasianas de equilíbrio, compatíveis com a dotação inicial ω , vamos provar o seguinte teorema: Teorema 2: Núcleo e Equilíbrio competitivo Em uma economia de trocas ),( iiu ω , Ii ,...,1= na qual as funções de utilidade são todas estritamente iu crescentes, toda alocação Walrasiana de equilíbrio está dentro do núcleo. Formalmente: )()( ωω NW ⊂ A prova deste teorema é simples: 35 Suponha que não seja assim, isto é, que )()( ωω NW ⊄ . Entao existe uma coalizão S capaz de bloquear a alocação Walrasiana de equilíbrio )**,( ωppx . Isto significa que existe uma outra alocação tal que: z ∑ ∑∈ ∈=Si i iiz Sω (*) e )).**,(()( iiiii ppxuzu ω≥ (**) para todo Si∈ , com ao menos uma desigualdade estrita. Ora, (*) implica: ∑ ∑∈ ∈=Si Si ii pzp ω.*.* (***) e, como )**,( ωppx é um equilibrio Walrasiano, (**) implica: iiii pppxpzp ωω .*).**,(.*.* =≥ com pelo menos uma desigualdade estrita. Somando ambos os lados da última desigualdade para todos os agentes da coalizão vem: ∑ ∑∈ ∈>Si Si ii pzp ω.*.* o que contradiz a igualdade (***). Logo, )()**,( ωω Nppx ∈ , e o teorema está provado ⊕ . Significado do Teorema 2 1. Contráriamente ao que ocorre na economia de trocas puras, o teorema 2 informa que, através do mercado concorrencial, podemos obter alocaçoes no núcleo da economia sem a intervenção de um planejador central. 36 Aqui, os agentes prescindem de qualquer ajuda ou opinião de outros para tomarem suas decisões: eles simplesmente observam os preços praticados no mercado e levam para ali as demandas e ofertas que aximizam sua utilidade individual. amento do mercado oncorrencial é descentralizado. ntes, as alocaçoes do núcleo são ão bloqueáveis. de deixar pelo menos um eles em posição melhor. núcleo está obre a curva (superfície) de contratos. ogo, ela é Pareto eficiente. seguinte, hamada Primeiro Teorema do Bem Estar. m Portanto, o mecanismo de funcion c 2. Como vimos a n Logo, se uma alocação do núcleo é alcançada, nenhuma redistribuição factível dos bens entre um grupo de agentes será capaz d Como ninguém pode obter uma alocação melhor com os recursos disponíveis, a alocação do s L 3. O teorema 3 fundamenta a proposição c Teorema 3: Primeiro Teorema do Bem Estar Nas hipóteses do Teorema 2, toda alocação Walrasiana de equilíbrio é Pareto eficiente. Este teorema do bem estar fornece entao suporte para o enunciado de A.Smith de que o interesse social é de um certo modo atendido quando as ações de indivíduos independentes e auto-motivados são ediadas pelo mercado. m 37 Se as condiçoes são suficientes para assegurar a existencia do equilíbrio Walrasiano entao, qualquer sejam os recursos iniciais dos agentes, a alocação este esultado para não se incorrer no erro de ver nele a como “socialmente ótima”, no entido dela atender critérios de equidade ou de porta alocaçoes tanto ualitárias como extremamente inegualitárias, do ois que sempre seria possível, à artir dela, melhorar a posição de alguém sem piorar socialmente desejável, que seja areto eficiente, pode ser uma alocação Walrasiana e equilíbrio. realizada no equilíbrio do mercado é Pareto eficiente. Entretanto, é preciso entender as limitações d r mais significado do que ele realmente comporta. A). Uma alocação Pareto eficiente não deve ser necessáriamente vist s justiça distributiva. A eficiência Pareto com ig ponto de vista distributivo. B). Entretanto, uma alocação que não seja Pareto eficiente sequer deveria ser considerada candidata à otimalidade social, p p a situação de outro. O teorema seguinte, chamado Segundo Teorema do Bem Estar, estabelece as condiçoes sob as quais uma dada alocação P d Teorema 4: Segundo Teorema do Bem Estar Se as funções de utilidade dos agentes forem contínuas, fortemente crescentes e estritamente quasecöncavas, e se *x é uma alocação Pareto eficiente, entao *x é uma alocação Walrasiana de equilíbrio para algum vetor de preços de equ brio ilí *p após a redistribuição adequada das do ções ta iniciais ω para uma outra dotação factível *ω , tal que ixpp *.*.* =i*ω , Ii 1,...,= . 38 A lógica deste teorema pode ser melhor entendida à partir da Figura 5 abaixo, no caso usual de 2 agentes, bens, bem 1 e bem 2. ç 2 Suponha que na situação inicial tenham dota ão oω e a alocação Walrasiana de equilíbrio seja ox , como mostrado na Figura 5. r Entretanto, imagine que um planejador central, amigo do agente 2, argumente que a alocação de equilíbrio atribui ao agente 2 muito pouco de ambos os bens, e que a alocação socialmente desejável deveria se *x , distinta da alocação de equilíbrio riginal. ótima e Alocação do mercado competitivo o Fig.5 : Alocação Socialmente 01 02 oω . xo x* . *ω• p* C.Contratos x1 x2 39 É possível obter esta alocação julgada socialmente ótima únicamente via mercado, sem nenhuma intervenção externa aos dois agentes ? A resposta evidente é não, à menos que se possa efetuar uma redistribuição das dotações iniciais. Como mostrado na figura acima, se a dotação inicial for *ω no lugar de oω , na qual o agente 1 tem sua quantidades iniciais dos dois bens reduzidas, o teorema 2 nos garante que existe um vetor de preços de equilíbrio *p que suporta a alocação desejada *x como uma alocação Walrasiana de equilíbrio. Portanto, a obtenção do resultado socialmente ótimo via mercado competitivo fica suspensa à uma redistribuição adequada das dotações iniciais. Esta redistribuição pode ser efetuada por via direta, com a transferência das unidades necessárias de um agente para o outro ou por via indireta e compulsória, através de taxação e posterior transferência aos agentes dos valores arrecadados. 40 5. Bibliografia e Exercícios sugeridos Bibliografia: [SN] Cap. 13 ; [N] Cap. 12 ; [VO] Cap. 18,19 ; [PR] Cap. 16 ; [JR] Sec. 5.1 e 5.2. ExercíciosSugeridos Anpec: 2012/ Q11;2011/Q04; 2010/Q08; 2009/Q06;2008/Q07;2007/Q08; 2006/Q07,Q15; 2005/Q08;2004/Q07; 2003/Q10;2002/Q07; 2001/Q09,Q10. [SN]: 13.11 (analytical)
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