Definition
Das totale (vollständige) Differential $df = df(x_1,x_2, \dots,
x_n)$ einer differenzierbaren Funktion $f(x_1,x_2, \dots, x_n)$
ist gegeben durch die Summe der partiellen Ableitungen:
\begin{equation*}
df:= \frac {\partial f}{\partial x_1}\cdot dx_1 + \frac {\partial
f}{\partial x_2}\cdot dx_2 + \dots + \frac {\partial f}{\partial
x_n}\cdot dx_n
\end{equation*}
Beispiel
Wir gehen von der uns bekannten Cobb-Douglas-Produktionsfunktion
mit den Faktoren Arbeit und Kapital aus:
\begin{equation*}
y=f(A,K)= 4A^{0,5} \cdot K^{0,5} \qquad \forall \qquad A,K>0
\end{equation*}
Gesucht wird die Outputänderung, die sich durch eine totale Faktorvariation ergibt.\\
Die Outputänderung kann auch als totales Grenzprodukt bezeichnet
werden und bestimmt sich durch das vollständige Differential:
\begin{equation*}
dy = \frac {\partial y}{\partial A} \cdot dA + \frac {\partial y}{\partial
K} \cdot dK = 2A^{-0,5} \cdot K^{0,5} \cdot dA + 2A^{0,5} \cdot
K^{-0,5} \cdot dK
\end{equation*}
Gehen wir davon aus, dass 100 Einheiten Arbeit und 400 Einheiten
Kapital eingesetzt werden. Wie ändert sich der Output, wenn der
Input an Arbeit um 5 Einheiten verringert und gleichzeitig der
Einsatz von Kapital um eine Einheit erhöht wird?
\begin{equation*}
dA := -5 \qquad dK:= +1 \qquad A = 100 \quad K = 400
\end{equation*}
Wir setzen die Werte in das totale Grenzprodukt und erhalten:
\begin{align*}
dy & = 2A^{-0,5} \cdot K^{0,5} \cdot dA + 2A^{0,5} \cdot K^{-0,5} \cdot dK \\
& = 2 \cdot 100^{-0,5} \cdot 400^{0.5} \cdot (-5) + 2 \cdot 100^{0,5} \cdot 400^{-0,5} \cdot 1 \\
& = 2 \cdot 1/10 \cdot 20 \cdot (-5) + 2 \cdot 10 \cdot 1/20\\
& = -20 + 1\\
& = -19
\end{align*}
Der Output fällt (näherungsweise) um 19 Einheiten. Der exakte
Änderungswert beträgt:
\begin{align*}
dy & = y( 95;401)-y(100;400)\\
& = 4 \cdot (95^{0,5} \cdot 401^{0,5})- 4 \cdot (100^{0,5} \cdot 400^{0,5})\\
& = 780,718 - 800\\
& = -19,282
\end{align*}
Das vollständige Differential liefert einfach und schnell einen guten
Näherungswert.