Satz
Es gilt:
$$x_i^H(\vec{p}, u) = {\partial e(\vec{p}, u)\over \partial p_i}$$
Wir beweisen die Aussage wider mit Hilfe des Umhüllenden-Theorems
Die zum Minimierungsproblem gehörige Lagrangefunktion lautet:
$$L(\vec{x}, \lambda ) = \vec{p} \cdot \vec{x} + \lambda (\overline{u}- u(\vec{x}))$$
Die optimalen Werte $\vec{x}^*$ und $\lambda^*$ sind von $\vec{p}
\text{ und } \overline{u}$ abhängig, also:
$$
\vec{x}^*=\vec{x}^*(\vec{p},\overline{u})\quad \text{(Hickssche Nachfrage) ~ ~und }\quad
\lambda^*=\lambda^*(\vec{p},\overline{u})
$$
Somit
$$L^* = L\left(\vec{x}^*(\vec{p}, \overline{u}), \lambda^*(\vec{p}, \overline{u})\right) = L^*(\vec{p},
\overline{u})$$ wobei
$$L^*(\vec{p}, \overline{u}) = \vec{p} \vec{x}^*(\vec{p}, \overline{u}) =: e(\vec{p}, \overline{u})
\text{ Ausgabenfunktion}$$
Untersucht werden soll die Auswirkung einer marginalen Änderung
des Preises des Gutes $i$. Es ist also die Ableitung der
Lagrangefunktion nach $p_i$ zu betrachten, wobei wegen des
Umhüllendentheorems die indirekten Effekte vernachlässigt werden
können:
$${\partial L^*\over
\partial p_i} = {\partial e(\vec{p}, \overline{u})\over \partial p_i} = x_i \quad
\hbox{(Shepards Lemma)}$$
$$\left(\hbox{da} \quad \vec{p} \cdot \vec{x} = \sum\limits_{j=1}^n p_jx_j\right)$$
Als Ergebnis erhält man, dass die Ableitung der Ausgabenfunktion
$e$ nach dem Preis des $i$-ten Gutes die nachgefragte Menge dieses
Gutes ergibt.
Aufgabe
Gehen Sie von der Ausgabenfunktion der Cobb-Douglas-Funktion aus
und bestimmen die Hickssche Nachfragefunktion.
Hinweis 1:
Für die Cobb-Douglas-Funktion gilt (siehe Aufgabenblatt)
$$e = {p_1^{a_1}\over a_1^{a_1}} \cdot {p_2^{a_2}\over a_2^{a_2}} \cdot u$$
Hinweis 2:
Benutzen Sie Shepards-Lemma.\EndeAufgabe
Für die Cobb-Douglas-Funktion gilt (siehe Aufgabenblatt)
$$e = {p_1^{a_1}\over a_1^{a_1}} \cdot {p_2^{a_2}\over a_2^{a_2}} \cdot u$$
Dann gilt nach dem Shepard-Lemma
$$x^H_1 = {\partial e\over \partial p_1} = {a_1\over p_1} \cdot
{p_1^{a_1}\over a_1^{a_1}} \cdot {p_2^{a_2}\over a_2^{a_2}} \cdot u$$
Das ist genau das im Lösungshinweis angegebene Ergebnis.