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.