Beispiel
Gegeben sei die Nutzenfunktion
$$U(x_1,x_2)$$
und die Budgetbedingung $p_1x_1 + p_2x_2 = E$. Zeigen Sie durch
Einsetzen der Budgetgerade in die Zielfunktion, dass im
Haushaltsoptimum das 2. Gossensche Gesetz gilt. Die sich aus
Zielfunktion und Budgetbedingung ergebende Funktion kann mit Hilfe
der (verallgemeinerten) Kettenregel (Vgl. \cite[S.
7-13ff]{tietze:2003}) abgeleitet werden. Es gilt:
$$x_2 = {E\over p_2} - {p_1\over p_2} x_1$$
also $$x_2 = x_2(x_1)$$
Eingesetzt in die Nutzenfunktion ergibt sich:
$$U(x_1, x_2 (x_1))$$
Diese nur von $x_1$ abhängige Nutzenfunktion wird nach $x_1$
abgeleitet:
\begin{equation}
{\partial U\over \partial x_1} + {\partial U\over
\partial x_2} \cdot {dx_2\over dx_1} \buildrel \rm ! \over = 0 \qquad (+)
\end{equation}
Da im Haushaltsoptimum die Steigung der Indifferenzkurve (${dx_2\over dx_1}$)
gleich der Steigung der Budgetgerade ($- {p_1\over p_2}$) ist
(vgl. Reiß "Mikroökonomische Theorie: Historisch fundierte Einführung",
S. 270f [
reiss:2007]) gilt:
$${dx_2\over dx_1} = - {p_1\over p_2}$$
Eingesetzt in Gleichung (+) ergibt dies:
\begin{eqnarray*}
{\partial U\over \partial x_1} + {\partial U\over \partial x_2}
\cdot (-{p_1\over p_2}) & = & 0 \\
{\partial U\over \partial x_1}\hfill &= &{\partial U\over \partial
x_2} \cdot {p_1\over p_2}\\
{{\partial U\over
\partial x_1}\over p_1} \hfill &= &{{\partial U\over
\partial x_2}\over p_2}
\end{eqnarray*}
Das letzte Beispiel lässt erkennen, dass die Lösung solcher
Aufgaben durch Variablensubstitution bei komplizierten
Zielfunktionen und eventuell vielen Nebenbedingungen
vergleichsweise schwierig bis unmöglich wird.