微观经济学综合题：边际成本、纳什均衡、市场结构与垄断定价

第一部分：问题背景与核心概念

• 边际成本（MC）：指总成本因产量增加一单位而增加的成本，反映“最后一单位”产出的机会成本，是厂商最优产量决策的重要依据。
• 纳什均衡：在博弈中，每个参与者在给定他人策略的情况下，均选择其最优策略，因而没有人有单方面偏离的激励。
• 完全竞争与垄断的福利比较：完全竞争使价格等于边际成本，实现配置效率；垄断以边际收益等于边际成本定量，价格高于边际成本，导致无谓损失。
• 垄断最优化的标准法：由逆需求求边际收益，与边际成本相等确定产量，再由需求函数定价，并可计算利润与福利变化。

第二部分：逐步解答与标准解法

1. 名词解释：边际成本

• 规范要点
  • 准确定义：MC = ΔC/ΔQ（连续情形为 MC = dC/dQ）。
  • 解释经济含义：增加一单位产出的追加成本。
  • 与决策规则关联：价格接受者的最优条件为 P = MC；一般情况下最优条件为 MR = MC。
  • 与平均成本（AC）关系：当 MC < AC 时，AC 下降；当 MC > AC 时，AC 上升；MC 与 AC 交于 AC 最低点。
• 标准答案
  • 边际成本是指产量增加一单位所引起的总成本的增加量，数学上 MC = dC/dQ。它是企业短期与长期产量决策的关键边界指标：在给定需求与市场结构下，利润最大化满足 MR = MC；在完全竞争下，由于 P = MR，均衡满足 P = MC。

2. 简答题：说明博弈中的纳什均衡要点

• 规范要点
  • 概念：在既定他人策略下，各自的策略均为最佳回应（Best Response）。
  • 稳定性：没有参与者能通过单边偏离而提高自身收益（无单边偏离激励）。
  • 形式：可为纯策略或混合策略；当不存在纯策略均衡时常考虑混合策略均衡。
  • 求解方法：写出各方最佳回应函数，求交点；或在离散博弈中用剔除占优/劣势策略与交叉标注法；在连续策略中求一阶条件联立。
  • 存在性：在有限博弈中存在混合策略纳什均衡（纳什存在性定理）。
• 标准表述
  • 纳什均衡是策略组合，使得对每个参与者 i，其所选策略是对他人策略 s−i 的最佳回应：ui(si*, s−i*) ≥ ui(si, s−i*) 对所有可行 si。均衡特征是相互一致的最佳回应、单方偏离不增益；在分析上通过求解最佳回应曲线交点（连续）或矩阵中互为最佳回应的格点（离散）确定；无纯策略时转向混合策略分析。

3. 论述题：比较完全竞争与垄断对社会福利的影响

• 规范要点
  • 定价与产量：完全竞争 P = MC，产量最高；垄断 MR = MC 且 P > MC，产量低于竞争。
  • 配置效率：完全竞争实现配置效率（边际支付意愿 = 边际成本）；垄断存在配置性扭曲。
  • 剩余分配：垄断提高价格、减少产量，消费者剩余下降；生产者剩余（利润）上升；总剩余下降并出现无谓损失（DWL）。
  • 图形要点：以线性需求和上升或水平 MC 为例，竞争均衡在需求与 MC 交点；垄断均衡在 MR 与 MC 交点，对应价格由需求曲线读出；DWL 为竞争与垄断产量区间内需求与 MC 间的三角形区域。
  • 扩展：完全价格歧视可消除 DWL（总剩余最大但消费者剩余为零）；自然垄断与监管问题；动态效率与创新（可作为补充）。
• 标准论述
  • 在完全竞争中，企业价格接受，均衡满足 P = MC，实现商品在边际上的社会最优配置，总剩余最大化。垄断选择 MR = MC 的产量 Qm 并收取 Pm > MC 的价格，导致产量 Qm 低于竞争产量 Qc、价格高于竞争价格 Pc。消费者剩余由价格上升与数量下降而减少；尽管垄断利润增加，但总剩余减少，形成无谓损失。若垄断能实施一、二、三度价格歧视，福利影响取决于歧视程度：一度歧视可消除无谓损失但转移全部消费者剩余；二、三度歧视可能扩大产量、缩小或扩大 DWL，取决于需求弹性与分割方式。

4. 计算题：P = 100 − 2Q，C = 20Q，求垄断者最优产量与价格（并给出规范要点与标准解法）

• 规范要点
  • 写出逆需求与总收益：P(Q) 与 TR(Q)。
  • 求边际收益 MR：对 TR 求导或用线性需求“斜率加倍”规则。
  • 求边际成本 MC：对 C 求导。
  • 利润最大化一阶条件：MR = MC，解 Q*，再由需求得 P*。
  • 可选：计算利润、与完全竞争比较、无谓损失。
• 标准解法
  • 逆需求：P = 100 − 2Q
  • 总收益：TR = P·Q = (100 − 2Q)Q = 100Q − 2Q^2
  • 边际收益：MR = dTR/dQ = 100 − 4Q
  • 成本与边际成本：C = 20Q ⇒ MC = dC/dQ = 20
  • 一阶条件：MR = MC ⇒ 100 − 4Q = 20 ⇒ 4Q = 80 ⇒ Q* = 20
  • 定价：P* = 100 − 2Q* = 100 − 40 = 60
  • 利润（可选）：π = TR − TC = PQ − C(Q*) = 60×20 − 20×20 = 1200 − 400 = 800
  • 与完全竞争比较（可选）：竞争下 P = MC = 20 ⇒ 20 = 100 − 2Q ⇒ Qc = 40；垄断产量减半，价格三倍。
  • 无谓损失（可选）：DWL = 0.5 × (Qc − Qm) × (Pm − Pc) = 0.5 × (40 − 20) × (60 − 20) = 400
  • 消费者与生产者剩余（可选）：CS_m = 0.5 × (100 − 60) × 20 = 400；PS_m = π = 800；竞争下 CS_c = 0.5 × (100 − 20) × 40 = 1600，PS_c = 0（在水平供给 MC=20 且自由进入下）。

第三部分：总结与补充

• 边际成本是企业定量与定价的核心边界；完全竞争以 P = MC 达到配置效率，垄断以 MR = MC 导致 P > MC 和无谓损失。
• 纳什均衡强调相互最佳回应与无单边偏离激励，求解依赖最佳回应的交点（或混合策略）。
• 在线性需求与常数边际成本案例中，求垄断最优的标准流程是：TR → MR，求 MC，令 MR = MC 得 Q*，再由需求定 P*，并可扩展比较竞争结果与福利影响，形成完整、规范的解题闭环。

答案标题：定积分 ∫₀¹ ln(1+x) dx 的计算与核心概念回顾

第一部分：问题背景与核心概念

• 问题：计算定积分 I = ∫₀¹ ln(1+x) dx，并给出结构化解题思路。
• 核心概念回顾：
  • 定积分与牛顿-莱布尼茨公式：∫ₐᵇ f(x) dx = F(b) − F(a)，其中 F'(x) = f(x)。
  • 分部积分法：∫ u dv = uv − ∫ v du，适用于含对数、三角、指数与代数函数的组合。
  • 变量代换法：通过设 t = g(x) 将积分简化。
  • 幂级数与逐项积分（备选法）：在收敛域内可将函数展开为幂级数并逐项积分。

第二部分：逐步解答

方法一（分部积分，主方法）：

1. 设 u = ln(1+x)，dv = dx，则 du = dx/(1+x)，v = x。
2. 由分部积分： I = [x ln(1+x)]₀¹ − ∫₀¹ x/(1+x) dx。
3. 化简被积函数：x/(1+x) = 1 − 1/(1+x)。
4. 计算： ∫₀¹ x/(1+x) dx = ∫₀¹ [1 − 1/(1+x)] dx = [x − ln(1+x)]₀¹ = 1 − ln 2。
5. 代回： I = (1·ln 2 − 0) − (1 − ln 2) = 2 ln 2 − 1。

方法二（变量代换，快速核验）：

1. 设 t = 1 + x，则 x= t−1，dx = dt，x: 0→1 对应 t: 1→2。
2. I = ∫₁² ln t dt = [t ln t − t]₁² = (2 ln 2 − 2) − (0 − 1) = 2 ln 2 − 1。

方法三（幂级数与逐项积分，拓展思路）：

1. 在 |x| < 1，ln(1+x) = ∑_{n=1}^∞ (−1)^{n+1} xⁿ/n；在 x ∈ [0,1] 可作为条件收敛逐项积分。
2. I = ∫₀¹ ln(1+x) dx = ∑_{n=1}^∞ (−1)^{n+1} ∫₀¹ xⁿ/n dx = ∑_{n=1}^∞ (−1)^{n+1} [1/(n(n+1))]。
3. 该级数可化简并求和，结果同为 2 ln 2 − 1。

结论： ∫₀¹ ln(1+x) dx = 2 ln 2 − 1。

第三部分：总结与补充

• 不定积分公式：∫ ln(1+x) dx = (1+x) ln(1+x) − (1+x) + C。由此也可快速得到定积分结果。
• 推广：∫₀ᵇ ln(1+x) dx = [(1+b) ln(1+b) − (1+b)] − [1·ln 1 − 1] = (1+b) ln(1+b) − b。
• 合理性检验：因 ln(1+x) ≤ x（x ≥ 0），故 I ≤ ∫₀¹ x dx = 1/2；且结果 2 ln 2 − 1 ≈ 0.386，满足上界检验。