0 霍特林模型

在Hotelling模型中,产品在物质性能上是相同的,但在空间位置上有差异。因为不同位置上的消费者要支付不同的运输成本,他们关心的是价格与运输成本之和,而不单是价格。

1 情形1 商店位于两个端点
  • 假定有一个长度为1的线性城市,消费者均匀地分布在[0,1]区间,分布密度为1。
  • 假定在这个城市中有两个商店,分别位于城市的两端,商店1在python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_市场份额,商店2在python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_python 霍特林检验_02,出售物质性能相同的产品。
  • 假定每个商店提供单位产品的成本为python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_博弈论_03,消费者购买商品的旅行成本与离商店的距离成比例,单位距离的成本为python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_博弈论_04。(这意味着住在python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_需求函数_05的消费者如果在商店1采购,要花费python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_数学建模_06的旅行成本;如果在商店2采购,要花费python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_需求函数_07的旅行成本)
  • 假定消费者只愿意购买一个商品,这个商品会给他们带来python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_需求函数_08的效用,而为了购买这个商品消费者将会付出走到商店的旅行成本+购买产品的成本,因此最终效用可以表示为python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_博弈论_09
  • 假定python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_需求函数_08足够使得python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_博弈论_11,从而每个消费者都有意愿去购买一个单位的商品。

python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_python 霍特林检验_12


python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_需求函数_13为商店python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_博弈论_14的价格,python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_数学建模_15为需求函数,python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_市场份额_16。如果住在python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_数学建模_17的消费者在两个商店之间是无差异的(即他不介意在任何一家商店购买产品,在两个商店购买商品的最终效用相等)。那么,所有住在python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_数学建模_17左边的将都在商店1购买,而住在python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_数学建模_17右边的将在商店2购买,需求分别为python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_数学建模_20,python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_需求函数_21。(这里被积函数为1是因为假定1即分布密度为1)

此时,python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_数学建模_17应满足
python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_python 霍特林检验_23
解得
python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_python 霍特林检验_24
理解:若两商店的产品价格相同(即python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_需求函数_25)那么无差别消费者的位置为两商店的中间位置,此时无论是去商店1购买还是去商店2购买总成本都等于python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_数学建模_26,因此两商店平分市场份额。若python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_数学建模_27那么无差别消费者的位置将会向右移动,这是因为消费者2涨价后,若无消费者还是停留在涨价前的位置,那么此时显然消费者去商店1消费商品的最终效用更大。为了平衡商店2涨价后的影响,涨价前无差别消费者的位置将会右移,同理python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_数学建模_28python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_python 霍特林检验_29在这里作为移动距离的比例因子存在。

商店1的利润函数为:
python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_数学建模_30
商店2的利润函数为:
python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_博弈论_31
商店python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_博弈论_14选择自己的价格python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_需求函数_13最大化利润python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_市场份额_34,给定python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_需求函数_35,两个一阶条件分别是
python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_博弈论_36
解得
python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_数学建模_37
每个商店的均衡利润为:
python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_数学建模_38
将消费者的位置差异解释为产品差异,这个差异进一步可解释为消费者购买产品的旅行成本。旅行成本越高,产品的差异就越大,均衡价格就越大从而均衡利润也就越高。原因在于,随着旅行成本的上升,不同商店出售的产品之间的替代性下降,每个商店对附近的消费者的垄断力加强,商店之间的竞争越来越弱,消费者对价格的敏感度下降,从而每个商店的最优价格更接近于垄断价格。另一方面,当旅行成本为零时(python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_博弈论_39),不同商店的产品之间具有完全的替代性,没有任何一个商店可以把价格定得高于成本,我们得到伯川德均衡结果。

2 情形2 两个商店位于同一个位置

假定两个商店位于同一个位置python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_数学建模_17。此时,他们出售的是同质的产品,消费者关心的只是价格,那么伯川德均衡是唯一的均衡:
python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_数学建模_41

3 情形3 两个商店位于不同位置
  • 假定商店1位于python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_市场份额_42,商店2位于python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_需求函数_43python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_数学建模_44)。
  • 假定python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_python 霍特林检验_45(即商店1位于商店2的左边)。
  • python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_需求函数_46

  • 假定旅行成本为二次式,即旅行成本为python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_python 霍特林检验_47python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_市场份额_48表示消费者到商店的距离。

同情形1假定无差别消费者的位置为python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_数学建模_17,显然python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_市场份额_50即无差别消费者位于两个商店之间。此时无差别消费者去商店1和去商店2购买1单位商品的最终效用相同,因此我们可以得到如下等式:
python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_需求函数_51
解得无差别消费者的位置为:
python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_python 霍特林检验_52
显然无差别消费者左侧的市场份额全属于商店1,无差别消费者右侧的市场份额全属于商店2,因此我们得到两商店的需求函数如下:
python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_python 霍特林检验_53

理解:如果两个商店的商品价格一样即python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_需求函数_54,那么无差别消费者仍然位于两商店的中间位置(注意:此时无差别消费者的位置并不一定位于线性城市的中间位置),在两商店中间位置的基础上根据价格和旅行成本进行调整。

根据商店的利润函数(3)(4)及其一阶条件(5)求得纳什均衡为:
python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_python 霍特林检验_55
python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_python 霍特林检验_56时,商店1位于0,商店2位于1此时回到情形1:
python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_python 霍特林检验_57
python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_市场份额_58时,两个商店位于同一位置,此时回到情形2:
python 霍特林检验 霍特林模型应用例子_python 霍特林检验_59