Enunciado

La figura proporciona información sobre un sistema de tratamiento de aguas negras que planea instalar una ciudad de $1$ millón de habitantes. Se muestran el beneficio marginal social ($BMS$) y el costo marginal social ($CMS$) en dólares por persona, según la capacidad del sistema (millones de galones por día).

  1. ¿Cuál es la capacidad que logra el beneficio neto máximo?
  2. ¿Cuánto tendrá que pagar en impuestos cada persona para sufragar el nivel de capacidad eficiente?
  3. ¿Cuál es el equilibrio político si los votantes están bien informados?
  4. ¿Cuál es el equilibrio político si los votantes son racionalmente ignorantes y los burócratas logran el presupuesto más alto posible?

Solución Paso a Paso

Verificado
Paso 1 1 de 11

En la gráfica, el beneficio marginal social ($BMS$) baja linealmente y el costo marginal social ($CMS$) sube linealmente.

Paso 2 2 de 11

Leyendo la figura: $$BMS=100-20Q\quad\text{y}\quad CMS=20Q,$$ donde $Q$ es la capacidad (millones de galones/día).

Paso 3 3 de 11

(a) El beneficio neto máximo (eficiencia) ocurre donde $$BMS=CMS$$

Paso 4 4 de 11

$$100-20Q=20Q\Rightarrow 100=40Q\Rightarrow Q^*=2.5.$$

Paso 5 5 de 11

Así, la capacidad eficiente es $$Q^*=2.5\ \text{millones de galones por día}$$

Paso 6 6 de 11

(b) El impuesto por persona debe cubrir el costo total por persona del sistema a esa capacidad. Ese costo total es el área bajo $CMS$ desde $0$ hasta $Q^*$.

Paso 7 7 de 11

Como $CMS=20Q$, el costo total por persona es $$CT=\int_0^{2.5}20Q\,dQ=10Q^2\Big|_0^{2.5}=10(2.5)^2=62.5\ \text{dólares}$$

Paso 8 8 de 11

(c) Si los votantes están bien informados, eligen el nivel eficiente porque maximiza el beneficio neto: $Q=2.5$.

Paso 9 9 de 11

(d) Si los votantes son racionalmente ignorantes y los burócratas maximizan presupuesto, querrán el $Q$ más alto posible (más gasto). En la gráfica eso es el máximo $Q=5$.

Paso 10 10 de 11

El presupuesto máximo implicaría un costo total por persona $$\int_0^{5}20Q\,dQ=10(5)^2=250\ \text{dólares}$$

Resultado 11 de 11

$$\boxed{\begin{aligned}&\text{a) }Q^*=2.5.\\ &\text{b) Impuesto por persona: }62.5\\ \text{dólares.}\\ &\text{c) Votantes informados: equilibrio político }Q=2.5.\\ &\text{d) Ignorancia racional + burócratas: }Q=5\\ \text{(presupuesto máximo).}\end{aligned}}$$