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CAS EC 571 Environmental Economics

Fall 2022

Homework Assignment #1

Q.1.  (30  Points)  By  searching  various  sources  (international  organizations websites, government  institutions websites and white  papers), find a  real  life projects that has one of each three objectives in environmental economics. For each  project  provide  the  full  project  title,  funding/conducting  agency,  and description of the project in a small paragraph.

1.  Objective I: Environmental Quality 

Project Title:

Financing and Conducting Agency/Institution:

About the Project:

2.  Objective II: Sustainable Development 

Project Title:

Financing and Conducting Agency/Institution:

About the Project:

3.  Objective III: Biodiversity 

Project Title:

Financing and Conducting Agency/Institution:

About the Project:

Q.2. (20 Points) In a 2x2 exchange economy, Z and K consume two goods, X1 and X2 .  The utilities that both Z and K get from the consumption of these goods are given by the functions;

UZ (X1(Z), X2(Z)) = (X1(Z))1/4 . (X2(Z))3/4      and   UK (X1(K) , X2(K)) = (X1(K))1/4 . (X2(K))3/4 ,   respectively. Before the exchange starts between the consumers, Z has 27 units of X1  and 18 units of X2 , that is ( 1(Z), 2(Z)) = (27, 18).  K has 54 units of X1  and 9 units of X2 , that is ( 1(K), 2(K)) = (54, 9).

a.    Draw Edgeworth Box of this economy. Clearly mark the axes, size of the box and mark the endowment point.

b.   What is the relative prices that will set the market to the equilibrium?

Q.3. (50 Points) Consider an economy with two individuals (1 and 2), a dirty good (X), a clean good (T), and labor as the only input to the production. The utility of each  individual  is defined  as  Ui (Xi , Ti , E)  for  i = 1, 2 where Xi   and  Ti   are the consumption levels of the two goods and E is an exogenous (to the individual) level of pollution emissions. Production of X releases the emissions, E . The production of X can be defined as X = f(LX , E), where both labor input LX  and emissions E have a positive marginal products. This specification treats emissions as an input, as the reduction of pollution reduces the output of X by decreasing the productive factor. The clean good T is only produced by labor input following the production function T = g(LT ). Labor employed in the economy is constrained by the work time endowment  such that LX  + LT  =  .

Answer the following question in (A) (i)-(iv), (B) (i)-(vi), and (C).

(A) Given the following analytical presentation of the Pareto Efficiency problem of the economy, answer the questions in (i)-(iv).

Pareto Efficiency:

max                U1 (X1 , T1 , E) + 入U . [U2 (X2 , T2 , E) − ̅] + 入X . [f(LX , E) − X1  − X2 ]

X1 , X2,T1 ,  T2, LX, LT,E

+ 入T . [g(LT ) − T1  − T2 ] − 入L . [ − LX  − LT ]

where  individual  1’s  utility  is  being  maximized  subject  to  the  constraint  that individual 2 obtains at least utility level of 2, and where 入U, 入X, 入T and 入L are the Lagrangian multipliers of the constraints.

(i)    Write down the first order conditions of Pareto Efficiency problem.     (ii)   Write down the expression (equation) for efficiency in consumption.” (iii)  Write down the expression (equation) for efficiency in production.”   (iv)  Write down the expression (equation) for “efficiency in product mix .”

(B) Suppose Px and PT denote the prices of X and T, respectively.  Furthermore, let the price of labor be w and the income of person i is Yi .

(i)     For individual i, write down the utility maximization problem and the first order conditions.

(ii)   Write down the expression (equation) for efficiency in consumption.”           (iii)  Write  down the  profit  maximization  problem of firm  T and  its first order

condition.

(iv)  Write down the  profit  maximization  problem of firm X and  its first order

conditions.

(v)   Write down the expression (equation) for efficiency in production.”  (vi)  Write down the expression (equation) for efficiency in product mix.”

(C) Rewrite the first order conditions for emission (from part (A) and (B)) and then make a comparison of the efficient allocation of emissions in (A) and (B).