$\def\vx{\textbf{x}}$ $\def\abl#1#2{\frac{\partial #1}{\partial #2}}\def\d{\textrm{d}}$

Nutzenfunktion

Zu den Voraussetzungen für die Existenz einer stetigen Nutzenfunktion \[ U = u(x_1,x_2) \] siehe unter Präferenzen.
Kardinaler Nutzen
Jedes Güterbündel ist mit einem bestimmten Grad der Bedürfnisbefriedigung also einem Nutzenniveau verbunden. Werden die Präferenzen durch eine Nutzenfunktion repräsentiert, die das Nutzenniveau in Nutzeneinheiten angibt, so spricht man von einer kardinalen Nutzenfunktion. In diesem Fall lassen sich inbesondere Nutzendifferenzen messen, so wie es die Berechnung des Grenznutzens vermuten lässt.
1. Gossensches Gesetz
Ordinaler Nutzen
Mit der axiomatischen Beschreibung von Präferenzen wird der Grundstein für die ordinale Nutzenmessung gelegt. Von der Nutzenfunktion $u$ wird lediglich verlangt, dass sie indexerhaltend ist, \[ \vx' \geq_P \vx'' \iff u(\vx') \geq u(\vx') \] Da Nutzendifferenzen nun keine Rolle mehr spielen, beschreibt auch jede monotone Transformation der Nutzenfunktion $u$ dieselben Präferenzen.
Anmerkungen
Der Grenznutzen selber spielt in der modernen mikroökonomischen Theorie eine untergeordnete Rolle, sofern man sich auf die Änderung des Nutzenniveaus konzentriert.
Dagegen ist das Verhältnis der Grenznutzen von entscheidender Bedeutung, denn es gibt Auskunft über den Verlauf einer Indifferenzkurve, auf der das Nutzenniveau konstant ist.
Zur approximativen Messung von Nutzendifferenzen in Geldeinheiten siehe money metric utility function
Geschichte der Nutzentheorie (englisch)
Zur Vereinfachung der Analyse wird unterstellt, dass die stetige Nutzenfunktion außerdem differenzierbar ist.
Schnitte durch das Nutzengebirge:
  1. $U = u(x_1', x_2)$ und $U = u(x_1'', x_2)$ mit $x_1''>x_1'$
    Abb. Schnitt
  2. $U = u(x_1, x_2')$ und $U = u(x_1, x_2'')$ mit $x_2''>x_2'$
    Abb. Schnitt
  3. Die implizite Indifferenzkurve $U^K = u(x_1, x_2)$ für das konstante Nutzenniveau $U^K$ lautet in expliziter Form: \[ x_2 = u^{-1}(x_1, U^K) \implies x_2 = g(x_1) \] Eine grafische Darstellung der entsprechenden Schnittfläche findet man bei der Behandlung der Indifferenzkurven. Ähnlich den Höhenlinien einer Landschaft ergibt sich ein System von Indifferenzkurven.
    Abb. Indifferenzkurven
Der Grenznutzen des Gutes $j$ \[ \abl{u(x_1^*,x_2^*)}{x_j}>0 \quad\text{mit}\quad j=1,2 \] gibt an, wie das Nutzenniveau $U = u(x_1^*,x_2^*)$ reagiert, wenn die Menge des Gutes $j$, also $x_j^*$, marginal verändert wird. In der Regel wird von Nichtsättigung ausgegangen, so dass die Grenznutzen positiv sind, d.h., zusätzliche Gütermengen verbessern das Wohlbefinden.
Abb. Grenznutzen
Entsprechend dem 1. Gossensches Gesetz wird unterstellt, dass die zweite Ableitung negativ ist \[ \abl{^2 u(x_1^*,x_2^*)}{x_j^2}>0 \quad\text{mit}\quad j=1,2. \] Damit nimmt der Grenznutzen des Gutes $j$ mit wachsendem Verbrauch ab.
Die Steigung $g'(x_1)$ einer Indifferenzkurve (GRS) lässt sich über den Satz der impliziten Differentiation bestimmen.