商品的边际替代率递减的原因在于边际效用递减规律所决定：当消费者处于商品X的数量较少和商品Y的数量较多时，消费者会由于拥有较少数量的商品Y而对每一单位的商品X较为偏好。同时，会由于拥有较多数量的商品Y而对每一单位的商品Y的偏爱程度较低。于是，每一单位的商品X所能替代的商品Y的数量是比较多的，即商品的边际替代率比较大。但是，随着消费者拥有的商品X的数量会越来越多，相应地，对每一单位商品X的偏爱程度会越来越低；与此同时，消费者拥的商品Y的数量会越来越少，相应的，对每一单位商品Y的偏爱程度会越来越高。于是，每一单位的商品X所能替代的商品Y的数量便越来越少。也就是说，商品的边际替代率是递减的。
无差异曲线的形状表明在维持效用水平不变的前提下一种商品对另一种商品的替代程度。商品的边际替代率递减规律决定了无差异线的形状凸向原点。
二、收入限制线
(一)收入限制线
一组无差异曲线虽然显示了商品提供的满足水平，但是在市场经济中何种满足水平能够成为现实，则取决于消费者的货币收入和商品价格，收入限制线就是消费者选择一定效用水平上的商品与劳务组合的限定条件。收入限制线，又称为预算约束线、消费可能线和价格线，表示消费者在收入和商品价格既定的条件下，消费者的全部收入所能购买到的各种商品与劳务数量的最大组合。无差异曲线表示的是消费者的主观愿望，而收入限制线则是表示消费者实际消费的最大可能。
为了分析的简便，我们假定消费者只购买两种商品X和Y，他每周的开支为6元，PX=1.5元，PY=1.0元，按照两种商品价格该消费者在支出他的货币收入购买X和Y时可以选择多种不同的组合。
各种不同的组合都可以用坐标表示。在该图中每一种购买方式都由一点表示，EF直线描述了这个消费者在支出他的6元收入时所能采取的全部购买方式，EF线表示了消费的可能性，称为收入限制线。
(二)收入限制线的移动
无论商品价格变动还是消费者的货币收入变动，都会影响消费者的购买数量，从而导致收入限制线的移动。
1.商品价格既定，消费者的货币收入变动
由于商品价格未变，收入限制线的斜率相同。如果货币收入增加，消费者可以购买更多的商品，收入限制线向右上方平行移动；如果货币收入减少，收入限制线向左下方平行移动。
2.货币收入既定，商品价格变动
由于商品价格发生了变动，收入限制线斜率发生了改变，收入限制线不再平行移动，如果商品价格下降，收入限制线向外旋转。如果商品价格上升，收入限制线向内旋转。商品Y的价格不变，商品X的价格变动所引起的收入限制线移动。商品X的价格既定，商品Y的价格变动所引起的收入限制线的移动。
第三节 收入限制下的消费者均衡
一、消费者均衡
从上一节的分析中，我们知道，从主观方面说，消费者可做出多种多样的选择以得到满足，这种选择由无差异曲线表示出来；从客观方面说，消费者又必然受到货币收入和价格的限制，这种限制由收入限制线表示出来。如何把客观限制和主观选择结合起来以求得消费的最大满足，或者说，如何以有限的货币收入在可买到的商品间做合理的配置以求得最大效用，是一个消费行为如何达到最佳境界的问题，消费行为的最佳境界称为消费者均衡(Consumer equilibrium)。在序数效用论中研究消费者均衡所用的工具是无差异曲线与收入限制线。
假定：消费者偏好为既定，即消费者的无差异曲线图为既定；消费者的收入既定不变；消费品X和Y的价格PX和PY既定不变。分析证明，在无差异曲线图上能够使消费者得到最大满足，即消费者最大效用均衡之点恰是收入限制线同它可能达到的最高的无差异曲线相切的一点。在切点上所代表的两种商品的量就是消费者用一定的货币收入所获得的效用达到最大值的最优购买量的组合。
收入限制线MN与一条尽可能高的无差异曲线U2的相切之点E就是消费者的均衡点，在这一点，消费者既用尽了既定的货币收入，又得到了最大的效用满足。当然，差异曲线U3代表的效用水平更高，但受消费者的货币收入和现行商品价格的影响，这是不能实现的，U1与收入限制线MN虽然有C、D两个交点它能够实现，但U1给消费者提供的满足水平要小于U2所提供的满足水平，因而是不足取的。只有在无差异曲线U2与收入限制线MN的相切之点E，才是消费者行为的最佳境界。
二、消费者均衡的比较静态分析
上面的分析是一种静态分析，因为我们假定消费者的偏好、收入和商品的价格是已知且不变的。从实际来看，消费者的偏好在一段时间内不轻易改变，故无差异曲线是相当稳定的，但是，收入和商品价格却经常变动，这表现为收入限制线的经常移动。一旦收入限制线发生移动，消费者的均衡亦将发生变动。下面我们将分析收入限制线发生移动时，消费者均衡的变动问题。这种分析由于并没有考察消费者均衡的实际变动过程，而只是将收入限制线变动前后的均衡状态相比较，故称之为比较静态分析。
(一)价格变化
1.价格——消费曲线
在消费者货币收入不变和其他商品价格不变时，某种商品的价格发生变动，必然引起收入限制线斜率的改变，使收入限制线与新的无差异曲线相切，形成新的均衡点。把该种商品不同价格水平下的消费者均衡点连接起来就可以得到一条平滑的曲线。这就是价格——消费曲线(Price-Consumption Curve)。因此价格——消费曲线就是在收入和其他商品价格不变时，某种商品价格变动所引起的消费者均衡点移动的轨迹。横轴表示商品X的消费量，纵轴表示对其他商品Y的开支，当收入限制线为LM1时，与无差异曲线U1相切，均衡点为E1。如果商品X的价格不断下降，收入限制线就会以L为轴点，向外旋转到M2、M3，分别与较高的无差异曲线U2、U3相切，形成新的均衡点E2、E3，把E1、E2、E3连接起来，就得到价格——消费曲线。
2.价格效应——替代效应与收入效应
一种商品价格的变化会引起该商品的需求量的变化，这种变化可以被分解为替代效应和收入效应两个部分。
当一种商品的价格发生变化时，会对消费者产生两种影响：一是使消费者的实际收入水平发生变化。在这里，实际收入水平的变化被定义为效用水平的变化。二是使商品的相对价格发生变化。这两种变化都会改变消费者对该种商品的需求量。
例如，在消费者购买商品X和商品Y两种商品的情况下，当商品X的价格下降时，一方面，对于消费者来说，虽然货币收入不变，但是现有的货币收入的购买力增强了，也就是说实际收入水平提高了。实际收入水平的提高，会使消费者改变对这两种商品的购买量，从而达到更高的效用水平。这就是收入效应。另一方面，商品X价格的下降，使得商品X相对于价格不变的商品Y来说，较以前便宜了。商品相对价格的这种变化，会使消费者增加对商品X的购买而减少对商品Y的购买。这就是替代效应。显然，替代效应不考虑实际收入水平变动的影响，所以，替代效应不改变消费者的效用水平。当然，也可以同样地分析商品X的价格提高时的替代效应和收入效应，只是情况刚好相反罢了。
综上所述，一种商品价格变动所引起的该商品需求量变动的总效应可以被分解为替代效应和收入效应两个部分，即总效应=替代效应+收入效应。其中，由商品的价格变动所引起的实际收入水平变动，进而由实际收入水平变动所引起的商品需求量的变动，为收入效应。由商品价格变动所引起的商品相对价格的变动，进而由商品的相对价格变动所引起的商品需求量的变动为替代效应。收入效应表示消费者的效用水平发生变化，替代效应则不改变消费者的效用水平。
(二)收入变化
1.收入-消费曲线
如前所述，在价格不变的情况，消费者收入的任何变动都会引起收入限制线的平行移动，收入限制线的每一次移动总会与新的无差异曲线相切，形成新的消费者均衡点，如果把不同收入水平下的消费均衡点连接起来，就可以得到一条平滑的曲线，这就是收入-消费曲线(Income-Consumption Curve)，收入-消费曲线就是在商品价格不变时，消费者的货币收入变化所引起的消费者均衡点移动的轨迹。它反映了消费者在不同的收入下对两种商品消费量的变化。
2.恩格尔曲线
从收入消费曲线可以直接推导出某种商品的收入需求曲线——它反映货币收入变动同某种商品的均衡购买量(或需求量)之间的关系，由于它是由19世纪德国统计学家恩格尔(Ernst Engel)提出来的。所以通常称之为恩格尔曲线。恩格尔曲线可以有不同的形状，形状不同，表示的商品性质也不同。
横轴表示商品X的数量，纵轴表示货币收入，Em表示商品的收入弹性。恩格尔曲线向右上方延伸，表示货币收入增加，引起X商品的大量增加，中的恩格尔曲线表示商品X的购买量随着货币收入的变化而发生显着的变化，因此X商品收入弹性Em>；1，该商品为奢侈品。恩格尔曲线向右上方倾斜，表示货币收入增加，对X商品的需求量也增加，但增加的速度越来越小，X商品的收入弹性。
恩格尔在对家庭开支情况进行大量调查的基础上，得出了着名的恩格尔定律，其内容为：收入少的家庭，食物开支在总支出中的比重较大，随着收入的增加，这个比重就会下降，因而收入多的家庭，食物开支在总支出中的比重比较小。这个定律可以用下式表示：
其中，F表示食物开支，I为收入。
根据弹性的定义，这个公式实际就是食物开支相对于收入的弹性。由于食物开支增长百分比小于收入增长百分比，所以食物这类商品开支的收入弹性小于1，它属于必需品。
如果我们用食物开支与总开支相比，这个比值就是国际上用来衡量一国贫富程度的恩格尔系数(Engel's Coefficient)：
恩格尔系数=食物开支/总开支
很明显，系数越小越富裕，说明总开支中只有很小的一部分用于食物消费，不过其绝对量还是随着收入的增长而增大的。反之，系数越大越贫穷。一般来说，发展中国家的恩格尔系数要比发达国家的大。根据联合国的标准，达到小康水平的系数应为40%~50%。
