- •Министерство науки и образования российской федерации
- •Раздел 1. Применение математического анализа и алгебры
- •Тема 1.1. Математические методы в маркетинге 13
- •Тема 1.2. Балансовые модели 49
- •Раздел 2. Экономико-математические методы
- •Тема 2.1. Моделирование задач принятия решений 64
- •Тема 2.2. Линейное программирование 77
- •Тема 2.3. Задачи транспортного типа 105
- •Тема 2.4. Математические основы управления проектами 131
- •Тема 2.5. Математические методы логистики 163
- •Тема 2.6. Задачи массового обслуживания 177
- •Тема 2.7. Состязательные задачи 196
- •Тема 2.8. Динамическое программирование 236
- •Тема 2.9. Многокритериальная оптимизация 268
- •Введение
- •Раздел 1. Применение математического анализа и алгебры
- •Тема 1.1. Математические методы в маркетинге
- •1.1.1. Основы моделирования спроса и потребления.
- •1.1.2. Коэффициенты эластичности спроса по цене: практическое значение, оценивание, свойства.
- •1.1.3. Функции спроса, уравнение Слуцкого
- •1.1.4. Производственные функции.
- •1.1.5. Функции выпуска продукции; функции затрат ресурсов.
- •1.1.6. Экономические примеры производственной деятельности фирм.
- •Пример 5. Предположим, что необходимо оценить работу некоторой отрасли, если известен объем производства отрасли y, затраты трудовых ресурсов l и объем используемого капитала к:
- •Исходя из теоретических знаний можем предположить, что зависимость объема производства от труда и капитала описывается пф Кобба-Дугласа .
- •Задания и задачи
- •1.1.8. Самостоятельная работа студентов Рекомендуемые темы рефератов
- •Литература для самостоятельной работы
- •Тема 1.2. Балансовые модели
- •1.2.1. Модель Леонтьева многоотраслевой экономики
- •1.2.2. Модель равновесных цен
- •1.2.3. Модель международной торговли.
- •1.2.4. Практический блок Пример
- •Контрольные вопросы
- •Задания и задачи
- •1.2.5. Самостоятельная работа студентов Рекомендуемые темы рефератов
- •Литература для самостоятельной работы
- •Раздел 2. Экономико-математические методы
- •Тема 2.1. Моделирование задач принятия решений
- •2.1.1. Этапы математического моделирования.
- •2.1.2. Основные понятия математического моделирования.
- •2.1.3. Основные типы экономических моделей
- •2.1.4. Практический блок Пример 1
- •Контрольные вопросы
- •Что представляют собой ограничения экстремальной задачи?
- •Что представляет собой целевая функция экстремальной задачи.
- •Приведите примеры экономико-математических моделей.
- •2.1.5. Самостоятельная работа студентов Рекомендуемые темы рефератов
- •Литература для самостоятельной работы
- •Тема 2.2. Линейное программирование
- •2.2.1. Моделирование задачи оптимизации производства методами линейного программирования.
- •2.2.2. Геометрическая интерпретация задачи линейного программирования.
- •2.2.3. Общая задача линейного программирования.
- •2.2.4. Устойчивость оптимального решения.
- •2.2.5. Обьективно-обусловленные оценки.
- •2.2.6. Двойственная задача линейного программирования.
- •2.2.7. Применение основной задачи линейного программирования к решению некоторых экономических задач
- •1. Задача использования ресурсов.
- •2. Задача оптимального использования удобрений.
- •3. Задача составления диеты.
- •4. Задача об использовании мощностей (задача о загрузке оборудования)
- •5. Задача о раскрое материалов.
- •2.2.8. Практический блок Пример
- •2. Графическое решение системы и определение оптимальных объемов производства.
- •5. Объективно обусловленные оценки ресурсов
- •6. Устойчивость решения при изменении удельной прибыли.
- •8. Объективно-обусловленные оценки ресурсов показывают:
- •Контрольные вопросы
- •Задания и задачи
- •2.2.9. Самостоятельная работа студентов Рекомендуемые темы рефератов
- •Литература для самостоятельной работы
- •Тема 2.3. Задачи транспортного типа
- •2.3.1. Экономико-математическая модель транспортной задачи.
- •2.3.2. Исходный опорный план.
- •2.3.3. Распределительный метод решения транспортной задачи.
- •2.3.5. Вырожденные случаи. Открытая транспортная задача.
- •2.3.6. Практический блок Пример
- •1. Математическая модель.
- •2. Получение начального (опорного) плана методом северо-западного угла
- •3. Итерации по улучшению плана до получения оптимального решения.
- •Контрольные вопросы
- •Задания и задачи
- •2.3.7. Самостоятельная работа студентов Рекомендуемые темы рефератов
- •Литература для самостоятельной работы
- •Тема 2.4. Математические основы сетевого моделирования
- •2.4.1. Построение сетевых графиков.
- •2.4.2. Временные параметры сетевого графика
- •2.4.3. Методы оптимизации сетевого графика
- •2.4.4. Организационные аспекты применения сетевых моделей
- •2.4.5. Практический блок Примеры
- •1. Построение сетевых графиков, согласно заданному порядку предшествования работ.
- •8. Критическое время это:
- •Контрольные вопросы
- •Задания и задачи
- •2.4.6. Самостоятельная работа студентов Рекомендуемые темы рефератов
- •Литература для самостоятельной работы
- •Тема 2.5. Математические методы логистики
- •2.5.1. Экономическое содержание задач управления запасами.
- •2.5.2. Детерминированная статическая модель без дефицита.
- •2.5.3. Детерминированная статическая модель с дефицитом.
- •2.5.4. Простая вероятностная модель.
- •2.5.5. Практический блок Примеры
- •1. Детерминированная статическая модель без дефицита.
- •2. Детерминированная статическая модель с дефицитом.
- •3. Вероятностная модель
- •Контрольные вопросы
- •Задания и задачи
- •2.5.6. Самостоятельная работа студентов Рекомендуемые темы рефератов
- •Литература для самостоятельной работы
- •Тема 2.6. Задачи массового обслуживания
- •2.6.1. Общие понятия теории очередей.
- •2.6.2. Одноканальные системы массового обслуживания.
- •2.6.3. Многоканальные системы массового обслуживания.
- •2.6.4. Прикладные аспекты теории массового обслуживания.
- •2.6.5. Практический блок Примеры
- •1. Одноканальная система обслуживания с неограниченной очередью
- •2. Одноканальная система обслуживания с ограниченной очередью.
- •3. Многоканальная система обслуживания с неограниченной очередью.
- •Контрольные воросы
- •Задания и задачи
- •2.6.6. Самостоятельная работа студентов Рекомендуемые темы рефератов
- •Литература для самостоятельной работы
- •Тема 2.7. Состязательные задачи
- •2.7.1. Основные понятия теории игр.
- •2.7.3. Игры с природой
- •2.7.4. Биматричные игры
- •2.7.5. Понятие коалиционных игр.
- •2.7.6. Практический блок Примеры
- •Пример 2
- •Контрольные вопросы
- •Задания и задачи
- •2.7.7. Самостоятельная работа студентов Рекомендуемые темы рефератов
- •Литература для самостоятельной работы
- •Тема 2.8. Динамическое программирование
- •2.8.1. Область применения моделей динамического программирования.
- •2.8.2. Основные идеи динамического программирования.
- •2.8.3. Распределение q средств между n предприятиями.
- •2.8.4. Динамическая задача управления запасами.
- •2.8.5. Стохастическое динамическое программирование.
- •2.8.6. Задачи износа и замены оборудования
- •2.8.7. Практический блок Пример 1
- •Контрольные вопросы
- •Задания и задачи
- •2.8.8. Самостоятельная работа студентов Рекомендуемые темы рефератов
- •Литература для самостоятельной работы
- •2.9. Многокритериальная оптимизация.
- •2.9.1. Понятие многокритериальности.
- •2.9.2. Оптимальность по Парето.
- •2.9.3. Метод идеальной точки.
- •Заданы две целевые функции
- •2.9.4. Принятие решений на основе метода анализа иерархий
- •2.9.5. Общая классификация эвристических методов решения многокритериальных задач
- •2.9.6. Практический блок Пример 1
- •Пример 2
- •Контрольные вопросы
- •Задания и задачи
- •2.9.7. Самостоятельная работа студентов Рекомендуемые темы рефератов
- •Литература для самостоятельной работы
- •1. Математические методы в маркетинге
- •2. Исследование производственных функций
- •Вопросы для подготовки к зачету
- •Итоговые тесты
- •Список рекомендуемой литературы
- •Предметный указатель
1.1.2. Коэффициенты эластичности спроса по цене: практическое значение, оценивание, свойства.
Понятие эластичности было введено экономистом Аланом Маршаллом в связи с анализом функции спроса. По существу, это понятие является чисто математическим и может применяться при анализе любых дифференцируемых функций.
Эластичностью функции у =f(x) в точке х0 называется следующий предел
Если из контекста ясно, в какой точке определяется эластичность, и какая переменная является независимой, то в обозначении эластичности могут опускаться отдельные символы. Эластичность Еу – это коэффициент пропорциональности между относительными изменениями величин у и х. Если, например, х увеличится на один процент, то у увеличивается (приближенно) на Еу процентов.
Для вычисления эластичности используют несколько эквивалентных формул (если существует конечная производная функции у =f(x) в точке х):
Рассмотрим теперь ряд свойств эластичности.
1. Эластичность суммы у=у1+…+уп положительных функций уi удовлетворяет соотношению Еmin Еу Еmax, где Еmin(Еmax) – это минимальная (максимальная) эластичность функций уi.
2. Эластичность произведения функций u=u(x) и v=v(x) равна сумме эластичностей функций u и v: Еuv = Еu + Еv.
3. Эластичность частного функций u=u(x) и v=v(x) равна разности эластичностей функций u и v: Еuv = Еu – Еv..
Для сложной функции у=у(х(t)) эластичность у по t удовлетворяет равенству Еyt = Еyx ∙Еxt..
Эластичность обратной функции удовлетворяет соотношению Еxy =1/Еyx..
Примеры:
у = х+С,
у=ха,
Обратите внимание – эластичность степенной функции постоянна и равна показателю степени. Справедливо и обратное – если эластичность некоторой функции постоянна, то это степенная функция.
Ценовая эластичность спроса. Пусть D=D(p) – спрос (в натуральных единицах) на некоторый товар при цене р. Так как при увеличении цены спрос уменьшается, то эластичность спроса ЕD <0. Спрос называется эластичным, если ЕD < –1, и неэластичным, если ЕD > –1. Термин совершенно неэластичный спрос означает крайний случай, когда изменение цены не приводит ни к какому изменению спроса. В этом случае ЕD = 0. К таким товарам относятся жизненно необходимые лекарства, например, инсулин. В другом крайнем случае, когда самое малое снижение цены побуждает покупателя увеличивать покупки от нуля до предела своих возможностей, говорят, что спрос является совершенно эластичным. Можно считать, что для совершенно эластичного спроса ЕD = –. Такие ситуации возникают в случае гиперинфляции.
Если спрос со стороны отдельных покупателей или групп покупателей является эластичным (неэластичным), то и суммарный спрос также является эластичным (неэластичным). Это утверждение следует из первого свойства эластичности.
Если продавцы обладают достаточными запасами товара, то D = D(p) – это не только количество спрашиваемого товара, но и одновременно количество проданного товара. В этом случае общая выручка всех продавцов R =pD. Находим эластичность выручки по цене:
Следовательно, при эластичном спросе ЕR < 0, а при неэластичном спросе ЕR >0.
Вывод: Если спрос эластичен, то изменение цены вызывает изменение общей выручки в противоположном направлении. Если же спрос неэластичен, то изменение общей выручки происходит в том же направлении, что и изменение цены.
Эластичность спроса зависит от многих факторов:
наличие товаров-заменителей (одним из самых неэластичных товаров является соль, т.к. ее нельзя ничем заменить);
удельный вес стоимости товара в бюджете потребителя;
размеры дохода покупателей (при этом цена может не меняться, изменяется платежеспособность – чем дороже товар, тем эластичнее спрос на него);
качество товара (чем выше качество, чем менее эластичен спрос);
степень необходимости товара (на продукты питания спрос менее эластичен, а на предметы роскоши – более эластичен);
размеры запасов товара;
потребительские ожидания.
Большее значение для рыночной экономики имеет связь между спросом товара и доходом потребителей. Для большинства товаров величина коэффициента эластичности спроса по доходу является положительной. Но есть и такие товары, для которых этот коэффициент может принимать отрицательное значение. Спрос на них сокращается (при определенных условиях) по мере роста доходов потребителей. Например, при общих высоких доходах потребители при дальнейшем росте доходов начинают сокращать потребление многих пищевых продуктов – хлеба, картофеля, маргарина и пр. Кроме того, отрицательные значения ЕD свидетельствуют о низком качестве продукции, так как при увеличении доходов покупатель сокращает объемы покупки, потребления продукции.
При положительном значении коэффициента эластичности по доходам можно констатировать удовлетворительное качество товаров. Причем положительная величина эластичности по доходу имеет довольно значительный разброс: от величин, близких к нулю, до величин в несколько единиц. Например, в развитых странах коэффициент эластичного спроса по доходу для многих продуктов сельского хозяйства составляет +0,2, а для автомобилей +3,0. Разница, как видим, весьма существенная. При 0 < ЕD < 1 товары данной категории относят к товарам первой необходимости, при Ед, значительно превышающем 1, – к предметам роскоши.
Информация о коэффициентах эластичности спроса по доходу имеет большое практическое значение. Она позволяет прогнозировать будущее развитие и процветание тех производств, товары которых имеют значительную величину этого коэффициента, и, наоборот, застой и сокращение производства тех товаров, для которых эластичность спроса по доходу есть величина незначительная.
Перекрестные коэффициенты эластичности.
В 1.1.2 было введено понятие эластичности функции одной переменной. Аналогично вводится понятие эластичности функции нескольких переменных. Пусть, например, z =f(x, у) – функция двух переменных.
Еzx – коэффициент эластичности z по х показывает, на сколько процентов изменится z при увеличении х на один процент. Еzу – коэффициент эластичности z по у показывает, на сколько процентов изменится z при увеличении y на один процент.
Из определения вытекают следующие формулы:
(1.1.2)
Пример 1.1.2. Найти коэффициенты эластичности по х и по у функции z= xy в точке (2;3).
Согласно формулам (1.1.2) имеем
Еzx(х,у) = x(lnz)'x = x(ylnx)'x= у,
Ezy(x,y) = y(lnz)'y = y(ylnx)'y =уlnх.
Следовательно, Еzx(2,3) =3, Еzy(2;3) = 3ln 2.
Формулы (1.1.2) полностью аналогичны формулам, которые использовались при выводе свойств 1–3 эластичности в 1.1.2. Поэтому первые три свойства эластичности справедливы и в случае функции нескольких переменных. Четвертое и пятое свойства также сохраняются, но формы их записи становятся сложнее. Остановимся подробнее на этих свойствах.
Свойство 4'. Для функций z =f(x, у), х = (t) и у = (t) эластичность z no t в точке t0 находится по формуле
Еzt = ЕzxЕxt + ЕzyЕyt , (1.1.3)
где Еzx, Еzy – эластичности z по х и у в точке ((t0), (t0)), а Еxt, Еyt –эластичности х и у по t в точке t0.
Для любой пары функций у1=f1(х1, х2), y2=f2(x1, x2) имеем 4 коэффициента эластичности, которые запишем в матрицу размера 2х2:
Элементы этой матрицы, расположенные вне главной диагонали, называются перекрестными коэффициентами эластичности.
Свойство 5'. Пусть х1=g1(y1, y2), x2=g2(y1, y2) – пара обратных функций для функций у1=f1(х1, х2), y2=f2(x1, x2). Тогда матрица коэффициентов эластичности Еxy является обратной к матрице Еyx.
Коэффициенты эластичности используются при анализе функций спроса при любом числе различных товаров. В качестве примера рассмотрим случай с двумя товарами. Пусть хi – количество i-го товара, рi – его цена (i= 1,2). Для пары дополняющих товаров (например, чай и сахар) или заменяющих товаров (например, масло и маргарин) естественно считать, что спрос на каждый товар зависит от обеих цен р1 и р2:
х1=D1(p1, p2), x2=D2(p1, p2) (1.1.4)
Предположим, что не только цены определяют спрос, но и, напротив, спрос определяет цены. Иными словами, будем считать, что систему (1.2.4) можно разрешить относительно р1 и р2 в следующем виде:
p1=p1(х1, х2), p2=p2(x1, x2). (1.1.5)
Системы (1.1.4) и (1.1.5) определяют две пары взаимно обратных функций. Согласно свойству 5' матрица коэффициентов эластичности цен по спросу может быть найдена как обратная матрица коэффициентов эластичности спроса по цене.
Пример 1.1.3. Пусть х1=10p1-1.2 p20.8, x2=12p1-0.9p2-0.7. (x1 – маргарин, x2 – масло). Коэффициенты эластичности составят матрицу
Спрос на маргарин неэластичный, на масло – эластичный, перекрестные коэффициенты эластичности показывают, что маргарин заменяет масло – повышение цены на масло на 1% ведет к повышению спроса на маргарин на 0.8%. Чтобы получить коэффициенты эластичности цены по спросу Еху, достаточно найти обратную матрицу Еуx-1.