Некоторые разделы курса Высшей математики для студентов специальностей 1-27 01 01 Экономика и организация производства, 1-27 02 01 Транспортная логистика
.pdf
где E
- единичная матрица.
E A |
. Решая систему |
, получим |
.
Замечание. Таблица 1.1 – таблица межотраслевого баланса. Так как межотраслевые потоки в таблице представлены в единицах производимой продукциинатуральный межотраслевой баланс. Аналогично можно рассматривать стоимостные таблицы. В общем виде стоимостный межотраслевой баланс представляется в виде:
отрасли |
1 |
2 |
. . . |
n |
Y |
X |
1 |
x11 |
x12 . . . |
x1n |
y1 |
x1 |
|
2 |
x21 |
x22 . . . |
x2n |
y2 |
x2 |
|
. |
|
|
|
|
|
|
. |
… |
… . . . |
… |
… |
… |
|
. |
|
|
|
|
|
|
n |
xn1 |
xn2 . . . |
xnn |
yn |
xn |
|
V |
v1 |
v2 . . . |
vn |
|
|
|
X |
x1 |
x2 . . . |
xn |
|
|
|
Таблица 1.2. Стоимостный межотраслевой баланс.
В таблице 1.2: xij – денежный эквивалент продукции i – й отрасли, идущий на нужды j – й отрасли; X (x1, ... , xn ) - вектор валового производства;
Y ( y1, ... , yn ) - вектор конечной продукции; V (v1, ... , vn ) |
- вектор условно- |
|
чистой продукции( характеризует прибавочную стоимость). |
|
|
При этом: |
|
|
n |
|
|
|
n |
(7) |
j 1 |
|
|
n |
|
|
|
n . |
(8) |
i 1 |
|
|
Упражнение 1.1. Используя (7), (8) проверить, что |
|
|
n |
n |
|
|
. |
|
i 1 |
j 1 |
|
(9) |
|
|
11
Матрица A (a ) , где |
a |
xij |
- называется матрицей прямых затрат (см. |
|
|||
ij |
ij |
x j |
|
|
|
|
|
пример 1.9) и система: |
|
|
|
(E |
|
|
(10) |
задает зависимость между векторами X и Y. Система уравнений (10) называется моделью межотраслевого баланса Леонтьева.
Определение 1.1. Матрица А называется продуктивной, если все элементы матрицы B (E A) 1 - неотрицательны.
Перепишем систему уравнений (10) в виде:
, |
(11) |
Из формулы (11) следует, что для продуктивной матрицы А и любого
вектора Y |
конечной продукции yi |
n можно найти вектор |
X |
валового продукта необходимый для получения на |
выходе конечной продукции Y.
Упражнение 1.2. Дана стоимостная таблица межотраслевого баланса
отрасли |
1 |
2 |
3 |
Y |
X |
1 |
3000 |
1200 |
500 |
5000 |
9700 |
2 |
800 |
400 |
10 |
890 |
2100 |
3 |
600 |
200 |
0 |
0 |
800 |
V |
5300 |
300 |
290 |
|
|
X |
9700 |
2100 |
800 |
|
|
1) Построить матрицу прямых затрат А и проверить ее продуктивность.
12
2) Найти вектор валовой продукции Х необходимый для получения
конечной продукции Y |
1500 . |
|
Замечание. Матрица |
B (E A) 1 называется матрицей полных |
затрат, |
B (bij ), i 1, ... , n, j |
1, ... , n . Из формулы (11) следует, что элемент bij |
матрицы |
B задает стоимость в валовом выпуске продукции i – ой отрасли, которая приходится на единицу конечной продукции j – ой отрасли.
Задания к п.1.
Задание 1.1. Даны векторы a1, a2 , a3 . Доказать, что они образуют базис в пространстве R3 и найти в этом базисе координаты вектора b .
1)a
2)a
3)a
4)a
5)a
6) a (2;4;3), a (1;2;4), a (3;5;7), b (3; 5; 2)
7)a 
8)a1 
Задание 1.2. Найти фундаментальную систему решений:
1) 
2) 
3) x1 
4) 
5) 
13
|
6) |
3x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
7) |
|
|
|
|
|
|
Задание 1.3. Проверить образует ли линейное пространство множество: |
|||||
|
а) Р2 |
всех многочленов вида Р2 |
; |
|||
|
в) всех многочленов вида |
x2 |
; |
|||
|
|
|||||
|
с) подмножество в арифметическом пространстве R3 |
|||||
|
вида |
|
(x1, x2 ,0) | xi |
|
; |
|
|
d) подмножество в арифметическом пространстве R3 |
|||||
|
вида |
|
(x1, x2 ,1) | xi |
|
; |
|
|
e) подмножество в арифметическом пространстве R3 |
|||||
|
вида |
|
(x1, x2 , x1 |
|
; |
|
|
f) подмножество в арифметическом пространстве R3 |
|||||
|
вида (x1, x2 ,3x1 |
|
; |
|
||
|
g) подмножество в арифметическом пространстве R3 |
|||||
|
вида (x1, x2 ,3x1 |
|
; |
|
||
|
Задание 1.4. Найти какой-либо базис для линейных пространств из |
|||||
упражнения 5.3. |
|
|
|
|||
|
1.5. Дана матрица прямых затрат А. Доказать, что она является |
|||||
продуктивной. Найти матрицу полных затрат: |
|
|||||
а) |
A |
|
; |
б) |
A |
; |
в) |
A |
|
; |
г) |
A |
. |
1.6. Матрица прямых затрат имеет вид
A 
Найти вектор конечной продукции Y при заданном векторе валовой продукции
X .
14
1.7. Найти матрицу прямых затрат А по заданной матрице полных затрат
B |
. |
1.8. Дана матрица прямых затрат
A |
. |
Найти валовой продукт при новом ассортименте конечного продукта
Y 50 .
1.9. Найти матрицу полных затрат и изменение валового продукта, необходимого для обеспечения изменения конечного продукта, если
A |
. |
1.10. Рассчитать матрицу полных затрат B и найти конечный продукт Y,
если A |
|
|
. |
|
|
1.11. По данным отчетного периода получен следующий баланс |
|||||
трехотраслевой экономической системы: |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
№ |
Потребители |
Конечная |
Валовая |
||
|
|
|
|
продукция |
продукция |
отраслей |
1 |
2 |
3 |
(тыс. шт.) |
(тыс. шт.) |
1 |
20 |
40 |
30 |
110 |
200 |
2 |
30 |
16 |
60 |
54 |
160 |
3 |
10 |
24 |
16 |
150 |
200 |
Определить следующие экономические показатели на планируемый период:
1)коэффициенты прямых затрат;
2)коэффициенты полных затрат;
3)валовый выпуск отраслей, обеспечивающий новый конечный продукт
Y60 .
1.12.Предприятие выпускает три вида продукции с использованием трех видов сырья. Характеристики производства указаны в таблице
15
Вид сырья |
Расход сырья по видам продукции, по вес. ед./ |
Запас |
|||
|
|
|
изд. |
сырья |
|
|
1 |
2 |
|
3 |
вес. ед. |
1 |
5 |
12 |
|
7 |
2350 |
2 |
10 |
6 |
|
8 |
2060 |
3 |
9 |
11 |
|
4 |
2270 |
Найти:
1)Объем выпуска продукции каждого вида при заданных запасах сырья;
2)прирост объема валовых выпусков по каждой отрасли, если конечное потребление увеличено по отрасли, соответственно на 30, 10 и 50%.
Ответы
1.1. 1) |
|
; 2) |
; 3) (1; - 1; 2); 4) (1; 2; -1); 5) (2; 1; -1); |
||
6) (1; -2; 1); 7) (2; 1; -1); 8) (3; -1; 2). |
|
|
|||
1.2. 1) |
X |
; 2) X |
0 |
1 |
; |
|
|
|
14 |
7 |
|
3) X |
; |
16
7 |
|
|
|
6 |
5 |
|
||
4) X c 3 |
; 5) X c1 |
; 6); |
X |
7) |
||||
1 |
0 |
|||||||
|
7 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
5 |
|
||
X |
1 |
0 |
. |
||
0 |
1 |
||||
|
|
||||
|
|
7 |
|
||
|
|
|
|
|
|
1.3. Образует линейное пространство: a); c); e); f).
1.4. Один из базисов: a)
; c)
; e)
; f)
.
1.5. а) продуктивна, B |
. |
||
б) продуктивна, B |
|
. |
|
в) продуктивна, B |
|
. |
|
г) продуктивна, B |
|
. |
|
1.6. Y |
|
. |
|
1.7. A |
|
. |
|
1.8. X 126 . |
|
||
1.9. B |
1 |
|
. |
0, 4 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
17 |
1.10. B |
. |
1.11. 1) A |
; |
2) B |
; |
3)X 168,0 .
1.12.1) Y 120 ; 2)
.
18
|
2. Прямая линия на плоскости. |
|
|
||
Определение 2.1. Пусть (0, i, j) |
- |
прямоугольная |
декартова система |
||
координат на |
плоскости, M0 (x0 , y ) |
– |
фиксированная |
точка |
плоскости, |
OM0 r0 (x0 , y0 ) |
- ее радиус вектор, u(u1, u2 ) - ненулевой вектор. Прямой линией |
||||
L, проходящей |
через точку М0 с направляющим вектором u |
называется |
|||
множество точек плоскости, радиус-векторы r(x, y) |
которых записываются в |
виде: |
|
r |
(1) |
Замечание. Другие уравнения прямой:
|
|
|
|
|
tu1 , t |
. |
(2) |
|
|
|
|
|
|
tu2 |
|
|
|
Уравнение (2) – параметрическое уравнение прямой. |
|
|||||||
|
x |
|
|
|
|
. |
|
(3) |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||||
|
u1 |
|
|
|
u2 |
|
|
|
Уравнение (3) – каноническое уравнение прямой, проходящей через точку |
||||||||
M0 (x0 , y0 ) с направляющим вектором u(u1, u2 ) . |
|
|||||||
|
x |
|
|
|
|
|
- |
(4) |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
x1 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
уравнение прямой по двум точкам M0 (x0 , y0 ) и M1(x1, y1) .
Определение 2.2. Вектором нормали к прямой (1) будем называть
произвольный ненулевой вектор n перпендикулярный прямой.
Замечание. Любые два вектора нормали к прямой L – коллинеарны. Если
n( A, B) - вектор нормали к L, то (n, u) |
0 , то есть: |
(n, r r0 ) 0 - |
(5) |
|
19 |
векторное |
уравнение прямой. Так как r |
, то из (5) |
следует: |
|
|
A(x |
- |
(6) |
уравнение прямой по точке M0 (x0 , y0 ) и вектору нормали n( A, B) . Раскроем скобки в формуле (6), получим:
Ax |
|
Ax By C 0 - |
(7) |
общее уравнение прямой.
Пример 2.1. Дана прямая L: 4x 3y 12 0 и точка М(1; 2). Проверить, что М не принадлежит прямой и написать уравнение прямой, проходящей через точку
М |
|
1) параллельно прямой L; 2) перпендикулярно прямой L. |
|
Решение. Подставим координаты точки М в уравнение: 4 |
, |
поэтому точка М не принадлежит прямой. |
|
1) Так как прямые параллельны, то их векторы нормали совпадают, поэтому n(4; 3) - вектор нормали к искомой прямой. Тогда по формуле (6):
4(x 
4x - искомая прямая.
2) Так как прямые перпендикулярны, то вектор нормали n(4; 3) для первой
прямой будет направляющим вектором для искомой прямой, поэтому по формуле
(3):
|
x |
|
|
|
|
- искомая прямая. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
4 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Нормальное уравнение прямой. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Пусть |
n0 - вектор нормали к прямой L, |
|
n0 |
|
1 и пусть n0 |
направлен от |
||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||
начала координат к прямой, n0 (cos |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Тогда: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
x |
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(8) |
|||
нормальное уравнение прямой (р – расстояние от начала координат до |
||||||||||||||||||||
прямой). При этом, если M (a, b) - произвольная точка плоскости, то |
|
|
|
|||||||||||||||||
d |
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(9) |
||||
расстояние |
от точки М до прямой. Для того, |
чтобы из уравнения (7) получить |
||||||||||||||||||
уравнение (8) надо представить его в виде: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
A |
|
|
x |
B |
|
|
C |
|
, |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
причем знак перед корнем |
выбирается |
противоположным |
знаку |
|
С. Поэтому |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
|
B |
C |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
формула (9) |
перепишется в виде d |
|
|
|
. |
|||||||||||||||
A2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
