
- •Mатематика
- •Часть 2 методы оптимизации
- •1. Информация о дисциплине
- •1.1. Предисловие
- •1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.1. Объем дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.2. Перечень видов практических занятий и контроля:
- •2.2.2. Тематический план дисциплины
- •2.2.3. Тематический план дисциплины
- •2.3. Структурно-логическая схема дисциплины
- •2.4. Временной график изучения дисциплины
- •2.5. Практический блок
- •2.5.1. Практические занятия
- •2.5.1.1. Практические занятия (очная/очно-заочная формы обучения)
- •2.5.1.2. Практические занятия (заочная формы обучения)
- •2.5.2. Лабораторные работы (для всех форм обучения)
- •Балльно-рейтинговая система
- •3. Информационные ресурсы дисциплины
- •3.1. Библиографический список
- •3.2. Опорный конспект лекций введение
- •Раздел 1. Линейное программирование. Основные понятия
- •Стандартная и каноническая формы задачи линейного программирования
- •Пример 1.1.1
- •Пример 1.1.2
- •Пример 1.1.3
- •1.2. Двойственная задача
- •Пример 1.2.1
- •1.3. Базисные решения
- •Пример 1.3.1
- •Раздел 2. Решение прямой задачи линейного программирования симплекс-методом
- •2.1. Теоремы двойственности. Алгоритм симплекс-метода
- •Пример 2.1.1
- •2.1.2. Анализ оптимальной симплекс-таблицы
- •2.2. Интервалы устойчивости. Ценность ресурсов
- •Пример 2.2.1
- •Пример 2.2.2
- •Пример 2.2.3
- •Раздел 3. Решение транспортной задачи. Матричные игры
- •3.1. Математическая постановка транспортной задачи
- •Пример 3.1.1
- •3.2. Матричные игры. Основные понятия
- •Пример 3.2.1
- •3.3. Решение матричных игр в смешанных стратегиях
- •Пример 3.3.1
- •3.4. Решение матричных игр симплекс-методом
- •Пример 3.4.1
- •Раздел 4. Целочисленное и нелинейное программирование
- •4.1. Задача о назначениях
- •Пример 4.1.1
- •4.2. Нелинейное программирование
- •Пример 4.2.1
- •Раздел 5. Производственные функции
- •5.1. Свойства производственных функций
- •Примеры производственных функций.
- •Пример 5.1.1
- •Пример 5.1.2
- •Пример 5.1.3
- •Пример 5.1.4
- •Пример 5.1.5
- •5.2. Характеристики производственных функций
- •Пример 5.2.1
- •Пример 5.2.2
- •Пример 5.2.3
- •Модель фирмы
- •Пример 5.3.1
- •Геометрическая иллюстрация оптимального решения
- •5.4. Функции спроса на ресурсы и функция предложения продукции
- •Пример 5.4.1
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 6. Модели потребительского спроса
- •6.1. Функции полезности
- •2. Неоклассическая мультипликативная функция
- •3. Логарифмическая функция
- •Пример 6.1.1
- •2. Свойство строгой вогнутости
- •Пример 6.1.2
- •Пример 6.1.3
- •6.2. Кривые безразличия
- •Пример 6.2.1
- •Пример 6.2.2
- •Пример 6.2.3
- •Вопросы для самопроверки
- •6.3. Задача потребительского выбора
- •Пример 6.3.1
- •Пример 6.3.2
- •Вопросы для самопроверки
- •6.4. Влияние на спрос цен товаров и дохода потребителя
- •Пример 6.4.1
- •Пример 6.4.2
- •Вопросы для самопроверки
- •6.5. Уравнение Слуцкого
- •Пример 6.5.1
- •Вопросы для самопроверки
- •Порядок выполнения работы
- •3.1. Выполнение задания 1
- •Пример 1.1
- •Решение
- •3.1.1. Построение начального базисного плана
- •3.2. Выполнение задания 2
- •Работа 2. Решение транспортной задачи и матричной игры
- •1. Цель работы
- •2. Основные теоретические положения
- •Порядок выполнения работы
- •3.1. Выполнение задания 1
- •Решение
- •3.1.1. Заполнение исходных данных
- •3.2. Выполнение задания 2 Пример
- •Решение
- •3.5. Индивидуальные задания для выполнения лабораторной работы Лабораторная работа 1
- •Лабораторная работа 2
- •Вариант 1
- •4. Блок контроля освоения дисциплины
- •4.1. Методические указания к выполнению контрольной работы
- •4.1.1. Задание на контрольную работу
- •Варианты заданий 1 и 2
- •Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •4.1.2. Методические указания к выполнению контрольной работы Пример задания 1
- •Записать стандартную и каноническую формы
- •Графическое решение задачи
- •Пример задания 2. Двойственная задача
- •Найти оптимальное решение двойственной задачи
- •Пример задания 3
- •Решение
- •Пример задания 4
- •1) Вычислим равновесный спрос при заданных ценах и доходе
- •4.2. Тесты текущего контроля (по разделам) Тест № 1
- •Тест № 2
- •Тест № 3
- •Тест № 4
- •Тест № 5
- •Тест № 6
- •4.3. Итоговый тест
- •4.4. Вопросы к экзамену
- •Содержание
- •Математика. Ч. 2. Методы оптимизации
- •191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, д. 5
Пример 5.1.1
Обозначим через Y количество единиц продукции, выпускаемое фирмой за день, – x1 количество кг затраченного сырья и x1 – продолжительность изготовления продукции на оборудовании в минутах. Производственная функция затраты-выпуск
определяет выпуск продукции при затратах x1 кг сырья и x1 минут работы оборудования. Коэффициенты 2 и 50 означают, что для производства единицы продукции необходимо 2 кг сырья и 50 минут работы оборудования. Эти величины называют нормами затрат ресурсов.
Например, выпуск продукции при затратах 100 кг сырья и 10 часах работы оборудования составит
единиц продукции.
Из неравенств (5.1.2) определим минимальное количество ресурсов, необходимое для производства Y=12 единиц продукции
,
т.е. требуется не меньше 24 кг сырья и 600 минут работы оборудования.
Мультипликативная производственная функция определяется равенством
,
(5.1.3)
где число A определяет шкалу измерения выпуска продукции, параметры
x1>0, x2 >0.
В качестве аргументов x1 и x2 мультипликативной функции часто рассматривают L среднее число работников, занятых в производстве (труд), и K основные производственные фонды (капитал). В этом случае мультипликативная функция определяет зависимость выпуска продукции Y от затрат труда L и капитала K по формуле
В частности, при x1 =1- x2 >0 мультипликативная функция
(5.1.4)
называется функцией Кобба-Дугласа.
Пример 5.1.2
Допустим, что стоимость выпуска продукции Yсвязана со стоимостью затрат трудаLи основных фондовKпо формуле
Пусть стоимость основных фондов равна K = 640 000 = 82 1002 руб., а стоимость фонда заработной платы – L = 810 000= 34 104 руб. Тогда стоимость выпуска продукции Y составит
Предельные производительности ресурсов
Производственная функция удовлетворяет свойству монотонности, если из неравенств
следует неравенство
(5.1.5)
Свойство монотонности означает, что увеличение затрат любого ресурса не приводит к уменьшению выпуска продукции.
Если производственная функция дифференцируема по всем аргументам, то свойство монотонности означает, что частные производные являются неотрицательными
(5.1.6)
Частная
производная
называется
предельной
производительностью 1-го ресурса.
Аналогично, частная производная
называется
предельной
производительностью 2-го ресурса.
Предельная производительность
ресурса
показывает,
на сколько
единиц
изменяется выпуск продукции при
возрастании ресурса на единицу. Пусть
затраты ресурса 1 изменяются на величину
,
а затраты ресурса 2–
на величину
.
Тогда формула
определяет приращение выпуска, вызванное приращением ресурсов.
Из дифференциального исчисления следует, что приращение выпуска можно приблизительно равно полному дифференциалу
(5.1.7)
В
частности, если
затраты ресурса 1 изменяются на величину
,
а затраты ресурса 2 не изменяются т.е.
,
то приращение
выпуска приблизительно равно
(5.1.8)
Аналогично,
если
затраты ресурса 1 не изменяется
= 0, а затраты ресурса 2 изменяется на
величину
,
то приращение выпуска приблизительно
равно
(5.1.9)