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经济论文范文:论微积分在经济分析中的应用
论微积分在经济分析中的应用
| 文章出自:职称论文网 | 编辑:文学论文 | 点击: | 2014-12-19 17:07:38 |
摘 要:微积分作为数学知识的基础 ,是学习经济学的必备知识 ,着重讨论了微积分在经济学中最基本的一些应用,计算边际成本、 边际收入、 边际利润并解释其经济意义, 寻求最小生产成本或制定获得最大利润的一系列策略。?
关键词:微积分;边际分析;弹性;成本;收入;利润;最大值;最小值?
  
  1 导数在经济分析中的应用?
  
  1.1 边际分析在经济分析中的的应用?
  1.1.1 边际需求与边际供给?
  设需求函数Q=f(p)在点p处可导(其中Q为需求量,P为商品价格),则其边际函数Q?’=f?’(p)称为边际需求函数,简称边际需求。类似地,若供给函数Q=Q(P)可导(其中Q为供给量,P为商品价格),则其边际函数Q=Q(p)称为边际供给函数,简称边际供给。?
  1.1.2 边际成本函数?
  总成本函数C=C(Q)=C?0+C?1(Q);平均成本函数=(Q)=C(Q)Q;边际成本函数C?’=C?’(Q).C?’(Q?0)称为当产量为Q?0时的边际成本,其经济意义为:当产量达到Q?0时,如果增减一个单位产品,则成本将相应增减C?’?’(Q?0)个单位。?
  1.1.3 边际收益函数?
  总收益函数R=R(Q);平均收益函数=(Q);边际收益函数R’=R’(Q).?
  R’(Q?0)称为当商品销售量为Q?0时的边际收益。其经济意义为:当销售量达到Q?0时,如果增减一个单位产品,则收益将相应地增减R?’(Q?0)个单位。?
  1.1.4 边际利润函数?
  利润函数L=L(Q)=R(Q)-C(Q);平均利润函数;=(Q)边际利润函数L’=L’(Q)=R’(Q)-C’(Q).L’(Q?0)称为当产量为Q?0时的边际利润,其经济意义是:当产量达到Q?0时,如果增减一个单位产品,则利润将相应增减L’(Q?0)个单位。?
  例1 某企业每月生产Q(吨)产品的总成本C(千元)是产量Q的函数,C(Q)=Q?2-10Q+20。如果每吨产品销售价格2万元,求每月生产10吨、15吨、20吨时的边际利润。?
  解:每月生产Q吨产品的总收入函数为:?
  R(Q)=20Q?
  L(Q)=R(Q)-C(Q)=20Q-(Q?2-1Q+20)?
  =-Q?2+30Q-20?
  L’(Q)=(-Q?2+30Q-20)’=-2Q+30?
  则每月生产10吨、15吨、20吨的边际利润分别为?
  L’(10)=-2×10+30=10(千元/吨);?
  L’(15)=-2×15+30=0(千元/吨);?
  L’(20)=-2×20+30=-10(千元/吨);?
  以上结果表明:当月产量为10吨时,再增产1吨,利润将增加1万元;当月产量为15吨时,再增产1吨,利润则不会增加;当月产量为20吨时,再增产1吨,利润反而减少1万元。?
  显然,企业不能完全靠增加产量来提高利润,那么保持怎样的产量才能使企业获得最大利润呢??
  1.2 弹性在经济分析中的应用?
  1.2.1 弹性函数?
  设函数y=f(x)在点x处可导,函数的相对改变量Δyy=f(x+Δx)-f(x)y与自变量的相对改变量Δxx之比,当Δx→0时的极限称为函数y=f(x)在点x处的相对变化率,或称为弹性函数。记为EyEx•EyEx=?lim?δx→0
  ?Δ?yy?Δ?xx=?lim?δx→0?Δ?y?Δ?x.xy=f’(x)xf(x)
  在点x=x?0处,弹性函数值Ef(x?0)Ex=f’(x?0)xf(x?0)称为f(x)在点x=x?0处的弹性值,简称弹性。EE?xf(x?0)%表示在点x=x?0处,当x产生1%的改变时,f(x)近似地改变EE?xf(x?0)%。?
  1.2.2 需求弹性?
  经济学中,把需求量对价格的相对变化率称为需求弹性。?
  对于需求函数Q=f(P)(或P=P(Q)),由于价格上涨时,商品的需求函数Q=f(p)(或P=P(Q))为单调减少函数,ΔP与ΔQ异号,所以特殊地定义,需求对价格的弹性函数为η(p)=-f’(p)pf(p)?
  例2 设某商品的需求函数为Q=e??-p5?,求(1)需求弹性函数;(2)P=3,P=5,P=6时的需求弹性。?
  解:(1)η(p)=-f’(p)pf(p)=-(-15)e??-p5?.pe??-p5?=p5;?
  (2)η(3)=35=0.6;η(5)=55=1;η(6)=65=1.2?
  η(3)=0.6<1,说明当P=3时,价格上涨1%,需求只减少0.6%,需求变动的幅度小于价格变动的幅度。?
  η(5)=1,说明当P=5时,价格上涨1%,需求也减少1%,价格与需求变动的幅度相同。?
  η(6)=1.2>1,说明当P=6时,价格上涨1%,需求减少1.2%,需求变动的幅度大于价格变动的幅度。?
  1.2.3 收益弹性?
  收益R是商品价格P与销售量Q的乘积,即?
  R=PQ=Pf(p)?
  R’=f(p)+pf’(p)=f(p)(1+f’(p)pf(p))=f(p)(1-η)?
  所以,收益弹性为EREP=R’(P).PR(P)=f(p)(1-η)ppf(p)=1-η
  ?
  这样,就推导出收益弹性与需求弹性的关系是:在任何价格水平上,收益弹性与需求弹性之和等于1。?
  (1)若η<1,则EREP>0价格上涨(或下跌)1%,收益增加(或减少)(1-η)%;?
  (2)若η>1,则EREP<0价格上涨(或下跌)1%,收益减少(或增加)|1-η|%;?
  (3)若η=1,则EREP=0价格变动1%,收益不变。?
  1.3 最大值与最小值在经济问题中的应用?
  最优化问题是经济管理活动的核心,各种最优化问题也是微积分中最关心的问题之一,例如,在一定条件下,使成本最低,收入最多,利润最大,费用最省等等。下面介绍函数的最值在经济效益最优化方面的若干应用。?
  1.3.1 最低成本问题?
  例3 设某厂每批生产某种产品x个单位的总成本函数为c(x)=mx?3-nx?2+px,(常数m>0,n>0,p>0),(1)问每批生产多少单位时,使平均成本最小?(2)求最小平均成本和相应的边际成本。?
  解:(1)平均成本(X)=C(x)x=mx?2-nx+p,?C’?=2mx-n?
  令?C’?,得x=n2m,而?C’’?(x)=2m>0。所以,每批生产n2m个单位时,平均成本最小。?
  (2)(n2m)=m(n2m)?2-n(n2m)+p=(4mp-n?24m),又C’(x)=3mx?2-2nx+p,C’(n2m)=3m(n2m)?2-2m(n2m)+p=4mp-n?24m所以,最小平均成本等于其相应的边际成本。?
  1.3.2 最大利润问题?
  例4 设生产某产品的固定成本为60000元,变动成本为每件20元,价格函数p=60-Q1000(Q为销售量),假设供销平衡,问产量为多少时,利润最大?最大利润是多少??
  解:产品的总成本函数C(Q)=60000+20Q?
  收益函数R(Q)=pQ=(60-Q1000)Q=60Q-Q?21000?
  则利润函数L(Q)=R(Q)-C(Q)=-Q?21000+40Q-60000?
  L’(Q)=-1500Q+40,令L’(Q)=0得Q=20000?
  ∵L’’(Q)=-1500<0∴Q=2000时L最大,L(2000)=340000元?
  所以生产20000个产品时利润最大,最大利润为340000元。
  ?
  2 积分在经济中的应用?
  
  在经济管理中,由边际函数求总函数(即原函数),一般采用不定积分来解决,或求一个变上限的定积分;如果求总函数在某个范围的改变量,则采用定积分来解决。?
  例5 设生产x个产品的边际成本C=100+2x,其固定成本为C?0=1000元,产品单价规定为500元。假设生产出的产品能完全销售,问生产量为多少时利润最大?并求出最大利润。?
  解:总成本函数为?
  C(x)=∫??x??0(100+2t)dt+C(0)=100x+x?2+1000?
  总收益函数为R(x)=500x?
  总利润L(x)=R(x)-C(x)=400x-x?2-1000,L’=400-2x,令L’=0,得x=200,因为L’’(200)<0。所以,生产量为200单位时,利润最大。最大利润为L(200)=400×200-200?2-1000=39000(元)。?
  在这里我们应用了定积分,分析出利润最大,并不是意味着多增加产量就必定增加利润,只有合理安排生产量,才能取得总大的利润。?
  综上所述,对企业经营者来说,对其经济环节进行定量分析是非常必要的。将数学作为分析工具,不但可以给企业经营者提供精确的数值,而且在分析的过程中,还可以给企业经营者提供新的思路和视角,这也是数学应用性的具体体现。因此,作为一个合格的企业经营者,应该掌握相应的数学分析方法,从而为科学的经营决策提供可靠依据。
  ?
  参考文献?
  [1]?聂洪珍,朱玉芳.高等数学(一)微积分[M].北京:中国对外经济贸易出版社,2003,(6).?
  [2]?顾霞芳.浅谈导数在经济中的应用[J].职业圈,2007,(4).?
  [3]?李春萍.导数与积分在经济分析中的应用[J].商业视角,2007,(5).?
  [4]?褚衍彪.高等数学在经济分析中的运用[J].枣庄学院学报,2007,(10).
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