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微積分在經(jīng)濟學(xué)中的應(yīng)用
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【摘要】微積分是高等數(shù)學(xué)偉大的成就之一,在日常生活的各個領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。利用高等數(shù)學(xué)微積分的數(shù)學(xué)定量來分析和解決各領(lǐng)域方面的理由己成為經(jīng)濟學(xué)中的一個重要部分,它使經(jīng)濟學(xué)由定性走向定量化,這使得微積分在經(jīng)濟領(lǐng)域中的作用越來越明顯。
【關(guān)鍵詞】微積分;經(jīng)濟學(xué);邊際分析
微積分是高等數(shù)學(xué)的偉大成就。微積分產(chǎn)生于生產(chǎn)技術(shù)和理論科學(xué),同時又影響著科技的發(fā)展。
在經(jīng)濟學(xué)的領(lǐng)域內(nèi),將一些經(jīng)濟理由利用相關(guān)模型轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)理由,用數(shù)學(xué)的策略對經(jīng)濟學(xué)理由進行研究和分析,把經(jīng)濟活動中的實際理由利用微積分的策略進行量化,在此基礎(chǔ)上得到的結(jié)果具有科學(xué)的量化依據(jù)。
1.微積分在經(jīng)濟學(xué)中的應(yīng)用
1.1邊際分析
經(jīng)濟學(xué)中的邊際理由,是指每一個自變量的變動導(dǎo)致因變量變動多少的理由,所以邊際函數(shù)就是對一個經(jīng)濟函數(shù) 的因變量求導(dǎo),得出 ,其中在某一點的值就是該點的邊際值。
例1:已知某工廠某種產(chǎn)品的收益 (元)與銷售量 (噸)的函數(shù)關(guān)系是 ,求銷售60噸該產(chǎn)品時的邊際收益,并說明其經(jīng)濟含義。
解:根據(jù)題意得,銷售這種產(chǎn)品 噸的總收益函數(shù)為 。因而,銷售60噸該產(chǎn)品的邊際收益是 元。其經(jīng)濟學(xué)含義是:當(dāng)該產(chǎn)品的銷售量為60噸時,銷售量再增加一噸(即 =1)所增加的總收益是188元。這個理由看起來很簡單,但是在實際生活中的應(yīng)用作用很大。又如:
例2:某工廠生產(chǎn)某種機械產(chǎn)品,每月的總成本C(千元)與產(chǎn)量x(件)之間的函數(shù)關(guān)系為 ,若每件產(chǎn)品的銷售價為2萬元,求每月生產(chǎn)6件、9件、156件、24件時的邊際利潤,并說明其經(jīng)濟含義。
解:根據(jù)題意得,該廠每月生產(chǎn)x件機械產(chǎn)品的總收入函數(shù)為 。因此,該廠生產(chǎn)的x件產(chǎn)品的利潤函數(shù)為: ,由此可得邊際利潤函數(shù)為 ,那么每月該廠生產(chǎn)6件、9件、15件、24件時的邊際利潤分別是: (千元/件), (千元/件), (千元/件), (千元/件)。
這個經(jīng)濟學(xué)的含義是:當(dāng)該廠月產(chǎn)量為6件時,若再增產(chǎn)1件,此時的利潤將會增加18000元;當(dāng)該廠的月產(chǎn)量為9件時,若再增產(chǎn)1件,利潤將增加12000元,有所降低;當(dāng)月產(chǎn)量增加到15件時,再增產(chǎn)1件,利潤反而不會增加;當(dāng)月產(chǎn)量為24件時,若再增產(chǎn)1件,此時的利潤反而會相應(yīng)的減少18000元。
由此我們可以得出結(jié)論,產(chǎn)品的利潤最大,并不是出現(xiàn)在最大量的時候,也就是說多增加產(chǎn)量必定能夠增加利潤,只有合理統(tǒng)籌安排工廠的生產(chǎn)量,這樣才能取得最大的利潤。
由此可得結(jié)論,當(dāng)產(chǎn)品的邊際收益等于產(chǎn)品的邊際成本時,此時就已經(jīng)達到了最大利潤,如果再進行擴大生產(chǎn)了,產(chǎn)品反而會虧本。
1.2彈性分析
在經(jīng)濟學(xué)中,某變量對另一個變量變化的反映程度稱為彈性或彈性系數(shù)[2]。
在經(jīng)濟工作中有很多種的彈性,研究的理由不同,彈性的種類也不同。如果是價格的變化與需求之間的反映,這個反映我們稱為需求彈性。由于消費需求的不同以及商品自身屬性的差異,同樣的價格變化給不同的商品的需求帶來不同的影響。有些商品反應(yīng)很靈敏,彈性大,價格的變動會造成很大的銷售變動;有的商品反應(yīng)較緩慢,彈性小,價格的變動對其沒什么影響。
、傩枨髲椥。對于需求函數(shù) ,由于價格上漲時,商品的需求函數(shù) 為具有一定單調(diào)性,是一個單調(diào)減函數(shù), 與 異號,所以定義需求對價格的彈性函數(shù)為 。
例3:設(shè)某種商品的需求函數(shù)為 ,求需求的彈性函數(shù); , , 的需求彈性。
解: , ,說明當(dāng) 時,價格上漲1%,需求減少0.6%,需求變動的幅度小于價格變動的幅度; ,說明當(dāng) 時,價格上漲1%,需求也減少1%,需求變動的幅度與價格變動的幅度是相同的; ,說明當(dāng) 時,價格上漲1%,需求減少1.4%,需求變動的幅度大于價格變動的幅度。
、谑找鎻椥。收益R是商品的價格 與其銷售量Q的乘積。在任何的價格水平條件下,收益彈性與需求彈性之和總是等于1。若 時,商品的價格上漲(或下降)1%,收益增加(或減少) ;若 時,價格變動1%,收益不變;若 時,價格上漲(或下降)1%,收益減少(或增加) 。
1.3最值分析
在生產(chǎn)理論中,研究長期生產(chǎn)理由通常主要是以兩種可變生產(chǎn)要素的生產(chǎn)函數(shù)來表示[3]。假如企業(yè)利用勞動和資本這兩種可變的生產(chǎn)要求來生產(chǎn)一種產(chǎn)品,那么可變生產(chǎn)要求的生產(chǎn)函數(shù)是:
公式中L為可變要求勞動的投入量多少,K為可變要求資本的投入量的多少,Q為產(chǎn)品的產(chǎn)量。生產(chǎn)的產(chǎn)品廠商可以通過對兩個投入的可變生產(chǎn)要素的不斷調(diào)整來實現(xiàn)一定成本條件下的最大產(chǎn)量的最佳生產(chǎn)要素組合。
假定生產(chǎn)要素市場上核定的勞動的價格即工資率為ω,核定的資本的價格即利息率為r,產(chǎn)品廠商核定的成本支出為C,則依據(jù)相關(guān)函數(shù)可得成本方程為: ,C 在一定的條件限制下,即: ,由此建立的拉格朗日方程:
產(chǎn)品產(chǎn)量最大化的一階條件為: ,
由以上兩式可得: ,由此得出核定條件下要想實現(xiàn)最大產(chǎn)量的要素組合原則是:即產(chǎn)品的廠商不斷通過對勞動和資本這兩種可變要素投入量的調(diào)整,使得最后一單位的成本支出不管用來購買哪種生產(chǎn)要素所獲得的邊際產(chǎn)量都是最高的,從而實現(xiàn)核定成本條件下的產(chǎn)量最大化。
1.4 最優(yōu)化分析
邊際分析研究的是函數(shù)邊際點上的極值[4]。也就是來研究變量在邊際點是遞增變?yōu)檫f減,還是由遞減變?yōu)檫f增,像這種邊際點的函數(shù)值就是函數(shù)的極大值或極小值。經(jīng)濟研究的重點就是研究邊際點是的最佳點,因為這是做出最優(yōu)決策的最合理的邊際點。因此,微積分法是研究最優(yōu)化理由是必不可少的策略。
最優(yōu)化理論是經(jīng)濟學(xué)中經(jīng)濟分析的基礎(chǔ),也是進行經(jīng)濟決策的依據(jù)。實現(xiàn)經(jīng)濟學(xué)的最優(yōu)化,就是要求經(jīng)濟學(xué)中的一切經(jīng)濟活動都處于最佳的頂峰位置,任何一點偏離都要從頂峰向下傾斜,這個必定會用到微分的思想。
例4:設(shè)生產(chǎn) 個產(chǎn)品的邊際成本 ,其固定成本為 元,產(chǎn)品的單價規(guī)定為500元.假設(shè)產(chǎn)銷平衡,問生產(chǎn)量為多少時利潤最大,并求出最大利潤。
解:總成本函數(shù)為,總收益函數(shù)為 ,總利潤 , ,令 ,得 。因為 ,所以當(dāng)生產(chǎn)量為200個時,利潤最大,最大利潤為L(200)=400 200-200 200-1000=39000(元)。
2.總結(jié)
微積分在經(jīng)濟學(xué)中的地位是非常重要的,F(xiàn)如今在經(jīng)濟學(xué)領(lǐng)域,很多經(jīng)濟學(xué)研究均需要量化研究,所以越來越多地運用到了微積分的知識,這不但有利于微積分的發(fā)展,還能夠幫助經(jīng)濟學(xué)更加的定量化、精密化和準(zhǔn)確化。
微積分在經(jīng)濟學(xué)中的應(yīng)用使得經(jīng)濟學(xué)得到重大發(fā)展,并最終導(dǎo)致了微觀經(jīng)濟學(xué)的形成。
參考文獻:
[1]陳朝斌.微積分在經(jīng)濟學(xué)最優(yōu)化理由中的應(yīng)用[J].保山師專學(xué)報,2009(5):34-36.
[2]張麗玲.微積分在經(jīng)濟學(xué)中的應(yīng)用[J].百色學(xué)院學(xué),2009(5):49-52.
[3]蔡洪新.微積分在經(jīng)濟學(xué)中的應(yīng)用分析[J].數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究,2010(9):99-100.
[4]向菊敏.微積分在經(jīng)濟分析活動中的應(yīng)用[J].科技信息,2011(26):57-82.
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