[摘要] 隨著市場經濟的不斷發(fā)展,利用數(shù)學知識解決經濟問題顯得越來越重要,而導數(shù)、積分等高等數(shù)學知識,都是經濟分析中的重要工具。運用導數(shù)和積分等知識,可以對經濟活動中的實際問題進行量化分析,從而為企業(yè)經營者科學決策提供依據(jù),本文著重討論導數(shù)、積分等數(shù)學概念在經濟分析中的簡單應用。
[關鍵詞] 經濟分析數(shù)學應用導數(shù)積分
一、導數(shù)在經濟分析中的應用
導數(shù)是函數(shù)關于自變量的變化率,在經濟工作中,也存在變化率的問題,著名的邊際分析就是用求函數(shù)導數(shù)的方法,解決邊際變化問題的。在經濟學中,如果某經濟指標與影響指標的因素之間成立函數(shù)關系,那么稱導數(shù)為的邊際函數(shù)。
1.邊際分析。在經濟分析中,習慣用“平均”和“邊際”兩個概念來描述一個經濟變量對于另一個經濟變量的變化情況。平均的概念表示在自變量的某一個范圍內的變化情況;邊際概念涉及的某一值的“邊緣上”的變化情況。顯然,平均值隨著的取值范圍不同而不同,邊際概念表示當?shù)母淖兞口呌?時,的相應改變量與的比值的變化,即當在某一給定值附近有微小變化時,的瞬時變化率。在日常經濟活動中涉及的邊際變化有:邊際成本、邊際收益、邊際利潤等。
(1)邊際成本分析。若生產某種產品q單位時所需要的總成本函數(shù)可導,則邊際成本定義為。邊際成本是總成本函數(shù)關于產量q的導數(shù)。其經濟含義是:當產量為q時,再生產一個單位(即=1)所增加的總成本,因此,邊際成本近似地表示為。假設某種產品成本函數(shù)C=(C為總成本,q為產量),其變化率=即稱為邊際成本,(q0)稱為當產量為q0時的邊際成本。西方經濟學家對它的解釋是:當產量達到q0時,生產q0前最后一個單位產品所增添的成本。
(2)邊際收益分析。邊際收益與邊際成本類似,其定義為=,即邊際收益是總收益函數(shù)關于銷售量的導數(shù)。其經濟含義是:當銷售量為時,再銷售一個單位(即=1)所增加的總收益△。
假如已知某企業(yè)某種產品的收益R(元)是銷售量q(噸)的函數(shù),,現(xiàn)欲知生產50噸該產品時的邊際收益,那么,邊際收益為,當=50時,。
其經濟含義是:當銷售量為50噸時,再銷售一噸(即=1)所增加的總收益為199元。
(3)邊際利潤分析。邊際利潤與邊際成本類似,其定義為總利潤函數(shù)關于銷售量q的導數(shù),即。其經濟含義是:當銷售量為q時,再銷售一個單位(即=1)所增加的利潤△L。
這里需要強調:邊際利潤與利潤是不同的概念,即邊際利潤小于零,它意味著:當銷售量為q時,如再銷售一個單位(即=1),則總利潤將減少;此時,企業(yè)可能是虧損,也可能是盈利,即總利潤減少不一定是虧損。而即利潤小于零,則意味著:當銷售量為q時企業(yè)是虧損的。
2.需求價格彈性分析。函數(shù)在點處的相對改變量與自變量的相對改變量之商的極限,稱為函數(shù)在點處的彈性。彈性概念在經濟分析中應用非常廣泛。
經濟學中,把需求量對價格的相對變化率稱作需求彈性,也稱其為需求的價格彈性。需求彈性是刻畫當商品價格變動時需求變動的強弱。由于需求函數(shù)Q=Q為價格的單調減少函數(shù),與 異號,p,q均為正數(shù),于是皆為負數(shù)。為了將需求彈性表示為正數(shù),于是采用需求函數(shù)相對變化率的反號數(shù)來定義需求彈性。
設某種商品的市場需求量為q,價格為p,需求函數(shù)Q=Q可導,則稱為該商品的價格需求彈性。其經濟含義是:當某種商品的價格上漲1%,需求則減少1%;價格下跌1%,需求則增加1%。
例如某商品需求函數(shù)為,為了說明價格與需求變動的關系,第一要解決的問題是求需求彈性函數(shù);第二根據(jù)價格的不同,分別求出p=3,p=5,p=6時的需求彈性。解決的辦法是:
第一,利用需求彈性定義,則;
第二,當p=3時,,。
其經濟含義是:
(1)=1,說明當p=5時,價格與需求變動的幅度相同,即當 p=5時,價格上漲1%,需求則減少1%;價格下跌1%,需求則增加1%。
(2)=0.6<1,說明當p=3時,需求變動的幅度小于價格變動的幅度,即p=3時,價格上漲1%,需求只減少0.6%。
(3)=1.2>1.說明當p=6時,需求變動的幅度大于價格變動的幅度,即p=6時,價格上漲1%,需求減少1.2%。
在市場經濟中,企業(yè)經營者應充分了解所經營商品的需求價格彈性,正確把握商品的價格。這樣既可以在激烈的市場競爭中立于不敗之地,又可以為企業(yè)帶來一定的經濟效益。
二、積分在經濟分析中的應用
在高等數(shù)學中,求積分與求導數(shù)或微分是互為逆運算。不定積分是求全體原函數(shù),定積分是求和式的極限。積分在經濟分析中也有廣泛的應用。經濟活動分析中,經常會遇到已知函數(shù)的導數(shù)或微分,求這個函數(shù)或求總量的問題,例如利用積分可以解決最值及資金流量的現(xiàn)值問題。
1.最值。在經濟應用中,求平均成本最低或利潤最大等都是最值問題。如已知邊際成本,求產量為q時的總成本函數(shù),即求原函數(shù)的問題,也就是求的不定積分(C0為固定成本);由邊際成本求產量由a增加到b時總成本的增量,就是求定積分。
同樣道理:已知邊際收益,求銷售量為q時的總收益函數(shù),即求原函數(shù)的問題,也就是求的不定積分,總收益,當銷售量q=0時,總收益為零,從而積分中的常數(shù)為零,所以總收益函數(shù)為;由邊際收益求產量由a增加到b時總收益的增量,就是求定積分。
同理:由邊際利潤,求總利潤,是求不定積分;求由a到b利潤的增量是求定積分。
2.資金流量的現(xiàn)值。如果某項投資的收益分若干期(通常是以一年為周期),那么每期期末的收益會有所不同。這種每期期末的收益就稱為“資金流量”(或“收益流量”)。假設各期的收益流量分別為R1,R2…,Rn,那么對于第i期期末資金流量Ri,其現(xiàn)值Pr0是多少?亦即未來的收益現(xiàn)在值多少錢?假設利率為r,可得到如下結論:
(1)在離散情況下,第i期期末的收益流量Ri的現(xiàn)值為,全部n期的收益流量的現(xiàn)值應為和式i;
(2)在連續(xù)情況下,資金流量是時間t的函數(shù)。若t以年為單位,則第t年的資金流量為,在很短的時間間隔[t,t+dt]內的資金流量的近似值是dt,利率為r,其現(xiàn)值應為;到n年年末資金流量總和的現(xiàn)值就是t從0到n的定積分,即。應特別指出,當每年的收益流量不變時(記為常數(shù)A),則。
在實際經濟活動中,假設連續(xù)收益流量每年為a元,持續(xù)5年,且年利率為r,問其現(xiàn)值是多少?這樣的問題可以用公式求得由0到5的定積分,如此便可以求得現(xiàn)值。
綜上所述,對企業(yè)經營者來說,對其經濟環(huán)節(jié)進行定量分析是非常必要的。將數(shù)學作為分析工具,不但可以給企業(yè)經營者提供精確的數(shù)值,而且在分析的過程中,還可以給企業(yè)經營者提供新的思路和視角,這也是數(shù)學應用性的具體體現(xiàn)。因此,作為一個合格的企業(yè)經營者,應該掌握相應的數(shù)學分析方法,從而為科學的經營決策提供可靠依據(jù)。
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