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高等数学在经济学中的应用探讨

高等数学在经济学中的应用探讨

摘要:高等数学是高等院校经济、管理类一门很重要的基础课程,它虽然是一门理论学科,但在经济学、管理学、物理学、生物学、工学等诸多领域都有着广泛的应用。本文主要探讨高等数学在经济学方面的应用,介绍最小二乘法、积分、微分方程等三个方面在经济学中的应用,并给出具体实例加以说明。

关键词:高等数学;理论;经济;应用。

0引言

高等数学是高等院校经济、管理类学生必修的一门基础理论课。该课程主要是为后续专业课程学习提供必备的数学知识,但这门课在教学过程中往往过于注重讲授理论知识,忽略了其应用性。另外,由于当前高等院校招生规模扩大,生源质量总体下降,无故旷课、迟到、作业抄袭等现象普遍存在,学生认为学习这门课没有用,学习积极性不高,即使考题很简单,考试通过率也不高,达不到预期效果。为了改善当前学生学习的状态、提高学生学习兴趣,我们在教学中有意识地穿插一些与经济学专业相关的知识,强调其应用性。下面主要探讨高等数学在经济类专业中的应用。

1最小二乘法在经济学中的应用

在自然科学和经济活动中进行定量分析的时候,根据实验所得到的一系列数据,建立各个量之间的关系是非常必要的。由于实际问题中的函数关系较为复杂,找出变量间的关系较为困难,我们尽可能找与实际情况相近的表达式,比较常用的方法就是最小二乘法。例1,为了做好商品的短期市场需求预测,需要建立起销售量对价格的依赖关系。已知该商品1月至6月的销售记录如表1。试根据以上资料,建立该商品的月销售量与价格的经验公式,并估算4月份的销售量是多少?解:将以上数据进行分析,变量x和y之间近似为线性关系,设所求经验公式为:y=ax+b根据以上数据计算可得:5i=1Σxi=0.9+1.0+1.1+1.0+0.8=4.85i=1Σx2i=0.92+1.02+1.12+1.02+0.82=4.665i=1Σyi=1600+1200+1000+1300+1800=69005i=1Σxiyi=1600×0.9+1200×1.0+1000×1.1+1300×1.0+1800×1.8=6480代入方程组,得:4.66a+4.8b=64804.8a+5b=690Σ0解之得a≈-571.4,b≈1928.5则所求经验公式为y=-571.4+1928.5由经验公式可估算出4月份的销售量大约为y=-571.4×1.0+1928.5=1357.1千克。

2积分在经济学中的应用

积分在经济学中应用比较广泛,下面通过两个例子来具体说明高等数学在经济学中的应用。例2:设某产品边际成本为C'(q)=10+0.02q边际收益为R'(q)=15-0.01q(C和R的单位均为万元,产量q的单位为百台),试求产量由15单位增加到18单位时,总成本、总收益、总利润的增量。解:当产量由15单位增加到18单位时的总成本增量为(万元):ΔC=1815乙C'(q)dq=1815乙(10+0.02q)dq=29.01(万元)这时,总收益的增量为:ΔR=1815乙R'(q)dq=1815乙(15-0.01q)dq=44.505(万元)因此,总利润的增量为:ΔL=44.505-29.01=15.495(万元)例3:已知一个企业每月的边际收入与边际成本是日产量x的函数,r(x)=104-8x,C'(x)=x2-8x+40,如果日固定成本为250元,求:①日总利润函数L(x);②日获利最大时的产量。解:①日总收入函数为:R(x)=x0乙r(t)dt=x0乙(104-8t)dt=104x-4x2因为日固定成本为250元,即C(0)=0,所以日总成本函数为:C(x)=[C(x)-C(0)]+C(0)=x0乙C'(t)dt+C(0)=x0乙(t2-8t+40)dt+250=13x3-4x2+40x+250则日总利润函数为:L(x)=R(x)-C(x)=104x-4x2-(13x3-4x2+40x+250)=-13x3+64x-250②日获利最大时的产量,即为利润函数的最大值点,令:L'(x)=64-x2=0得在(0,+∞)内唯一驻点x=8;又L''(x)=-2x|x=8<0因此当x=8时,L(x)有极大值,也是最大值,所以日获利最大时的产量为8个单位。

3微分方程在经济学中的应用

微分方程在高等数学占有很重要的地位,在许多实际问题中,表达量与量之间依赖关系和变化规律的函数往往不能直接得到,根据问题的实际意义及所给的条件,可以建立相应的微分方程模型。下面我们将介绍微分方程在经济学中的应用。例4:在宏观经济研究中,发现某地区国民收入y、国民储蓄x和投资I是时间t的函数,若在t时刻,储蓄额是国民收入的110,投资额是国民收入增长率的13,当时间t=0时,国民收入为4亿元,试求国民收入函数y=y(t)。(假定t时刻储蓄全部用于投资)解:由题意知t时刻时,s=110y,I=13dydt可得:y10=13dydt分离变量可得:dyy=0.3dt两边同时积分可得方程通解为:y=Ce0.3t因为,当t=0时,y=4,可得C=4,故该方程的特解为y=4e0.3t。例5:某养猪场由于场地原因最多能养猪5000头,设在t时刻养猪场内猪的头数y与时间t有函数关系式y=y(t),其变化率与猪的头数y及时间t的乘积成正比,比例系数为k(k>0),已知养猪场里现有猪500头,3个月后养猪场里有猪700头,求养猪场内猪的头数y与时间t的关系式y=y(t),5个月后养猪场大约有猪多少头?解:由题意可知:dydt=kyt分离变量可得:dyy=ktdt两边同时积分可得:lny=12kt2+c1,即y=ce12kt2,又因为y(0)=500,y(3)=700可得:c=500,k=29ln75则y=500e19ln75t2,y(5)≈1480头。

4总结

总之,通过以上所举例子可发现高等数学在经济学上应用广泛、高等数学与经济学是互相融合的、高等数学是经济学的有力工具,所以在教学中要注重理论实际相结合,介绍一些相关的经济数学模型,从而使得理论知识没有脱离实际,让学生能够学有所用。

参考文献:

[1]李天胜.经济数学基础[M].成都:电子科技大学出版社,2008.

[2]宋冬梅,王艳霞.浅议高等数学理论在经济管理中的应用[J].文化建设,2008.

[3]朱小飞.高等数学在经济学中的应用[J].科教文汇,2015(3).

[4]鞠淑范.高等数学在经济中的应用[J].价值工程,2012(27).•171•

作者:梁林 单位:安徽农业大学经济技术学院