Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Владимирский государственный университет
А.А. ГАЛКИН
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ
ЭКОНОМИКА
Допущено Министерством образования и науки Российской Федерации в качестве учебника
для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Прикладная информатика (в экономике)»
Владимир 2006
УДК 330.45: 519.85 ББК 65 В 631
Рецензенты:
Доктор технических наук, профессор зав. кафедрой автоматизированных информационных и управляющих систем Тульского государственного университета
В.А. Фатуев
Доктор технических наук, профессор зав. кафедрой информационных систем
Тверского государственного технического университета
Б.В. Палюх
Доктор экономических наук, профессор зав. кафедрой экономики и управления на предприятиях
Владимирского государственного университета
В.Ф. Архипова
Доктор физико-математических наук, профессор зав. кафедрой алгебры и геометрии Владимирского государственного университета
Н.И. Дубровин
Печатается по решению редакционно-издательского совета Владимирского государственного университета
Галкин, А. А.
Г16 Математическая экономика: учебник / А. А. Галкин; Владим. гос. ун-т. – Владимир: Изд-во Владим. гос. ун-та, 2006. – 304 с. – ISBN 5-89368-624-1.
Рассматривается широкий круг типовых оптимизационных задач, возникающих в экономике, и алгоритмов, позволяющих решать эти задачи. Даны методика формализации указанных задач и их классификация. Представлены методы решения детерминированных задач статической и динамической оптимизации. По каждому типу задач и алгоритмов приведены примеры, демонстрирующие технику практического использования этих алгоритмов, а также набор задач для самостоятельного решения.
Предназначен для студентов вузов, обучающихся по специальности 080801 – прикладная информатика (в экономике), а также студентов, магистрантов и аспирантов смежных специальностей очного, заочного обучения, лиц, получающих второе высшее образование, а также специалистов-практиков.
Табл. 80. Ил. 60. Библиогр.: 39 назв.
О Г Л А В Л Е Н И Е |
|
Список принятых сокращений........................................................................... |
|
ПРЕДИСЛОВИЕ.................................................................................................. |
|
ВВЕДЕНИЕ........................................................................................................ |
|
ПО РАБОТЕ С УЧЕБНИКОМ......................................................................... |
|
Глава 1. ПОСТАНОВКА, ФОРМАЛИЗАЦИЯ |
|
И КЛАССИФИКАЦИЯ ОПТИМИЗАЦИОННЫХ |
|
ЗАДАЧ В ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ ................................. |
|
и их формализация............................................................................. |
|
§ 1.2. Классификация задач оптимизации................................................. |
|
Глава 2. ЗАДАЧИ ЛИНЕЙНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ................. |
|
§ 2.1. Общая и каноническая задачи линейного программирования..... |
|
§ 2.2. Графическое решение задач ЛП....................................................... |
|
§ 2.3. Алгебраическое решение задач ЛП. |
|
Сущность симплекс-метода............................................................. |
|
§ 2.4. Отыскание начального опорного решения методом |
|
искусственного базиса...................................................................... |
|
§ 2.5. Двойственные задачи линейного программирования.................... |
|
§ 2.6. Целочисленные задачи линейного программирования................. |
|
§ 2.7. Замечания............................................................................................ |
|
Глава 3. ТРАНСПОРТНЫЕ ЗАДАЧИ ЛИНЕЙНОГО |
|
ПРОГРАММИРОВАНИЯ .................................................................... |
|
§ 3.1. Формулировка классической транспортной задачи (ТЗ)............... |
|
§ 3.2. Решение классической транспортной задачи.................................. |
|
§ 3.3. Отыскание начального опорного плана методом |
|
северо-западного угла (МСЗУ)......................................................... |
|
§ 3.4. Улучшение плана перевозок методом потенциалов...................... |
|
§ 3.5. Неклассические транспортные задачи............................................. |
|
§ 3.6. Задачи о назначениях и распределительные задачи....................... |
|
Задачи для самостоятельного решения...................................................... |
|
Глава 4. ЗАДАЧИ ОПТИМИЗАЦИИ, ПРЕДСТАВЛЯЕМЫЕ |
|
НА ГРАФАХ .......................................................................................... |
|
§ 4.1. Основные понятия теории графов.................................................... |
|
§ 4.2. Задача о кратчайшем пути в графе................................................... |
|
§ 4.3. Задача о критическом пути в графе................................................. |
|
§ 4.4. Задача о графе минимальной длины.............................................. |
|
§ 4.5. Задача о максимальном потоке в графе (сети).............................. |
|
§ 4.6. Задача об оптимальном распределении заданного |
|
потока в транспортной сети........................................................... |
|
Контрольные вопросы.............................................................................. |
|
Задачи для самостоятельного решения................................................... |
|
Глава 5. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЗАДАЧИ СТАТИЧЕСКОЙ |
|
ОПТИМИЗАЦИИ ............................................................................... |
|
§ 5.1. Аналитическое решение нелинейных задач статической |
|
оптимизации.................................................................................... |
|
§ 5.2. Численные методы решения одномерных задач |
|
статической оптимизации............................................................... |
|
§ 5.3. Численные методы многомерной безусловной оптимизации |
|
с использованием производных................................................... |
|
§ 5.4. Численные методы многомерной оптимизации |
|
без использования производных................................................... |
|
§ 5.5. Численные методы оптимизации при наличии ограничений...... |
|
Контрольные вопросы............................................................................... |
|
Задачи для самостоятельного решения.................................................... |
|
Глава 6. ЗАДАЧИ ОПТИМАЛЬНОГО ДИНАМИЧЕСКОГО |
|
УПРАВЛЕНИЯ И ДИНАМИЧЕСКОГО |
|
ПРОГРАММИРОВАНИЯ ................................................................ |
|
§ 6.1. Понятие об управляемых динамических системах...................... |
|
§ 6.2. Формулировка классической задачи об оптимальном |
|
динамическом управлении............................................................ |
|
§ 6.3. Формулировка классической задачи динамического |
|
программирования (ДП)................................................................. |
|
§ 6.4. Принцип оптимальности Р. Беллмана........................................... |
|
§ 6.5. Сущность метода ДП....................................................................... |
|
§ 6.6. Основное функциональное уравнение ДП................................... |
§ 6.8. Задача об оптимальном поэтапном распределении выделенных средств между предприятиями в течение
планового периода.......................................................................... |
|
§ 6.9. Задача об оптимальном плане замены оборудования.................. |
|
§ 6.10. Задача календарного планирования трудовых ресурсов........... |
|
Контрольные вопросы............................................................................... |
|
Задачи для самостоятельного решения.................................................... |
|
Глава 7. ОСНОВЫ ВАРИАЦИОННОГО ИСЧИСЛЕНИЯ |
|
И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ |
|
ДИНАМИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ .......................................... |
|
§ 7.1. Основные понятия вариационного исчисления............................ |
|
§ 7.2. Классические задачи ВИ и соотношения для их решения.......... |
|
§ 7.3. Специфика задач оптимального динамического управления |
|
и использование ВИ для их решения............................................ |
|
§ 7.4. Приближенные методы решения задач динамической |
|
оптимизации средствами ВИ......................................................... |
|
Контрольные вопросы.............................................................................. |
|
Глава 8. ПРИНЦИП МАКСИМУМА И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ |
|
ДЛЯ СИНТЕЗА ОПТИМАЛЬНЫХ УПРАВЛЕНИЙ |
|
В НЕПРЕРЫВНЫХ СИСТЕМАХ ................................................... |
|
§ 8.1. Формулировка принципа максимума для непрерывных |
|
систем............................................................................................... |
|
§ 8.2. Классическая задача Эйлера........................................................... |
|
§ 8.3. Задача оптимального управления с минимизацией затрат |
|
энергии на управление..................................................................... |
|
§ 8.4. Задача об оптимальном по быстродействию управлении.......... |
|
§ 8.5. Задачи об управлении линейной динамической системой |
|
со свободным правым концом........................................................ |
§ 8.6. Задача об управлении линейной динамической системой
с минимизацией обобщенного квадратичного интегрального
§ 9.2. Управление линейной дискретной системой произвольного порядка с оптимизацией суммарного обобщенного
квадратичного критерия.................................................................. |
|
§ 9.3. Отыскание оптимального управления для дискретного |
|
прототипа непрерывной динамической системы......................... |
|
§ 9.4. Задача календарного планирования производства |
|
и поставки продукции...................................................................... |
|
Контрольные вопросы.............................................................................. |
|
Задачи для самостоятельного решения к главам 7 – 9 ......................... |
|
ЗАКЛЮЧЕНИЕ............................................................................................... |
|
ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ................................................ |
|
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК........................................................... |
|
ПРИЛОЖЕНИЕ............................................................................................... |
|
УКАЗАТЕЛЬ ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ............................................. |
Список принятых сокращений
ЦФ – целевая функция ОДР – область допустимых решений
ЛП – линейное программирование ЗЛП – задача ЛП КЗЛП – каноническая ЗЛП
ТЗ – транспортная задача ПО – пункты отправления, ПН – пункты назначения в ТЗ
МСЗУ – метод северо-западного угла МЗС – метод золотого сечения ДП – динамическое программирование ВИ – вариационное исчисление ПМ – принцип максимума; ДУ – дифференциальное уравнение
ПРЕДИСЛОВИЕ
В подготовке студентов различных технических и экономических специальностей и направлений значительное место занимает изучение типичных для соответствующей предметной области математических моделей и методов, позволяющих, оперируя этими моделями, объяснять поведение рассматриваемых систем, оценивать их характеристики, обоснованно принимать конструктивные, технологические, экономические, организационные и другие решения.
Освоение этих моделей и методов основывается на фундаменте, заложенном в довольно универсальной классической дисциплине, обычно называемой «Высшая математика». Математический аппарат, позволяющий решать типовые и наиболее важные для соответствующей сферы приложений задачи, изучается в специальных дисциплинах.
Для студентов, обучающихся по специальности «Прикладная информатика (в экономике)», одной из таких дисциплин является «Математическая экономика». В соответствии с действующим государственным образовательным стандартом (ГОС) в программу этой дисциплины включен большой объем учебного материала, связанного с проведением математических расчетов в сфере экономики. Этот материал делится на две части.
В первой части изучаются задачи финансового анализа, которые в ГОС предшествующего поколения рассматривались в специальной дисциплине – «Финансовая математика».
Вторая часть программы содержит с точки зрения математики более сложные задачи и методы, связанные с отысканием наилучших, т.е. оптимальных, решений различных задач, встречающихся в области прикладной экономики. Ранее студенты осваивали этот материал при изучении дисциплины «Теория оптимального управления в экономических системах».
Учебная программа дисциплины «Математическая экономика» содержит широкий спектр довольно сложных для изучения вопросов. Поскольку объем времени, выделенного для аудиторных занятий по этой дисциплине, довольно небольшой, особое значение приобретает самостоятельная работа студентов с учебной литературой.
Следует отметить, что за последние 30 лет в нашей стране было издано много различных монографий, учебников и учебных пособий по математическим методам, применяемым в экономике. Однако при работе с ними у студентов возникают серьезные затруднения. Во-первых, многие из этих книг сейчас практически недоступны для студентов, так как либо отсутствуют в библиотеках вузов, либо имеются в единичных экземплярах. Во-вторых, для изучения всего предусмотренного программой материала одного учебника недостаточно, а в разных книгах, как правило, используются разный стиль изложения, разные обозначения. Нередко уровень изложения материала недоступен «реальному» студенту. В-третьих, при организации учебного процесса по дисциплинам математического характера принципиально важное значение имеет приобретение студентами практических навыков в использовании изучаемых методов, а для этого необходимы задачи для самостоятельного решения. Большинство учебных пособий по рассматриваемой тематике содержит примеры и задачи для иллюстрации техники применения излагаемых методов, но их недостаточно для того, чтобы выдать всем студентам обычной учебной группы индивидуальные задания.
Предлагаемый учебник предназначен для изучения второй, более сложной части дисциплины «Математическая экономика», в которой рассматриваются оптимизационные задачи, возникающие в экономике, и алгоритмы их решения. Он подготовлен с учетом изложенных выше обстоятельств.
В книге приведены формулировки типовых оптимизационных задач, возникающих в экономической сфере, осуществлена их формализация, изложена сущность методов и алгоритмов, позволяющих выполнять решение с иллюстрацией техники этих алгоритмов на конкретных примерах. Кроме того, по каждой теме представлен достаточно большой набор задач для самостоятельного решения, позволяющий каждому студенту дать свое индивидуальное задание.
Из огромного разнообразия возможных оптимизационных задач и предлагаемых современной наукой методов для включения в этот учебник выбраны детерминированные задачи и алгоритмы статической и динамической оптимизации. Из-за ограниченного объема книги задачи оптимизации с неопределенностями, в том числе вероятностно-статистические, интервальные, нечеткие и другие задачи и модели, а также задачи векторной оптимизации, не рассматриваются.
Книга включает девять глав. В первой даны примеры оптимизационных задач экономического характера, на которых продемонстрирована методика формализации, т.е. получения математической модели решаемой задачи, приведена классификация оптимизационных задач.
Главы вторая, третья и четвертая посвящены линейным задачам статической оптимизации. В второй главе изложены задачи и методы линейного программирования, отдельно в третьей – рассмотрены транспортные задачи, а в четвертой – оптимизационные задачи, которые интерпретируются на графах. Для каждой задачи представлен наиболее эффективный метод (алгоритм) решения и дан пример, демонстрирующий технику практического использования этого алгоритма. В пятой главе изложены аналитические и численные методы решения нелинейных задач статической оптимизации при отсутствии и наличии ограничений.
Динамические задачи оптимизации, обычно называемые задачами оптимального управления, рассмотрены в главах с шестой по девятую. В шестой главе дано общее представление о динамических системах непрерывного и дискретного типа, сформулирована классическая задача об оптимальном управлении и динамическом программировании (ДП), изложена сущность ДП и на различных примерах экономического характера показана техника его практического применения. В седьмой главе изложены основы вариационного исчисления, в восьмой – принцип максимума для непрерывных систем, а в девятой – для дискретных систем. В каждой из этих глав большое внимание уделено анализу различных частных задач и примеров, иллюстрирующих методику практического использования расчетных соотношений.
В конце каждой из глав с первой по шестую приведены задачи для самостоятельного решения. В конце девятой главы даны задачи для самостоятельного решения, посвященные методам оптимального динамического управления.
Особой проблемой, для решения которой автору в процессе работы над книгой потребовались значительные усилия, явилось то, что некоторые методы и алгоритмы в оригинальной литературе изложены так, что студентам нематематического, а информационно-экономического профиля разобраться в них довольно трудно. Поэтому необходимо было найти возможности для адаптации соответствующего теоретического материала к реальному уровню подготовки студентов, на которых ориентирована книга.
Кроме того, автор стремился при изложении большого количества существенно отличающихся задач и методов в максимальной степени выдержать единый стиль, характер, систему изложения материала. Хотелось бы надеяться, что это в определенной мере удалось осуществить.
При подготовке учебника был использован материал лекций и практических занятий по дисциплинам «Методы оптимизации», «Теория управления», «Теория оптимального управления в экономических системах» и «Математическая экономика», которые автор преподавал в течение 25 лет во Владимирском государственном университете (ВлГУ). На этих занятиях большая часть теоретического материала и задач для самостоятельного решения прошла апробацию. Электронная версия учебника включена в информационные ресурсы электронной библиотеки ВлГУ.
Несмотря на то что учебник подготовлен для студентов специальности «Прикладная информатика (в экономике)», несомненно, он может оказаться полезен студентам, магистрантам, аспирантам и специалистам других профилей, поскольку оптимизационные задачи возникают всюду. Не случайно говорят, что «в природе нет ничего, в чем нельзя было бы усмотреть смысл какого-либо максимума или минимума».
Он будет благодарен всем тем, кто воспользуется книгой и сообщит свое мнение о ее содержании, возможно, о недостатках или неточностях. Для этого можно воспользоваться e_mail: [email protected] .
Работа над книгой с некоторыми перерывами велась около 10 лет, но она могла затянуться на неопределенный срок, если бы не оперативная и высококвалифицированная помощь в работе над рукописью, которую оказала аспирант И.В. Лагерь. За это автор выражает ей особую благодарность.
Цели и задачи изучения темы
Введение в математическую экономику
1. Предмет и задачи математической экономики
2. Математическое моделирование экономических систем
3. Примеры экономических задач оптимизации и управления
4. Общая схема принятия решений. Виды и параметры экономических задач оптимизации и управления
5. Оптимальное поведение и его формализация в экономико-математических моделях
Математическая экономика (эконометрика, экономико-математическое моделирование) - сфера научной и практической деятельности, целью которой является математически формализованное описание экономических объектов, процессов и явлений.
Математическая экономика – дисциплина, которая занимается изучением экономики, экономических процессов и их моделей.
Предмет математической экономики – это математические модели реальных экономических объектов.
Метод математической экономики – системный анализ экономики как сложной динамической системы.
Модель – объект, который замещает оригинал и отражает важные для данного исследования черты и свойства оригинала.
Система – это совокупность взаимосвязанных элементов, совместно реализующих определенные цели.
Надсистема – окружающая систему среда, в которой эта система функционирует.
Подсистема – подмножество элементов, реализующих цели, согласованные с целями системы.
Основная цель экономики – это обеспечение общества предметами потребления. Экономика состоит из хозяйственных единиц: предприятия, фирмы, банки и т.д. Надсистемой национальной экономики является природа, общество и мировая экономика. Подсистема состоит из следующих частей: производственная сфера и финансово-кредитная.
Особенности экономики как объекта моделирования состоят в следующем:
· модели в экономике не соответствуют техническим моделям, когда можно построить материальный объект и отработать все функции поведения, копию экономического процесса построить нельзя;
· в экономике ограничены возможности локальных экономических экспериментов, так как все ее части жестко взаимосвязаны между собой, поэтому чистый эксперимент не возможен. То есть гипотезы развития экономических явлений основываются на аналогичных явлениях, которые происходили ранее, и на математическом моделировании. Например, модель Кейса выхода экономики из кризиса 1929-1939 гг. была применена в Германии и Японии и получила название «экономического чуда».
Чтобы выработать правильное экономическое решение, необходимо учесть прошлый опыт и результаты построения экономических моделей в аналогичных ситуациях.
· при выполнении основной функции экономическая система осуществляет следующие действия:
Размещает ресурсы;
Производит продукцию;
Распределяет предметы потребления;
Осуществляет накопление.
Рассмотрим схему функционирования экономики:
В процессе производства создается ВВП, который распределяется между всеми ячейками экономики или общества.
Процесс производства предполагает наличие в нем средств и предметов труда. Средства труда участвуют в нескольких производственных циклах, вплоть до полного износа морального или физического, или их замены. Предметы труда участвуют в одном производственном цикле. В некотором случае земля является средством производства, если земля не освоена, то она является природным ресурсом или предметом труда.
Процесс накопления сопровождается созданием накопленных средств производства, которые подразделяют на основные (средства труда) и оборотные (предметы труда).
Основные производственные фонды в течение длительного времени обслуживают свою форму и в меру изнашивания учитываются в образовании стоимости производимого в данном году продукта.
Просто воспроизводство осуществляется за счет амортизационных отчислений. Расширенное – за счет капитальных вложений и частично за счет амортизационного фонда.
Оборотные фонды – предметы труда, находящиеся в процессе производства. Состоят из производственных запасов и предметов труда, которые входят в незавершенную продукцию.
В результате функционирования экономики за год все отрасли материального производства создают ВВП. В натурально-вещественной форме ВВП распадается на средства труда и предметы потребления. В стоимостной форме – на фонд возмещения выбывших основных фондов (амортизационный фонд) и вновь созданную стоимость (национальный продукт).
В процессе создания ВВП производственная подсистема производит и вновь потребляет промежуточный продукт (предметы труда, которые используются для текущего производственного потребления, их стоимость целиком переходит в стоимость средств труда или предметов потребления, входящих в ВВП).
Валовой выпуск применяется в качестве вспомогательного показателя, который содержит в себе стоимость ВВП и промежуточного продукта, при этом стоимость предметов труда учитывается дважды в промежуточном продукте и ВВП.
Год выпуска: 2002Жанр: Экономика
Издательство: «ЮНИТИ-ДАНА»
Формат: DjVu
Качество: Отсканированные страницы
Количество страниц: 399
Описание:
В основу книги положен многолетний опыт кафедры прикладной математики Государственного университета управлении по чтению курсов лекций, посвященных применению математических методов и моделей для исследования экономики: «Математическая экономика» (Менеджмент - 061100), «Математические методы и модели анализа экономики» (Информационные системы в управлении - 071900), «Математические методы исследования экономики» (Национальная экономика - 060700), «Динамика экономических систем» (Национальная экономика - 060700) и др.
Учебник подготовлен в соответствии с программами указанных дисциплин, он может быть использован как математическая поддержка курсов «Макроэкономика», «Микроэкономика», будет также полезен аспирантам, слушателям факультетов магистерской подготовки и послевузовского экономического образования.
Книга подготовлена с использованием отечественной и зарубежной литературы по математической экономике. По сравнению с первым изданием учебник существенно дополнен и переработан: в нем гораздо подробнее отражена экономическая динамика, представлены модели прогнозирования валютных кризисов и финансовых рисков, а также приведены новые результаты, полученные автором с помощью трехсекторной модели экономики.
Цмь книги - дать возможность читателю взглянуть на экономику глазами исследователя, пытающегося понять и формализовать мотивы поведения потребителей, производителей, финансистов и государства как организации, представляющей все общество и потому пытающейся примирить, направить в созидательное русло различные интересы субъектов экономики.
«Математическая экономика» ориентирована на системное изучение экономики с помощью математических моделей макро- и микроуровней, а также в разрезе важнейших функциональных подсистем экономики (производственной и финансово-кредитной).
Книга состоит из двенадцати глав, сгруппированных в три част и: «Математические модели макроэкономики», «Математические модели микроэкономики», «Математические модели анализа, прогнозирования и регулирования экономики». Каждая глава снабжена примерами, вопросами и задачами. Параграфы, примеры, таблицы и рисунки имеют двухступенчатую нумерацию (номер главы и номер параграфа (примера, таблицы, рисунка) в главе, а формулы - трехступенчатую (добавляется номер формулы в параграфе).
Для удобства читателей начало и конец выводов, доказательств и рассуждений, приводящих к определенным результатам, отмечены пустым (не зачерненным) и залитым квадратиками (□ и ■), а начало и конец примеров - пустым и залитым кружками (О и ) соответственно.
Обозначения максимального приближены к сложившимся в математический экономике и описываются в тексте. Как правило, большими буквами обозначаются абсолютные показатели и матрицы, малыми буквами - относительные показатели, векторы, элементы векторов и матриц с соответствующими индексами.
Автор выражает искреннюю признательность рецензентам - зав. кафедрой экономики производственных предприятий Российской экономической академии им. Г. В. Плеханова, д-ру экон. наук, проф. О.И. Волкову, зав. кафедрой исследования операций Московского государственного института электроники и математики (Технический университет), д-ру физмат, наук, проф. В А. Каштанову, а также сотрудникам кафедры прикладной математики и студентам ГУУ, принявшим участие в компьютерном наборе рукописи, - Л.В. Сынковой, Н Балайкиной, О. Садовниковой.
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ МАКРОЭКОНОМИКИ
Глава 1. Статические модели макроэкономики
1.1. Макроэкономические производственные функции
1.2. Модель Леонтьева
Глава 2. Линейные динамические модели макроэкономики с дискретным временем
2.1. Экономика как динамическая система
Динамическая модель Кейнса
Модель Самуэльсона - Хикса
2.2. Динамическая модель Леонтьева
2.3. Модель Неймана
Глава 3. Линейные динамические модели макроэкономики с непрерывным временем
3.1. Математические методы исследования экономических динамических систем
3.1.1. Линейный динамический элемент
3.1.2. Мультипликатор
3.1.3. Акселератор
3.1.4. Инерционное звено
3.1.5. Экономика в форме динамической модели Кейнса как инерционное звено
3.1.6. Передаточная функция
3.1. 7. Колебательное звено
3.1.8. Экономика в форме модели Самуэльсона-Хикса как линейное динамическое звено второго порядка
3.1.9. Характеристики динамического звена
3.2. Анализ и синтез динамических систем, переходные процессы в них
3.2.1. Передаточная функция последовательного соединения
3.2.2. Передаточная функция параллельного соединения
3.2.3. Передаточная функция замкнутого контура с обратной связью
3.2.4. Введение мультипликатора в контур обратной связи с динамической моделью Кейнса
3.2.5. Введение акселератора в контур положительной обратной связи с динамической моделью Кейнса
3.2.5. Устойчивость линейных динамических систем
3.2. 7. Условия устойчивости экономики в форме модели Самуэльсона-Хикса
3.3. Линейные многосвязные динамические системы
Экономика в форме динамического межотраслевого баланса как многосвязная линейная динамическая система
3.4. Нелинейные динамические системы. Конъюнктурные циклы в экономике
3.4.1. Нелинейная динамическая модель Кейнса
3.4.2. Конъюнктурные циклы в экономике
3.5. Оптимальное управление динамическими системами
3.5.1. Принцип максимума Понтрягина
3.5.2. Необходимые условия оптимальности (принцип максимума)
Глава 4. Малосекторные нелинейные динамические модели макроэкономики
4.1. Модель Солоу
4.1.1. Переходный режим в модели Солоу
4.1.2. Золотое правило накопления
4.1.3. Выигрыш, в текущем потреблении - проигрыш, в ближайшей перспективе
4.2. Учет запаздывания при вводе фондов
4.3. Односекторная модель оптимального экономического роста
4.4. Трехсекторная модель экономики
4.5. Производственные функции секторов экономики РФ
4.6. Моделирование стагнации и сбалансированного экономического роста
4.6.1. Стагнация
4.6.2. Сбалансированный экономический рост
4.7. Исследование сбалансированных стационарных состояний
4.7.1. Золотое правило распределения труда и инвестиций между секторами
4.7.3. Альтернативный способ определения технологического оптимума
ЧАСТЬ II. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ МИКРОЭКОНОМИКИ
Глава 5. Модели поведения потребителей
5.1. Предпочтения потребителя и его функция полезности
Модель поведения потребителя
5.2. Уравнение Слуцкого
5.2.1. Изменение спроса при увеличении цены с компенсацией
5.2.2. Изменение спроса при изменении дохода
Глава 6. Модели поведения производителей
6.1. Модель фирмы
6.1. 1 Реакция производителя на изменение цены выпуска
61.2. Реакция производителя на изменение цен ресурсов
6.2. Поведение фирм на конкурентных рынках
6.2.1. Равновесие Курно
Глава 7. Модели взаимодействия потребителей и производителей
7.1. Модели установления равновесной цены
7.1.1. Паутинообразная модель
7.1. 2. Модель Эванса
7.2. Модель Вальраса
ЧАСТЬ III. МОДЕЛИ АНАЛИЗА, ПРОГНОЗИРОВАНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭКОНОМИКИ
Глава 8. Математические модели рыночной экономики
8.1. Классическая модель рыночной экономики
8.1.1. Рынок рабочей силы
8.1.2. Рынок денег
8.2. Модель Кейнса
8.3. Математические модели финансового рынка
8.3.1. Финансовые операции
8.3.2. Финансовый риск
8.3.3. Равновесие на рынке ценных бумаг
8.4. Прогнозирование валютных кризисов и финансовых рисков
8.4.1. Модель прогнозирования финансовых рисков
8.4.2. Прогнозирование валютных кризисов
Глава 9. Моделирование инфляции
9.1. Сущность инфляции
9.2. Исследование инфляции с помощью трехсекторной модели экономики
9.2.1. Первый полувиток инфляции
9.2.2. Второй полувиток инфляции
9.3. Условия возникновения и самоподдержания инфляции
9.4. Влияние инфляции на производство
Глава 10. Математические модели государственного регулирования экономики
10.1. Роль и функции налогов в обществе
10.2. Налоги в трехсекторной экономике
10.3. Влияние повышения налогов на производство и потребление
Глава 11. Моделирование внешней торговли
11.1. Модель открытой трехсекторной экономики
11.2. Условия возможности и целесообразности вхождения национальной экономики в мировой рынок
11.2.1. Вхождение в мировой рынок при фиксации долей ресурсов, поступающих в фондосоздающий сектор
11.3. Золотое правило внешней торговли
11.3.1. Золотое правило распределения ресурсов
11.4. Влияние внешней торговли на национальную экономику
11.4.1. Перераспределение ресурсов между материальным и потребительским секторами
11.4.2. Перераспределение ресурсов между материальным и фондосоздающим секторами
Глава 12. Моделирование цели общественного развития
12.1. Математическая теория общественного выбора
12.2. Модели сотрудничества и конкуренции
12.2.1. Кооперативные игры
12.2.2. Сотрудничество и конкуренция в трехсекторной экономике
12.3. Моделирование научно-технического прогресса
12.3.1. Эволюторные модели научно-технического прогресса
12.3.2. Модель смены технологического уклада
12.3.3. Модель перевооружения трехсекторной экономики
Приложение 1. Свойства неразложимой матрицы прямых затрат
Приложение 2. Линейные дифференциальные уравнения и системы линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами
Приложение 3. Исследование выражений, определяющих поведение трехсекторной экономики в стационарном состоянии
Приложение 4. Оптимальный сбалансированный рост в трехсекторной экономике
Приложение 5. Условия Куна-Таккера
Литература
Математическая экономика. Колемаев В.А.
2-е изд., перераб. и доп. - М.: 2002. - 399 с.
Дано системное представление об экономике с помощью математических моделей как макро- и микроэкономики, так и производственной и финансово-кредитной подсистем экономики.
Учебник состоит из разделов: "Математические модели макроэкономики", "Математические модели микроэкономики" и "Модели анализа, прогнозирования и регулирования экономики". Функциональная структура экономики отражена моделированием ценообразования, налогообложения и др. Отражены наиболее важные результаты, полученные отечественной и зарубежной школами математической экономики в XX в., а также новые результаты, полученные автором (1-е изд. - ЮНИТИ, 1998).
Приведены вопросы и задачи для самостоятельного решения.
Для студентов, аспирантов и преподавателей экономических вузов, а также научных работников.
Формат: djvu
Размер: 26 ,1 Мб
Скачать: yandex.disk
Содержание
Предисловие 3
Введение. Экономика как объект математического моделирования 4
ЧАСТЬ 1. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ МАКРОЭКОНОМИКИ 14
Глава 1. Статические модели макроэкономики 15
1.1. Макроэкономические производственные функции 16
1.2. Модель Леонтьева 28
Глава 2. Линейные динамические модели макроэкономики с дискретным временем 35
2.1. Экономика как динамическая система 36
Динамическая модель Кейнса 38
Модель Самуэльсона - Хикса 40
2.2. Динамическая модель Леонтьева 44
2.3. Модель Неймана 46
Глава 3. Линейные динамические модели макроэкономики с непрерывным временем
52
3.1. Математические методы исследования экономических динамических систем 53
3.1.1. Линейный динамический элемент 54
3.1.2. Мультипликатор 55
3.1.3. Акселератор 56
3.1.4. Инерционное звено 57
3.1.5. Экономика в форме динамической модели Кейнса как инерционное звено 59
3.1.6. Передаточная функция 60
3.1. 7. Колебательное звено 62
3.1.8. Экономика в форме модели Самуэлъсона-Хикса как линейное динамическое
звено второго порядка 67
3.1.9. Характеристики динамического звена 68
3.2. Анализ и синтез динамических систем, переходные процессы в них 72
3.2.1. Передаточная функция последовательного соединения 74
3.2.2. Передаточная функция параллельного соединения 75
3.2.3. Передаточная функция замкнутого контура с обратной связью 76
3.2.4. Введение мультипликатора в контур обратной связи с динамической моделью
Кейнса 77
3.2.5. Введение акселератора в контур положительной обратной связи с
динамической моделью Кейнса 80
3.2.5. Устойчивость линейных динамических систем 82
3.2. 7. Условия устойчивости экономики в форме модели Самуэльсона-Хикса 84
3.3. Линейные многосвязные динамические системы 85
Экономика в форме динамического межотраслевого баланса как многосвязная линейная
динамическая система 88
3.4. Нелинейные динамические системы. Конъюнктурные циклы в экономике 90
3.4.1. Нелинейная динамическая модель Кейнса 92
3.4.2. Конъюнктурные циклы в экономике 94
3.5. Оптимальное управление динамическими системами 98
3.5.1. Принцип максимума Понтрягина 99
3.5.2. Необходимые условия оптимальности (принцип максимума) 101
Глава 4. Малосекторные нелинейные динамические модели макроэкономики 103
4.1. Модель Солоу 105
4.1.1. Переходный режим в модели Солоу 108
4.1.2. Золотое правило накопления ПО
4.1.3. Выигрыш, в текущем потреблении - проигрыш, в ближайшей перспективе 111
4.2. Учет запаздывания при вводе фондов 112
4.3. Односекторная модель оптимального экономического роста 116
4.4. Трехсекторная модель экономики 122
4.5. Производственные функции секторов экономики РФ 126
4.6. Моделирование стагнации и сбалансированного экономического роста 130
4.6.1. Стагнация 131
4.6.2. Сбалансированный экономический рост 134
4.7. Исследование сбалансированных стационарных состояний 147
4.7.1. Золотое правило распределения труда и инвестиций между секторами 149
4.7.3. Альтернативный способ определения технологического оптимума 157
ЧАСТЬ II
. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ МИКРОЭКОНОМИКИ 163
Глава 5. Модели поведения потребителей 164
5.1. Предпочтения потребителя и его функция полезности 165
Модель поведения потребителя 167
5.2. Уравнение Слуцкого 168
5.2.1. Изменение спроса при увеличении цены с компенсацией 169
5.2.2. Изменение спроса при изменении дохода 170
Глава 6. Модели поведения производителей 173
6.1. Модель фирмы 174
6.1. 1 Реакция производителя на изменение цены выпуска 180
6.1.2. Реакция производителя на изменение цен ресурсов 181
6.2. Поведение фирм на конкурентных рынках 185
6.2.1. Равновесие Курно 187
Глава 7. Модели взаимодействия потребителей и производителей 191
7.1. Модели установления равновесной цены 192
7.1.1. Паутинообразная модель 193
7.1. 2. Модель Эванса 195
7.2. Модель Вальраса 197
ЧАСТЬ III. МОДЕЛИ АНАЛИЗА, ПРОГНОЗИРОВАНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭКОНОМИКИ 201
Глава 8. Математические модели рыночной экономики 202
8.1. Классическая модель рыночной экономики 203
8.1.1. Рынок рабочей силы 204
8.1.2. Рынок денег 206
8.2. Модель Кейнса 208
8.3. Математические модели финансового рынка 212
8.3.1. Финансовые операции 213
8.3.2. Финансовый риск 217
8.3.3. Равновесие на рынке ценных бумаг 230
8.4. Прогнозирование валютных кризисов и финансовых рисков 232
8.4.1. Модель прогнозирования финансовых рисков 233
8.4.2. Прогнозирование валютных кризисов 236
Глава 9. Моделирование инфляции 239
9.1. Сущность инфляции 240
9.2. Исследование инфляции с помощью трехсекторной модели экономики 244
9.2.1. Первый полувиток инфляции 246
9.2.2. Второй полувиток инфляции 247
9.3. Условия возникновения и самоподдержания инфляции 249
9.4. Влияние инфляции на производство 250
Глава 10. Математические модели государственного регулирования экономики 260
10.1. Роль и функции налогов в обществе 261
10.2. Налоги в трехсекторной экономике 266
10.3. Влияние повышения налогов на производство и потребление 274
Глава 11. Моделирование внешней торговли 280
11.1. Модель открытой трехсекторной экономики 281
11.2. Условия возможности и целесообразности вхождения национальной экономики в
мировой рынок 285
11.2.1. Вхождение в мировой рынок при фиксации долей ресурсов, поступающих в
фондосоздающий сектор 287
11.3. Золотое правило внешней торговли 292
11.3.1. Золотое правило распределения ресурсов 295
11.4. Влияние внешней торговли на национальную экономику 300
11.4.1. Перераспределение ресурсов между материальным и потребительским
секторами 301
11.4.2. Перераспределение ресурсов между материальным и фондосоздающим секторами
305
Глава 12. Моделирование цели общественного развития 308
12.1. Математическая теория общественного выбора 311
12.2. Модели сотрудничества и конкуренции 327
12.2.1. Кооперативные игры 328
12.2.2. Сотрудничество и конкуренция в трехсекторной экономике* 332
12.3. Моделирование научно-технического прогресса 337
12.3.1. Эволюторные модели научно-технического прогресса 338
12.3.2. Модель смены технологического уклада 339
12.3.3. Модель перевооружения трехсекторной экономики 344
Приложения 349
Приложение 1. Свойства неразложимой матрицы прямых затрат 350
Приложение 2. Линейные дифференциальные уравнения и системы линейных
дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами 353
Приложение 3. Исследование выражений, определяющих поведение трехсекторной
экономики в стационарном состоянии 358
Приложение 4. Оптимальный сбалансированный рост в трехсекторной экономике 364
Приложение 5. Условия Куна-Таккера 382
Литература 386
В первую очередь необходимо рассмотреть формулы по экономике, которые касаются спроса и предложения. Уравнение функции спроса можно представить в виде следующей формулы:
y= к*x+b
Сама функция спроса выглядит следующим образом:
QD= к*P+b
Функция предложения:
Qs= к*P+b
Если рассмотреть показатели эластичности, то можно выделить формулы по экономике, определяющие эластичность спроса по цене:
EDP= Δ QD (%) : Δ P (%)
EDP= (Q2 –Q1)/(Q2 + Q1) : (P2 –P1)/(P2 + P1)
Вторая формула представляет собой расчет средней точки, здесь значение P1 – цена продукции до изменения, P2 – цена продукции после изменения, Q1 – спрос до изменения цены, Q2 –спрос после изменения цены.
Формула коэффициента эластичности спроса в общем виде:
EDI= (Q2 –Q1)/ Q1: (Р2 –Р1)/ Р1
Формулы макроэкономики
Формулы по экономике включают в себя формулы по микроэкономике (спрос и предложение, издержки фирмы и др.), а также формулы по макроэкономике. Важной формулой по макро экономике является формула расчета необходимого в обращении количества денег:
КД = ∑ ЦТ – К + СП – ВП / СО
КД - количество денег в обращении,
ЦТ - сумма цен на товары;
К - товары, продаваемые в кредит;
СП - срочные платежи;
ВП - взаимно погашаемые платежи по бартерным сделкам;
СО - годовая скорость оборота денежной единицы.
Для того чтобы определить денежную массу в обращении необходимо воспользоваться следующей формулой:
М = Р * Q / V
Здесь M - денежная масса, которая находится в обращении;
V - скорость обращения денег;
Р - средние цены на продукцию;
Q - количество выпущенной продукции в постоянных ценах.
Уравнение обмена может быть представлено следующим равенством:
M*V = P*Q
Это уравнение отражает, равенство совокупных расходов в денежном выражении и стоимости всех товаров и услуг, которые выпущены в государстве.
Другие формулы макроэкономики
Рассмотрим еще несколько формул по экономике, среди которых важное место занимает формула вычисления реального дохода:
РД = НД / ИПЦ * 100 %
Здесь РД – реальный доход,
НД – номинальный доход,
ИПЦ – показатель индекса потребительских цен.
Формула для вычисления индекса потребительских цен представлена следующим выражением:
ИПЦ = СТТГ / СТБГ
СТТГ – стоимость потребительской корзины в текущем году,
СТБГ – в базовом году.
В соответствии с показателем индексов цен можно определить темп инфляции по соответствующей формуле:
ТИ =(ИПЦ1 – ИПЦ0) / ИПЦ0 * 100 %
В соответствии с темпами инфляции можно выделить несколько видов:
1. Ползучая инфляция с ростом цен до 5 % годовых,
2. Умеренная инфляция до 10 % годовых,
3. Галопирующая инфляция с ростом цен 20-200% годовых,
4. Гиперинфляция с катастрофическим ростом цен более 200 % в год.
Формулы для расчета процентов
Экономические расчеты часто требуют расчета процентов. Формулы по экономике включают расчет, как сложного, так и простого процента. Формула расчета простого процента представлена следующим образом:
С = Р * (1 + in/360)
Здесь P — сумма долга, включая проценты;
С — общая сумма кредита;
n – количество дней;
i — годовой процент в долях.
Формула для вычисления сложного процента выглядит так:
С = Р (1 + in/360)k
K – количество лет.
Формула для расчёта сложного процента, который вычисляется за несколько лет:
С = Р (1+i)k
Формула безработицы, занятости и ВНП
УБ = Число безработных/ЧРС * 100%
Здесь ЧРС – численность рабочей силы.
Формула для вычисления уровня занятости выглядит следующим образом:
УЗ = Число занятых / ЧРС * 100 %
Формула для вычисления валового национального продукта вычисляется так:
ВНП = % + ЗП + Тр + КНал – ЧС + Р + Ам + ДС
Здесь Тр – корпорации,
Кнал – косвенные налоги,
ЧС – чистые субсидии,
Р – рента,
Ам – сумма амортизации,
ДС – доходы от собственности.
Формула расчёта ВНП в соответствии с расходами:
ВНП = ЛПР + ГЗ + ВЧВИ – ЧИ
Расчет выручки, прибыли и издержек
Формулы по экономике при расчете выручки и прибыли:
TR = P*Q
Прибыль = TR — TC
Формула для вычисления средних общих издержек выглядит так:
АС = AFC + AVC или
АС = TC / Q
ТС = TFC + TVC
Формула для вычисления средних постоянных издержек.
