- •1. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
- •1.1. Пояснительная записка
- •1.2. Тематический план
- •1.3. Содержание программы (основные дидактические единицы)
- •2. КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ
- •РАЗДЕЛ 1. ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
- •Тема 2. Методы и задачи линейного программирования
- •Тема 3. Транспортная задача
- •Тема 4. Динамическое программирование
- •Тема 6. Основные понятия теории графов. Сетевое планирование
- •Тема 7. Теория массового обслуживания
- •РАЗДЕЛ 2. ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ
- •Тема 9. Производственные функции
- •Тема 10. Статистическая модель межотраслевого баланса
- •Тема 11. Общие модели развития экономики
- •3. КОНТРОЛЬ ЗНАНИЙ
- •3.1. Контрольные вопросы
- •3.2. Программированные задания с вариантами
- •4. ГЛОССАРИЙ
- •5. ЛИТЕРАТУРА
объема спроса на товар под влиянием изменения цены этого товара делится на 2 составляющие:
1.Эффект замены − изменение объема спроса, вызванное исключительно изменением относительно цены товара при неизменном реальном доходе, т.е. при сохранении уровня полезности потребляемого набора благ.
2.Эффект дохода − изменение объема спроса, вызвано исключительно изменением реального дохода при неизменности относительных цен товаров.
Функция спроса для конкретной функции потребительского предпочтения называется функцией Р. Стоуна и была выведена следующим образом:
u(x)= ∏n (xi −ai )αi → max ,
i=1
где аi – минимально необходимое количество i – ого блага, которое приобретается в любом случае и не является предметом выбора. Для того чтобы набор {аi} мог
быть полностью приобретен, необходимо, чтобы доход I был больше ∑ piai − i
количества денег, необходимых для покупки этого набора. Коэффициенты степени αi > 0 характеризуют относительную «ценность благ» для потребителя.
Добавив к целевой функции бюджетные ограничения ∑ piai ≤ I, xi ≥ 0 , по-
i
лучим задачу, называемую моделью Р. Стоуна. Функция Р. Стоуна имеет следующий вид:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
αi I − ∑ p ja j |
|||
x |
= a |
i |
+ |
|
j |
|
|
|
|
||||
i |
|
|
|
pi ∑α j |
|
j
Сначала приобретается минимально необходимое количество блага аi. Затем рассчитывается сумма денег, остающаяся после этого, которая распределяется пропорционально «весам» важности αi . Разделив количество денег на цену pi, получаем дополнительно приобретаемое сверх минимума количество I-го блага и добавляем его к аi.
Тема 9. Производственные функции
Связь между количеством продукта и количествами затраченных факторов может быть представлена математически с помощью непрерывной дифференцируемой функции, имеющей первые и вторые производные.
Производственная функция − это математически выраженная зависимость между максимальным количеством полученного продукта y и набором затраченных факторов производства x1, х2,…, хn за период времени для заданного множества технологий.
Производственная функция многих переменных: y = f (x1, х2,…, хn).
При анализе производства с помощью набора затрат факторов в форме ка- питал-труд производственная функция системы связывает количество полученного продукта y с затратами факторов труда L и капитала К за период времени y = f (L, К).
84
С точки зрения управленческого учета, затраты труда представляют переменные издержки, а затраты капитала – постоянные издержки производства. Поэтому в краткосрочном периоде система производства может изменять только количество затрат труда, но не может изменить затраты капиталовложений. В долгосрочном периоде возможно изменение количества двух факторов производства – как труда, так и капитала.
Производственная функция ƒ (x1 ,x2) как формальная конструкция определена в первой четверти двумерной плоскости (т.е. определена при x1 ≥ 0, x2 ≥ 0). ПФ должна удовлетворять ряду (для каждой конкретной ПФ − своему) свойств:
1.ƒ(0,0) = 0;
f(0, x2) = ƒ(x1 ,0) = 0.
2.x(1) ≥ x(0) (x(1) ≠ x(0)) ƒ(x(1)) > ƒ(x(0)) (x(k) = (x1(k), x2(k), k = 0,1));
x > 0 ∂f∂(x) > 0 (i = 1,2), x = (x1,x2). xi
3. x > 0 ∂f 2 (2x) ≤ 0 (i = 1,2), x = (x1,x2)
∂xi
x > 0 ∂∂f 2∂(x) ≥ 0 0 x = (x1,x2); x1 x2
4. ƒ(tx1 ,tx2) = t pƒ(x1 ,x2).
Свойство 1 означает, что без ресурсов или при отсутствии хотя бы одного из ресурсов нет выпуска.
Свойство 2 означает, что с ростом затрат хотя бы одного ресурса объем вы-
пуска растет. Первая частная производная ПФ ∂f (x) положительна и означает,
∂xi
что с ростом затрат одного ресурса при неизменном количестве другого ресурса объем выпуска растет. Упорядоченная пара (x1, x2) чисел x1 и x2 для краткости здесь и далее обозначается символом x, т.е. x = (x1, x2).
Свойство 3 (вторая частная производная ПФ ∂2 f (2x) |
неположительная) оз- |
|
|
∂x |
|
i |
начает, что с ростом затрат одного (i-го) ресурса при неизменном количестве другого ресурса величина прироста выпуска на каждую дополнительную единицу i-го ресурса не растет (закон убывающей эффективности). Смешанная производная неотрицательна и означает, что при росте одного ресурса предельная эффективность другого ресурса возрастает.
Свойство 4 показывает, что ПФ является однородной функцией (ОФ) степени p > 0. При p > 1 с ростом масштаба производства в t раз (число t > 1), т.е. с переходом от вектора x к вектору tx, объем выпуска возрастает в tp ( > t) раз, т.е. имеем рост эффективности производства от роста масштаба производства.
При p < 1 имеем падение эффективности производства от роста масштаба
85
производства. При p = 1 имеем постоянную эффективность производства при росте его масштаба (или независимость удельного выпуска от масштаба производства).
Для ПФКД y = a0x1a1x2a2 (a1 + a2 = 1) свойства 1-4 выполняются.
Для ЛПФ y = a0 + a1x1 + a2x2 (a0 > 0, a1 > 0, a2 > 0) свойства 1 и 1' (при а0 = 0)
и свойство 4 не выполняются.
Пример. На рис. 2.2.4 (а) даны эскизы изоквант lq1 и lq2 ПФКД. Отметим, что изокванта lq2, расположенная «северо-восточнее» изокванты lq1, соответствует большему объему выпуска (т.е. q2 > q1). Если объем используемого основного капитала неограниченно растет (т.е. x1 = K→ +∞), то, как видно на рис. 2.2.4 (а), затраты труда неограниченно убывают (т.е. x2 = L→ +0). Аналогично, как видно на рис. 2.2.4 (а), если x2 = L→ +∞, то x1 = K→ +0. На рис. 2.2.4 (б) даны эскизы изоквант lq1 и lq2 (q2 > q1) ЛПФ.
Х2 Х2
l g 2
|
l g |
|
l g 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l g |
l g 1 |
|
l g 2 |
|
|
|
|
Х1 |
|
|
Х1 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а) |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
||||||
б) |
|
|
|
|
Рис. 2.2.4. Примеры производственных функций
Тема 10. Статистическая модель межотраслевого баланса
Цель балансового анализа – ответить на вопрос, возникающий в макроэкономике и связанный с эффективностью ведения многоотраслевого хозяйства: каким должен быть объем производства каждой из n отраслей, чтобы удовлетворить все потребности в продукции этой отрасли? При этом каждая отрасль выступает, с одной стороны, как производитель некоторой продукции, а с другой – как потребитель продукции и своей, и произведенной другими отраслями.
Связь между отраслями, как правило, отражается в таблицах межотраслевого баланса. Математическая модель, позволяющая их анализировать, разработана в 1936 г. американским экономистом В. Леонтьевым.
86
Предположим, что рассматривается n отраслей промышленности, каждая из которых производит свою продукцию. Часть продукции идет на внутрипроизводственное потребление данной отраслью и другими отраслями, а другая часть предназначена для целей конечного (вне сферы материального производства) личного и общественного потребления.
Рассмотрим процесс производства за некоторый период времени (например, год).
Введем следующие обозначения:
x i − общий (валовой) объем продукции i-й отрасли (i = 1, 2,…, n);
x ij − объем продукции i-й отрасли, потребляемый j-й отраслью в процессе
производства (I, j = 1, 2,…, n);
y i − объем конечного продукта I-й отрасли для непроизводственного по-
требления.
Так как валовой объем продукции любой I-й отрасли равен суммарному объему продукции, потребляемой n отраслями, и конечного продукта, то:
n |
|
xi = ∑xij + yi ,(i =1,2,...,n) |
(1) |
j =1
Уравнения (1) называются соотношениями баланса. Будем рассматривать
стоимостный межотраслевой баланс, когда все величины, входящие в (1),
имеют стоимостное выражение.
Введем коэффициенты прямых затрат:
aij = |
xij |
, (i, j =1,2,..., n), |
(2) |
|
x j |
||||
|
|
|
показывающие затраты продукции I-й отрасли на производство единицы продукции j-й отрасли.
Можно полагать, что в некотором промежутке времени коэффициенты aij
будут постоянными и зависящими от сложившейся технологии производства. Это означает линейную зависимость материальных затрат от валового выпуска, т.е.
xij =aij xj ,(i, j =1,2,...,n), |
(3) |
вследствие чего построенная на этом основании модель межотраслевого баланса получила название линейной..
Теперь соотношения баланса (1) примут вид:
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
xi = ∑aij xj + yi |
||||
|
|
|
|
j =1 |
|
|
|
|
x |
1 |
|
a |
11 |
a |
12 |
|
|
|
|
|
|||
Обозначим X = |
x |
2 |
|
a |
21 |
a22 |
|
|
|
, A = |
|
|
|
||
|
... |
|
... ... |
||||
|
|
|
|
|
|
an 2 |
|
|
xn |
|
an1 |
,(i =1,2,...,n) |
|
(4) |
||||
... |
a |
1n |
|
y |
1 |
|
... |
|
|
|
|
||
|
|
|
y |
2 |
|
|
... ... |
, Y |
= |
|
, |
||
|
... |
|
||||
... |
ann |
|
|
|
|
|
|
y n |
|
87
где X − вектор валового выпуска; Y − вектор конечного продукта;
A − матрица прямых затрат (технологическая или структурная матрица). Тогда систему (1) можно записать в матричном виде:
X = AX + Y |
(5) |
Основная задача межотраслевого баланса состоит в отыскании такого вектора валового выпуска X, который при известной матрицы прямых затрат A обеспечивает заданный вектор конечного продукта Y.
Перепишем уравнение (5) в виде:
(E – A)X = Y |
(6) |
|||
Если матрица (E – A)-1 невырожденная, т.е. |
|
E − A |
|
≠ 0, |
|
|
|||
X = (E – A)-1Y |
(7) |
Матрица S = (E − A)-1 называется матрицей полных затрат.
Чтобы выяснить экономический смысл элементов матрицы S = (s ij ), зада-
дим единичные векторы конечного продукта Y1 = (1, 0,…, 0)’, Y2 = (0, 1,…, 0)’, Yn = (0, 0,…, 1)’. Тогда по (7) соответствующие векторы валового выпуска будут:
X1 = (s11, s21, …, sn1)’, X2 = (s12, s22, …, sn2)’,…,
Xn = (s1n, s2n, … snn).
Следовательно, каждый элемент sij матрицы S есть величина валового выпуска продукции i-й отрасли, необходимая для обеспечения выпуска единицы конечного продукта j-й отрасли yj =1 (j = 1, 2,…, n).
В соответствии с экономическим смыслом задачи значения xj должны быть неотрицательнымипринеотрицательных значенияхyi ≥ 0 иaij ≥ 0, гдеi, j = 1, 2,…, n.
Матрица A≥0 называется продуктивной, если для любого вектора Y ≥0 существует решение X ≥0 уравнения (6). В этом случае модель Леонтьева называ-
ется продуктивной.
Существует несколько критериев продуктивности матрицы A. Один из них говорит о том, что матрица A продуктивна, если максимум сумм элементов ее столбцов не превосходит единиц, причем хотя бы для одного из столбцов сумма элементов строго меньше единицы, т.е. матрица A продуктивна, если aij ≥0 для
|
n |
n |
любых I, j = 1, 2,…, n и j=max1,2,...,n |
∑aij ≤1, и существует номер j такой, что ∑aij p1. |
|
|
i=1 |
i=1 |
Пример. В таблице приведены данные об исполнении баланса за отчетный период, у.д.е.:
Отрасль |
Потребление |
Конечный |
Валовой |
||
|
|
Энергетика |
Машиностроение |
продукт |
выпуск |
Производство |
Энергетика |
7 |
21 |
72 |
100 |
|
Машино- |
12 |
15 |
123 |
150 |
|
строение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
88
Вычислить необходимый объем валового выпуска каждой отрасли, если конечное потребление энергетической отрасли увеличится вдвое, а машиностроения сохранится на прежнем уровне.
Решение:
х1 = 100, x2 = 150, x11 = 7, x12 = 21, x21 = 12, x22 = 15; y1 = 72, y2 = 123
По формуле (2) находим коэффициенты прямых затрат:
a11 = 0,07, a12 = 0,14, a21 = 0,12, a22 = 0,10,т.е. матрица прямых затрат:
0,07 |
0,14 |
|
имеет неотрицательные элементы и удовлетворяет критерию |
|
A= |
|
|
|
|
|
0,12 |
0,10 |
|
|
|
|
|
продуктивности:
max {0,07 + 0,12; 0,14 + 0,10} = max{0,19; 0,24) = 0,24 < 1.
Поэтому для любого вектора конечного продукта Y можно найти необходимый объем валового выпуска X по формуле (7):
X = (E − A)-1Y
Найдем матрицу полных затрат S = (Е – А)-1:
0,93 |
−0,24 |
|
. Так как определитель, |
||
E – A = |
|
|
|
||
|
0,90 |
|
|
|
|
−0,12 |
|
|
|
|
|
S = (E – A)-1 = |
1 |
|
|
0,90 |
0,14 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|||
|
0.8202 |
|
|
0,12 |
|
|
|
|
0,93 |
По условию вектор конечного продукта Y= .
Тогда получаем вектор валового выпуска:
X = |
1 |
0,90 |
0,14 |
144 |
|
179 |
,0 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
, |
||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
0,8202 |
|
0,12 |
0,93 |
|
123 |
|
|
160 |
,5 |
|
|
|
|
|
|
|
E − A = 0.8202 ≠ 0, то
|
144 |
|
|
|
|
|
123 |
|
|
|
Т.е. валовой выпуск в энергетической отрасли надо увеличить до 179,0 у.е., а в машиностроительной − до 160,5 у.е.
89