【摘 要】數(shù)學(xué)作為一門我們從小就開始打交道的自然學(xué)科,常常會(huì)對(duì)它有一個(gè)很大的疑問:它究竟能有多大用處?實(shí)際上在經(jīng)濟(jì)學(xué)的研究和發(fā)展當(dāng)中,數(shù)學(xué)無疑一直以來都起到了很大的推動(dòng)作用,很多時(shí)候它已經(jīng)超出了工具的范疇,成為了一種可以融入經(jīng)濟(jì)學(xué)的思想。在本文中,我以一個(gè)高中生的視野,對(duì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中所應(yīng)用到的高中數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行的分類,并將著重對(duì)其中的每一類問題進(jìn)行重點(diǎn)解析。
【關(guān)鍵詞】 高中數(shù)學(xué);經(jīng)濟(jì);問題解析
一、數(shù)學(xué)與經(jīng)濟(jì)學(xué)的關(guān)系
我們?cè)谔接懡?jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)問題之前要對(duì)數(shù)學(xué)與經(jīng)濟(jì)的關(guān)系有一個(gè)充分的了解。經(jīng)濟(jì)學(xué)作為一門貫穿歷史發(fā)展始終的學(xué)科,從它誕生到不同的發(fā)展階段,數(shù)學(xué)都扮演著至關(guān)重要的角色。那么,我們可以說正是由于數(shù)學(xué)的引入,使得原本定性化的經(jīng)濟(jì)學(xué)變得更加的量化,使得原本抽象的概念經(jīng)過數(shù)學(xué)語言的論述顯得條理分明。可以說,在經(jīng)濟(jì)學(xué)當(dāng)中,數(shù)學(xué)是經(jīng)濟(jì)的肉體,而經(jīng)濟(jì)是數(shù)學(xué)的靈魂。
二、高中數(shù)學(xué)中的經(jīng)濟(jì)類問題分類
對(duì)于高中數(shù)學(xué)知識(shí)來講,經(jīng)濟(jì)學(xué)當(dāng)中能夠涉及到的有三類:一類是函數(shù)問題;一類是在函數(shù)的基礎(chǔ)之上的導(dǎo)數(shù)問題;還有一類就是概率問題。以下就將對(duì)這三類問題進(jìn)行詳細(xì)講解與論述。
1.函數(shù)當(dāng)中的線性規(guī)劃問題
線性規(guī)劃是運(yùn)籌學(xué)中一個(gè)重要的分支,廣泛應(yīng)用到機(jī)關(guān)、企業(yè)、地區(qū)及整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)當(dāng)中,它提供一種數(shù)量分析的方法,同時(shí)融結(jié)幾何學(xué)有關(guān)知識(shí),使解決關(guān)于如何安排合理的人力、物力、財(cái)力等各種資源的配置來達(dá)到最大的收益問題更加自如。
那么下面我就將引入一道關(guān)于線性規(guī)劃問題的典型例題來做具體的分析。
某研究所計(jì)劃利用神舟七號(hào)宇宙飛船進(jìn)行新產(chǎn)品搭載實(shí)驗(yàn),計(jì)劃搭載最新產(chǎn)品A、B,該所要根據(jù)該產(chǎn)品的研制成本,產(chǎn)品重量,搭載實(shí)驗(yàn)費(fèi)用和預(yù)計(jì)產(chǎn)生收益來決定具體安排,通過調(diào)查,有關(guān)數(shù)據(jù)如下表:
那么問題就來了:
如何安排這兩種產(chǎn)品的件數(shù)進(jìn)行搭載,才能使總預(yù)計(jì)受益達(dá)到最大,最大收益是多少?
本題當(dāng)中涉及到了諸如研制成本、產(chǎn)品重量、預(yù)計(jì)收益等一系列的經(jīng)濟(jì)因素并且有兩個(gè)限定的條件,那么如果單純從經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度來看,我們就需要感性的來思考這些因素之間的關(guān)系。
比如,我們要考慮研制成本和成本和最大資金限定額之間的關(guān)系,同時(shí)還要考慮產(chǎn)品重量與最大搭載限定額之間的關(guān)系。
那么我們說,就這道題而言,如果我們采用高中數(shù)學(xué)知識(shí)當(dāng)中所涉及的線性規(guī)劃,就可以將這些給定的限制因素緊密的聯(lián)系在一起,所有的這些經(jīng)濟(jì)條件就都會(huì)被聚攏,問題也就迎刃而解了。且看解答過程:
首先將經(jīng)濟(jì)因素具體化,我們?cè)O(shè)搭載A產(chǎn)品x件,搭載B產(chǎn)品y件,預(yù)計(jì)收益根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)有:z=80x+60y
則,作出可行域,如圖:
做出直線L:4x+3y=0并平移,由圖像可知,當(dāng)直線經(jīng)過M點(diǎn)時(shí),z能夠取得最大值,
解得: M(9,4)
所以 zmax=80*9+60*4=960萬
最終結(jié)果即:搭載A產(chǎn)品9件,B產(chǎn)品4件,可使得總預(yù)計(jì)受益最大,為960萬元。
再回過頭來看這個(gè)問題,我發(fā)現(xiàn)通過高中數(shù)學(xué)中線性規(guī)劃的知識(shí)來解決這個(gè)經(jīng)濟(jì)問題,這個(gè)經(jīng)濟(jì)問題就云開霧散了。所以說,就高中知識(shí)而言,線性規(guī)劃在經(jīng)濟(jì)學(xué)當(dāng)中所起到的作用是巨大的,線性規(guī)劃知識(shí)中蘊(yùn)含的思想與經(jīng)濟(jì)學(xué)當(dāng)中講究?jī)?yōu)化解決方案的思想有著異曲同工之妙,所以合理的運(yùn)用線性規(guī)劃思想在經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域里是非常重要的。
2. 關(guān)于概率問題
經(jīng)濟(jì)學(xué)在近些年的發(fā)展當(dāng)中,逐步呈現(xiàn)出了向數(shù)學(xué)化過度的趨勢(shì),而在這其中起到推動(dòng)作用最大的,無疑就是我們高中所接觸過的概率了。近年來,借助于金融學(xué),保險(xiǎn)學(xué)等經(jīng)濟(jì)學(xué)分支學(xué)科蓬勃的發(fā)展,原本作為這些分支學(xué)科的輔助工具的概率算法,逐步從幕后走向前臺(tái),占據(jù)了經(jīng)濟(jì)學(xué)家重點(diǎn)研究的半壁江山。關(guān)于這一點(diǎn)有一個(gè)不可否認(rèn)的事實(shí)就是近年來諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)的獲獎(jiǎng)?wù)哳l頻在經(jīng)濟(jì)學(xué)的隨機(jī)處理問題上作出過重大貢獻(xiàn)的學(xué)者。
經(jīng)濟(jì)利益當(dāng)中涉及到的高中數(shù)學(xué)概率知識(shí)有數(shù)學(xué)期望,方差。我們通過數(shù)學(xué)期望的計(jì)算可以有效地來完成大中型企業(yè)當(dāng)中銷售部門對(duì)于產(chǎn)品銷售問題的分析,借助這一數(shù)學(xué)工具,企業(yè)可以制定相應(yīng)的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各類產(chǎn)品進(jìn)行定價(jià)并且有效的預(yù)判到他所能帶來的收益,達(dá)到未卜先知的效用,并且為相關(guān)部門作出財(cái)務(wù)預(yù)算起到了至關(guān)重要的輔助作用。
下面就引入一道實(shí)例為讀者進(jìn)行展示:
大型商場(chǎng)洪福電器商城經(jīng)過多年的銷售調(diào)研發(fā)現(xiàn)其每個(gè)月能夠售出的電視臺(tái)數(shù)ζ是一個(gè)隨機(jī)變量,它的分布列如下:
那么洪福電器對(duì)于電視機(jī)的定價(jià)是300元每臺(tái),如果電視沒有被銷售出去的話就要被囤積在倉(cāng)庫(kù)作為儲(chǔ)備,這樣的話每個(gè)月公司要為這些囤積的電視機(jī)付出100元每臺(tái)養(yǎng)護(hù)費(fèi)的代價(jià),那么我們的問題是,在每個(gè)月的1號(hào)需要從廠家購(gòu)入多少臺(tái)電視機(jī)才能使得自己的月平均收入最大?
命題意圖:本題其實(shí)正是從概率學(xué)的角度來命題,結(jié)合概率知識(shí)當(dāng)中關(guān)于期望的知識(shí)點(diǎn)可以對(duì)此題進(jìn)行有效的解答
具體解法如下:
解:設(shè)x為每月1號(hào)公司所引入的電視臺(tái)數(shù),我們只需要思考 1≤x≤12的情況,設(shè)洪福電器每月的收益為y元,則y是隨機(jī)變量的函數(shù),且
y=電器商平均每月收入的平均數(shù),即數(shù)學(xué)期望為:
3.高中數(shù)學(xué)知識(shí)當(dāng)中的導(dǎo)數(shù)
在西方經(jīng)濟(jì)學(xué)中,我們不難發(fā)現(xiàn)存在著很多關(guān)于邊際的概念和問題。而對(duì)于邊際這一經(jīng)濟(jì)學(xué)中不可忽視的概念來講,高中數(shù)學(xué)當(dāng)中的導(dǎo)數(shù)知識(shí)恰巧與其不期而遇,碰撞出了鮮亮的火花。
那么導(dǎo)數(shù)的定義是:如果一個(gè)函數(shù)在它所規(guī)定的定義域上每一點(diǎn)都可導(dǎo)的話那么就可以建立起這個(gè)函數(shù)的一個(gè)導(dǎo)函數(shù)簡(jiǎn)稱為導(dǎo)數(shù)。
而邊際的含義即為:邊際就是說在一個(gè)函數(shù)當(dāng)中,因變量對(duì)于自變量中每一個(gè)單位的改變所能夠做出的反應(yīng)程度。
那么我們?cè)诮?jīng)濟(jì)學(xué)當(dāng)中所研究的很多問題包括邊際效益,邊際成本等等都需要導(dǎo)數(shù)的介入。
比如說邊際成本,我們要研究邊際成本,那么必定要求出成本曲線上某一點(diǎn)的導(dǎo)數(shù),因?yàn)橥ㄟ^利用成本的增量與生產(chǎn)產(chǎn)品的量變化程度極小時(shí)的比值我們才能得出邊際成本的具體數(shù)值。在這一類問題當(dāng)中,我們可以知道,導(dǎo)數(shù)是非常具有解決問題的價(jià)值的。
與邊際成本有著異曲同工之妙的是邊際收益問題。我們說,邊際收益是指每增加一個(gè)商品的單位銷售量所獲得的收益增加量。在收益曲線上的某一點(diǎn),我們可以利用導(dǎo)數(shù)中求極限的方法來求出邊際收益的具體數(shù)值。
三、結(jié)束語
高中數(shù)學(xué)知識(shí)實(shí)際上已經(jīng)是我們所受到的教育當(dāng)中比較高級(jí)的部分了,它所包涵的知識(shí)廣度,深度都是值得探究的。而高中數(shù)學(xué)中涉及到經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域的問題,更是值得我們?nèi)ヌ剿鳌l(fā)現(xiàn)、深究。實(shí)際上經(jīng)濟(jì)學(xué)是一門非常有規(guī)律可循的學(xué)科,我們利用數(shù)學(xué)這一偉大的工具,定可以對(duì)經(jīng)濟(jì)學(xué)問題分析的清晰、透徹、明了。
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[5]2010年山師大附中模考.
作者簡(jiǎn)介:
王秋鑒(1999—) ,女,漢族,吉林省吉林市,吉林市第一中學(xué)校。