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模型建立:利润是销售收入与生产支出之差。假设每件产品售价为p,成本为q,销售量为x,总收入与总支出分别是I和C,则可以得到 I = px C = qx 另外,我们知道在市场竞争的情况下销售量x依赖于价格p,因此销售量应该是价格的函数,记作x = f (p) 这里f称为需求函数,是p的减函数。我们再考虑成本与产品数量的关系。通常情况下,成本是随着产品的数量逐渐降低的,因此可以认为产品的成本是产品数量的函数。记作q = Q(x) 其中,我们把Q叫做成本函数,是x的减函数。这样,x和q都可以由p来确定。可以得到销售收入和生产支出C都是价格p的函数,设利润为U,则可以表示为U(p) = I(p) – C(p) 其中,I (p) = px = pf (p),C (p) = qx = Q (x)x =Q (f (p))f (p)。使利润U达到最大的价格就是最优价格。设最优价格为p*,那么可以得到当dU/dp = 0时p的值即为p*。即有dU/dp = dU/dp 当p = p*时。我们把dI/dp称为边际收入,dC/dp称为边际支出。上式表明,最大利润是在边际收入等于边际支出时达到的。为了得到进一步的结果,本文假设出需求函数和成本函数的具体形式。设需求函数是简单的线性函数f (p) = a – bp a ,b > 0 其中,a可以理解为这种产品免费供应社会的需求量,称为“绝对需求量”。b表示价格上涨一个单位时销售量下降的幅度,它反映市场需求对价格的敏感程度。接下来,设成本函数为Q (x) = m + 1/ (tx + n) m ,t ,n >0 其中,m表示产品的最底成本,t表示产品数量增加或减少带来的幅度,n调节常数,即产品的最大成本为。将~和,带入式可得 U (p) = I (p) – C (p) = pf(p) – Q (f (p))f (p)= (a – bp) [p – m – 1/(ta + n – tbp)] 用微分的方法可以求出使U (p)最大的最优价格。由dU/dp = 0式和式可以得到b t p –(2btn + 2abt + b t m)p +(n + 2atn + a t + 2abt m + 2btmn)p –m(n + ta) – n = 0 这是一个关于p的三次方程,对于实际问题,当得到a、b 、m 、n 、t的数值带到式中,再用相应的数学方法求出p*。在实际的工作之中,a和b可以由价格p和销售量x的统计数据用最小二乘法拟合来确定。m和n实际上是已知的常数,t也是根据产量的多少可以得出的。对于式的求解在有些时候可能不容易得到精确的数值,我们可以根据实际情况得到具有一定精度的近似值。
,经济学中的弹性理论,金融工程中的期货期权理论,最优化和影子价格都是经济和数学的完美结合,数学模型为经济学的研究开辟了一条宽阔的大路,同时也使经济学从定性研究向定量研究转化,更加具有理性和发散思维,正是数学和经济学的结合为社会科学的发展增加了动力,也为社会创造了很大的物质财富,相信数学模型这个工具将来会给经济学更广阔的发展空间。[M]. 北京,中国人民大学出版社,20042. ,:评估、定价和管理信用风险的金融方法和数学模型[M].王唯翔、殷剑峰、 :机械工业出版社,2005