经济问题模型课件.ppt
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- 经济问题 模型 课件
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1、 在人类社会中,经济活动是最为活跃的活在人类社会中,经济活动是最为活跃的活动之一。小到个人,大到企业和国家,每天都动之一。小到个人,大到企业和国家,每天都要与经济问题打交道。本章将介绍几个有代表要与经济问题打交道。本章将介绍几个有代表性的经济模型,以了解用数学建模解决经济问性的经济模型,以了解用数学建模解决经济问题的一些方法。题的一些方法。1. 1. 连续利率问题连续利率问题 某银行为吸引储户来存款,出台了一个特殊存款理某银行为吸引储户来存款,出台了一个特殊存款理财品种。该品种的政策是允许储户在一年期间可以任意财品种。该品种的政策是允许储户在一年期间可以任意次结算,但要求储户存款的最低金额为次
2、结算,但要求储户存款的最低金额为1010万元且存款时万元且存款时间至少间至少1 1年。年。 假设该银行年利率为假设该银行年利率为5%5%,某储户买了,某储户买了1010万元的这个万元的这个存款理财品种,随后他在一年的存款期间等间隔的结算存款理财品种,随后他在一年的存款期间等间隔的结算n n次,每次结算后将本息全部存入银行,问在不计利息税次,每次结算后将本息全部存入银行,问在不计利息税的情况下,一年后该储户的本息和是多少?的情况下,一年后该储户的本息和是多少? 设设 表示在一年的存款期间里等间隔的结表示在一年的存款期间里等间隔的结算算n n次一年后该储户的本息和。次一年后该储户的本息和。 分析:
3、分析:模型建立模型建立,0,1,2,na n 若该储户若该储户每季度结算一次每季度结算一次,则每季度利率为:,则每季度利率为:0.054一年要结算一年要结算4 4次:次:第一季度后储户本息共计:第一季度后储户本息共计: 0.05100000(1)4第二季度后储户本息共计:第二季度后储户本息共计:20.05100000(1)4 第三季度后储户本息共计:第三季度后储户本息共计:30.05100000(1)4 一年后该储户本息共计:一年后该储户本息共计:440.05100000(1)4a 模型建立模型建立若该储户若该储户每月结算一次每月结算一次,则每月利率为:,则每月利率为:0.0512一年要结算一
4、年要结算1212次:次:第第1个月后储户本息共计:个月后储户本息共计: 0.05100000(1)12第第2个月后储户本息共计:个月后储户本息共计:20.05100000(1)12 第第11个月后储户本息共计:个月后储户本息共计:110.05100000(1)12 一年后该储户本息共计:一年后该储户本息共计:12120.05100000(1)12a 观察规律可知,若该储户一年里等间隔地结观察规律可知,若该储户一年里等间隔地结算算n次,则一年后本息共计数学模型:次,则一年后本息共计数学模型:0.05100000(1)nnan模型讨论模型讨论na1412105000,105095,105116aa
5、a0.050.05100000(1)100000nnLimen0.05100000100000 (1 5%)100000 0.127%e计算出几个计算出几个值值 会发现的确结算次数越多,一年后得到会发现的确结算次数越多,一年后得到的本息和越多,如有的本息和越多,如有因为因为 结果说明该理财品虽然会结果说明该理财品虽然会随着结算次数的增加使储户随着结算次数的增加使储户一年后储户的本息和比一年的定期存款多一点。由于一年后储户的本息和比一年的定期存款多一点。由于 故有一年期间多次结算产生的比一年定期存款多的金额故有一年期间多次结算产生的比一年定期存款多的金额不会超过储户存款金额的不会超过储户存款金额
6、的0.13% 0.13% !2.2.连续利率问题连续利率问题 小王夫妇打算贷款买一辆小王夫妇打算贷款买一辆1111万元的轿车用于家万元的轿车用于家庭活动。他们选择了首付车价额庭活动。他们选择了首付车价额30%30%,余额贷款,余额贷款的方式购买。的方式购买。 假设他们打算用每月偿付固定的钱款分假设他们打算用每月偿付固定的钱款分1212个月个月还清银行贷款,他们每月要还多少钱才行?还清银行贷款,他们每月要还多少钱才行?问题分析问题分析 要要1212个月还清贷款,故要选择银行的个月还清贷款,故要选择银行的一年贷款。一年贷款。 假设当年的年贷款利率为假设当年的年贷款利率为6.57%6.57%,故分,
7、故分配到每月上的利率就是配到每月上的利率就是0.06570.0657 1212。 此外,他们选择了首付车价额此外,他们选择了首付车价额30%30%,则,则还欠车款的金额为:还欠车款的金额为:110000 110000 30%77000要向银行借为期一年的贷款要向银行借为期一年的贷款77000元元 。 设设 表示贷款第表示贷款第n个月该夫妇所欠银行的钱数,个月该夫妇所欠银行的钱数,r是贷款的月利率,是贷款的月利率,x是每月还款金额,由题意有是每月还款金额,由题意有模型建立模型建立,0,1,2,nb n 整理有数学模型整理有数学模型: 一年后该储户本息共计:一年后该储户本息共计: 11nnnnbb
8、r bxr bx 120011111111,0,1,nnnnnnbrbrrrxrrbxnr因为因为有:有: 故小王夫妇每月要还故小王夫妇每月要还6647.31元元 0120.0657/120.5475%,77000,0rbb1201216647.3111rrbxr 假设某人贷款额为假设某人贷款额为B元,贷款机构的贷款月利率为元,贷款机构的贷款月利率为r,其每月偿付固定的钱款为其每月偿付固定的钱款为x 元元. 同样设同样设 表示贷款第表示贷款第n个月该贷款人所欠个月该贷款人所欠银行的钱数。则有对一般的贷款问题数学模型为:银行的钱数。则有对一般的贷款问题数学模型为:讨论讨论111,0,1,nnnr
9、brBxnr,0,1,2,nb n 3. 3. 养老金问题养老金问题 假设某人从现在开始,每月的第一天存假设某人从现在开始,每月的第一天存500元到养老金账元到养老金账户,一直存户,一直存20年。在银行活期率为年。在银行活期率为1%的前提下,他的前提下,他20年后年后的养老金账户有多少存款?如果从的养老金账户有多少存款?如果从21年后的每个月末支取年后的每个月末支取500元,他能支取多长时间?元,他能支取多长时间? 养老金是为退休目的而规划的一种存取款品种。通常人们养老金是为退休目的而规划的一种存取款品种。通常人们可以在年轻时按月存入一定数额的钱款,然后在自己退休后按可以在年轻时按月存入一定数
10、额的钱款,然后在自己退休后按月从先前的存款账户中支取固定的钱款用于生活。养老金对存月从先前的存款账户中支取固定的钱款用于生活。养老金对存入的存款付给活期存款利息并允许每月有固定数额的提款,直入的存款付给活期存款利息并允许每月有固定数额的提款,直到提尽为止。到提尽为止。 设设 表示第表示第n个月此人养老金账户的存款个月此人养老金账户的存款金额,金额,r表示活期存款的月利率,因为活期存款的利率也是年表示活期存款的月利率,因为活期存款的利率也是年利率,故有:利率,故有:模型建立模型建立,0,1,2,24na n 整理有数学模型整理有数学模型: 010.01/121/1200,01500nnraar
11、a1201500 1111nnnnararrr11500,1,2,240nnranr即:即:模型建立模型建立他他20年后的养老金账户的存款为年后的养老金账户的存款为:从从21年后,他每月末支取年后,他每月末支取500元,设元,设 表示其从第表示其从第21年开始的第年开始的第n个月的支取后,其养老金账个月的支取后,其养老金账户的余额,则有户的余额,则有 240132781a,0,1,2,nb n 15001500nnnnbbr br b 0111500,0,1,nnnrbrbnr整理整理要回答他能支取多长时间,就要求出上式中满足要回答他能支取多长时间,就要求出上式中满足 0nb 的最大的最大n
12、n。 该式不易用解析式求出,我们采用直接计算的方式求之。该式不易用解析式求出,我们采用直接计算的方式求之。 02401/1200,132781rba由由元代入算得临界点元代入算得临界点300301141,358bb 由此知此人从第由此知此人从第21年开始可以连续领年开始可以连续领300个月的钱款。个月的钱款。 无论你是听广播,还是看报纸,或是收看电视,常可无论你是听广播,还是看报纸,或是收看电视,常可看到、听到商品广告。随着社会向现代化的发展,商品广看到、听到商品广告。随着社会向现代化的发展,商品广告对企业生产所起的作用越来越得到社会的承认和人们的告对企业生产所起的作用越来越得到社会的承认和人
13、们的重视。重视。 商品广告确实是调整商品销售量的强有力手段,然而,商品广告确实是调整商品销售量的强有力手段,然而,你是否了解广告与销售之间的内在联系?如何评价不同时你是否了解广告与销售之间的内在联系?如何评价不同时期的广告效果?这个问题对于生产企业、对于那些为推销期的广告效果?这个问题对于生产企业、对于那些为推销商品作广告的企业极为重要。商品作广告的企业极为重要。 请建立独家销售的广告模型。请建立独家销售的广告模型。问题的提出问题的提出1商品的销售速度会因做广告而增加,但增加是有一商品的销售速度会因做广告而增加,但增加是有一定限度的。当商品在市场上趋于饱和时,销售速度定限度的。当商品在市场上趋
14、于饱和时,销售速度将趋于它的极限值;当速度达到它的极限值时,无将趋于它的极限值;当速度达到它的极限值时,无论再作何种形式的广告,销售速度都将减慢;论再作何种形式的广告,销售速度都将减慢;2. 商品销售速度随商品的销售率增加而减小,因为自然商品销售速度随商品的销售率增加而减小,因为自然衰减是销售速度的一种性质;衰减是销售速度的一种性质;模型假设模型假设符号说明符号说明S(t):t 时刻商品销售速度;时刻商品销售速度;A(t):t 时刻广告水平(以费用表示);时刻广告水平(以费用表示);r(s):销售速度的净增长率;:销售速度的净增长率;M: 销售的饱和水平,即市场对商品的最大容销售的饱和水平,即
15、市场对商品的最大容纳能力,它表示销售速度的上极限;纳能力,它表示销售速度的上极限;:衰减因子,是广告作用随时间增加而商品销:衰减因子,是广告作用随时间增加而商品销售速度自然衰减的速度,售速度自然衰减的速度,0为常数为常数。模型建立模型建立商品销售速度的变化商品销售速度的变化=增长增长-自然衰减自然衰减)(1()(MtsPsr 商品销售速度随时间的变化关系为商品销售速度随时间的变化关系为: 由假设由假设1知商品销售速度的净增长率知商品销售速度的净增长率r(s)应该是商品销售应该是商品销售速度速度s(t)的减函数,并且在销售饱和水平的减函数,并且在销售饱和水平M处,有处,有r(M)=0。 为简单起
16、见,设为简单起见,设 )()()(1(tstAMtsPdtds 模型求解模型求解 为求解该模型,选择一个广告策略为求解该模型,选择一个广告策略: ttAtA 00 )()(常量常量 在时间段在时间段(0, )内内,用于广告的总费用为,用于广告的总费用为a,则,则 , 代入模型方程有代入模型方程有 aA aPsaMPdtds)(令令baMP kaP , 则有则有kbsdtds 其解为其解为 btbtesebkts 0)1()(在时间段在时间段 , ),模型变为模型变为sdtds 其解为其解为 )()()(tests 综合之,有本问题的解为综合之,有本问题的解为 testesebktstbtbt
17、)(0 )1()()(0模型讨论模型讨论 1企业若保持稳定销售企业若保持稳定销售,根据模型估计采用广告水平根据模型估计采用广告水平 ( )( )(1)( )0,0s tdsPA ts tMdt)1 ()(MsPstA2.在销售水平比较低的情况下,每增加单位广告产生的效在销售水平比较低的情况下,每增加单位广告产生的效果比销售速度接近极限速度的水平时,增加广告所取得的果比销售速度接近极限速度的水平时,增加广告所取得的效果更显著。效果更显著。 解得解得3.要得到某种商品的实际销售速度,可以采用离要得到某种商品的实际销售速度,可以采用离散化方式得到模型中的参数散化方式得到模型中的参数 ,方法为:,方法
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