微分方程在經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)中的運(yùn)用
發(fā)布時(shí)間:2014-07-27 10:13
一、收入與債務(wù)的問題
目前,歐債美債危機(jī)使大家對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展前景十分擔(dān)憂。一個(gè)國家債務(wù)過多,其所需支付的利息超過了該國的國民收入時(shí),該國會(huì)出現(xiàn)破產(chǎn)。那么持續(xù)財(cái)政赤字的國家會(huì)出現(xiàn)破產(chǎn)這個(gè)現(xiàn)象嗎?國民收入與國家債務(wù)問題能否轉(zhuǎn)化為微分方程去進(jìn)行分析呢?當(dāng)然可以。利用微分方程可以很好地體現(xiàn)一個(gè)國家的國民收入與其債務(wù)問題。
令D(t)表示國債在時(shí)刻t的美元價(jià)值,Y(t)表示時(shí)刻t國民收入。假定所有變量都以實(shí)際美元標(biāo)價(jià),從而去掉通貨膨脹因素。同時(shí)假定赤字(定義為一個(gè)等于支出減去收入的正值)為任何時(shí)點(diǎn)國民收入的常數(shù)比例。由于債務(wù)變化恰好是赤字,則有
D=by,b>0(一般,許多國家的b值 介于0.02和0.08之間,這意味著赤字大約相當(dāng)于國民收入的2%~8%)
同時(shí)進(jìn)一步假定,國民收入隨時(shí)間的增長滿足如下微分方程:
Y=gY g為正常數(shù)(表示國民收入的增長率)。
上述兩個(gè)方程一起構(gòu)成了國債積累模型。為了分析該模型所蘊(yùn)含的利息支付與國民收入長期比值之間的關(guān)系,我們需要求解這兩個(gè)方程。該方程可以重新改寫成積分可得
Y(t)=C1egt
我們假定利息率為常數(shù)r,計(jì)算利息支付(rD(t))和國民收入(Y(t))的比值:
定義z(t)=rD(t)/Y(t)為償付國債利息所吸收的國民收入份額,化簡可得z(t)=re-gt+r(1-e-gt)
z(t)即利息支付與國民收入的比值,隨著t→∞收斂到一個(gè)有限值。為了驗(yàn)明這一點(diǎn),對(duì)式子右邊的兩項(xiàng)取t→∞時(shí)的極限。注意e-gt隨著t→∞而趨于零。則有:國債的利息支付收斂到國民收入的一個(gè)固定比例rb/g。如果rb/g<1,那么即便政府一直實(shí)行不斷增長的國民收入的固定比例的預(yù)算赤字,最終的債務(wù)負(fù)擔(dān)也會(huì)收斂到國民收入的一個(gè)固定份額。這會(huì)是一個(gè)好消息,因?yàn)檫@意味著經(jīng)濟(jì)總是能夠滿足債務(wù)的償付,破產(chǎn)永遠(yuǎn)都不會(huì)發(fā)生。另一方面,如果rb/g>1,那么這一過程就會(huì)收斂到一個(gè)利息支付超過國民收入的有限值,筆耕文化推薦期刊,此時(shí),如果預(yù)算赤字持續(xù)下去,那么經(jīng)濟(jì)將注定會(huì)破產(chǎn)。
二、邏輯斯諦方程
利用邏輯斯諦方程的思想可以很好地分析一些經(jīng)濟(jì)問題,例如新產(chǎn)品在市場(chǎng)中的發(fā)展。根據(jù)邏輯斯諦方程可以建立一個(gè)新產(chǎn)品的推廣模型。例如:某種新產(chǎn)品問世,t時(shí)刻的銷量為f(t),由于產(chǎn)品屬于新型產(chǎn)品,沒有可替代的產(chǎn)品,因此t時(shí)刻產(chǎn)品銷售量的增長率與f(x)成正比。同時(shí),產(chǎn)品的銷售量存在著一定的市場(chǎng)容量N,統(tǒng)計(jì)表明,與尚未購買的此新產(chǎn)品的潛在客戶數(shù)量N-f(x)也呈正比,于是有=kx(N-x)符合邏輯斯諦方程的模型, 于是有通解:
=kx(N-x)
其中k為比例系數(shù),分離變量積分, 可以解得x(t)=
由=,=
當(dāng)x(t*)0,即銷量x(t)單調(diào)增加。 當(dāng)x(t*)=時(shí),=0;當(dāng)x(t*)>時(shí), <0;當(dāng)x(t*)<時(shí),>0,即當(dāng)銷售量大于需求量的一半時(shí),產(chǎn)品最暢銷。當(dāng)銷售不足一半時(shí),銷售速度將不斷的增大。同理,銷售量達(dá)到一半時(shí),銷售速度則不斷減少。
許多產(chǎn)品的銷售曲線都和邏輯斯諦方程曲線十分的相近。所以,分析家認(rèn)為,當(dāng)產(chǎn)品推出的初期應(yīng)小批量生產(chǎn);當(dāng)產(chǎn)品用戶在20%-80%之間時(shí),產(chǎn)品應(yīng)該大批量的生產(chǎn);但當(dāng)產(chǎn)品的用戶超過80%時(shí),企業(yè)應(yīng)該研發(fā)新的產(chǎn)品。
本文編號(hào):7157
本文鏈接:http://www.wukwdryxk.cn/jingjilunwen/jingjiguanlilunwen/7157.html
最近更新
教材專著