- •УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
- •Предисловие
- •1. Свободное программное обеспечение
- •1.1. Основные сведения о свободном программном обеспечении
- •1.2. Офисный пакет OpenOffice.org
- •Краткое описание
- •Установка пакета OpenOffice.org
- •Первый запуск OpenOffice.org
- •1.3. Электронные таблицы Gnumeric
- •1.4. Математический пакет Maxima
- •1.5. Пакет для статистических и эконометрических расчетов Gretl
- •2. Линейная алгебра и аналитическая геометрия
- •2.1. Примеры решения задач линейной алгебры при помощи электронных таблиц Gnumeric
- •Задача 2.1. Умножение матриц
- •Задача 2.2. Вычисление определителя
- •Задача 2.3. Вычисление обратной матрицы
- •3. Математический анализ
- •3.1. Программа Maxima как научный калькулятор
- •3.2. Задачи на нахождение пределов
- •3.4. Производная. Исследование функций
- •Задача 3.7. Поиск экстремумов.
- •Задача 3.8. Минимаксная задача.
- •Задача 3.9. Исследование функции и построение ее графика.
- •3.5. Интеграл
- •Задача 3.10. Неопределенный интеграл.
- •Задача 3.11. Определенный интеграл.
- •Задача 3.12. Несобственный интеграл.
- •3.7. Ряды
- •Задача 3.13. Сходимость и суммы числовых рядов.
- •Задача 3.14. Сходимость числового ряда.
- •Задача 3.15. Сходимость степенного ряда.
- •Задача 3.16. Разложение в ряд Тейлора.
- •3.8. Дифференциальные уравнения
- •Задача 3.18. Задача Коши.
- •4. Теория вероятностей и математическая статистика
- •4.1. Задачи теории вероятностей
- •Задача 4.1. Задача о лотерейных билетах.
- •Задача 4.2. Задача о днях рождения.
- •Задача 4.3. Задача об отказах. Распределение Пуассона.
- •Задача 4.4. Нормальное распределение.
- •4.2. Задачи математической статистики
- •Задача 4.5. Расчет доверительных интервалов.
- •Задача 4.6. Проверка гипотезы о равенстве средних
- •Задача 4.7. Проверка гипотезы о равенстве дисперсий
- •Задача 4.8. Проверка гипотезы о виде закона распределения.
- •5.1. Системы массового обслуживания
- •5.2. Линейное, целочисленное и нелинейное программирование
- •5.3. Задачи экономического моделирования
- •Задача 5.1. Система массового обслуживания.
- •Задача 5.2. Задача линейного программирования.
- •Задача 5.3. Транспортная задача
- •Задача 5.4. Задача о назначениях
- •Задача 5.5. Модель Леонтьева межотраслевого баланса
- •Задача 5.6. Формирование портфеля ценных бумаг
- •6. Эконометрика
- •6.1. Основные положения
- •6.2. Краткое описание пакета программ Gretl
- •6.3. Множественная регрессия
- •Расчет основных статистик.
- •Анализ корреляционной матрицы. Выбор значимых факторов.
- •Сравнение цен по городам
- •Проверка нормальности и гомоскедастичности остатков
- •Выводы
- •6.4. Анализ временных рядов
- •Выбор линии тренда
- •Автокорреляция остатков (прямые расчеты)
- •Авторегрессия
- •Сезонные колебания
- •6.5. Системы одновременных эконометрических уравнений
- •Заключение
- •Библиографический список
- •МАТЕМАТИКА В ЭКОНОМИКЕ
- •УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
- •МАТЕМАТИКА В ЭКОНОМИКЕ
- •УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
Рис. 5.15. Результаты расчета Все ограничения выполнены, причем два последних дали ра-
венство, а первое – строгое неравенство.
Задача 5.3. Транспортная задача
Три электрогенерирующие станции мощностью 25, 40 и 30
миллионов кВт ч поставляют электроэнергию в три города. Макси-
мальная потребность в электроэнергии этих городов оценивается в
30, 35 и 24 миллионов кВт ч. Цены за миллион кВт ч в данных горо-
дах приведены в табл. 5.1.
Таблица 5.1.
Стоимость за электроэнергию, руб./млн.кВт ч
|
|
|
|
Города |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
600 |
|
700 |
400 |
|
|
|
|
|
|
Станция |
2 |
320 |
|
300 |
350 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
500 |
|
480 |
450 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
154 |
|
|
В августе на 20% возрастает потребность в электроэнергии в каждом из трех городов. Недостаток электроэнергии могут воспол-
нить из другой электросети по цене 1000 за 1 миллион кВт ч. Но тре-
тий город не может подключиться к альтернативной электросети.
Электрогенерирующие станции планируют разработать наиболее экономичный план распределения электроэнергии и восполнения ее недостатка в августе. Сформулируйте эту задачу в виде транспорт-
ной модели.
Решение. Добавим четвертую станцию из альтернативной сети,
учтем возросшие потребности городов и составим новую таблицу:
Таблица 5.2.
Таблица транспортной задачи
Станция |
Мощность |
|
|
Города |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
1 |
25 |
|
600 |
700 |
400 |
|
|
|
|
|
|
2 |
40 |
|
320 |
300 |
350 |
|
|
|
|
|
|
3 |
30 |
|
500 |
480 |
450 |
|
|
|
|
|
|
4 |
11,8 |
|
1000 |
1000 |
- |
|
|
|
|
|
|
Потребности города |
|
36 |
42 |
28,8 |
|
|
|
|
|
|
|
Процедуру оптимизации проведем при помощи электронных таблиц OpenOffice.org Calc.
Сначала сформулируем экономико-математическую модель задачи.
1. Введем четвертую станцию, мощность которой достаточна для удовлетворения потребностей: (36+42+28,8)-(25+40+30)=11,8.
Из суммы потребностей вычли сумму имеющихся мощностей.
155
2.Обозначим xij – количество электроэнергии (в млн. квт∙час), поставляемое от станции № i в город № j.
3.Обозначим aij – стоимость одного млн. квт∙час электроэнергии, при поставках от станции № i в город № j.
|
|
|
|
|
4 |
3 |
|
4. |
Составим целевую функцию: Ц |
|
aij xij |
min |
|||
|
|
|
|
|
i 1 j |
1 |
|
5. |
Составим ограничения: |
|
|
|
|
||
|
4 |
|
|
|
|
|
|
а) |
xij |
b j , b1 |
36, b2 |
42, b3 |
28,8 - каждому городу нуж- |
||
|
i 1 |
|
|
|
|
|
|
|
но поставить столько, сколько требуется; |
|
|||||
|
3 |
|
|
|
|
|
|
б) |
xij |
ai , a1 |
25, a2 |
40, a3 |
30, a4 11,8 - |
каждая стан- |
|
|
j 1 |
|
|
|
|
|
|
ция поставила то, что могла.
в) x43=0 – третий город не может получать энергию от четвер-
той станции; |
|
г) xij 0 i, j - |
объемы поставок не могут быть отрицатель- |
ными.
На рис. 5.16 представлена подготовительная часть работы. Целевая функция находится как сумма произведений объемов
поставок на их стоимость или SUMPRODUCT(B4:D7;B13:D16). Эта формула помещена в ячейку D18 (рис. 5.17).
Аналогично вводятся формулы для расчета левых частей ограничений. Например, в ячейке В9 находится сумма ячеек В4:В7 (это сумма поставок в первый город от каждой станции). Аналогичные суммы находятся в ячейках C9 и D9.
156
В ячейке F4 находится сумма ячеек B4:D4 (количество отгруженного со станции № 1). В ячейках F5:F7 находятся объемы поставок со станций 2, 3, 4 соответственно.
После ввода рабочих формул вызываем мастер поиска решений (Решатель) через пункты меню «Сервис» «Поиск решения».
Рис. 5.16. Подготовка таблицы транспортной задачи
157
Рис. 5.17. Ввод рабочих формул На панели «Решатель» (рис. 5.18) вводим адрес целевой функ-
ции (D18), указываем, что необходимо найти минимум, отмечаем ад-
реса переменных (B4:D7) и вводим ограничения.
Первое окно содержит сразу три ограничения (п. 5а), второе – четыре (п. 5б), третье – x43=0 (п. 5в), четвертое – все переменные не-
отрицательные
158
Рис. 5.18. Ввод параметров и ограничений.
После нажатия кнопки «Решить» появится информационное сообщение о найденном решении (рис. 5.19).
Рис. 5.19. Информационное сообщение Результаты расчетов появятся после нажатия кнопки «Сохра-
нить результат» (рис. 5.20).
159