Математические модели

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 15 Марта 2013 в 10:41, контрольная работа

Описание работы

В пространстве трех товаров рассмотрите бюджетное множество при векторе цен P и доходе Q. Описать его и его границу с помощью обычных и векторных неравенств и равенств, изобразите бюджетное множество и его границу графически. В ответе дать число, равное объему бюджетного множества.

Файлы: 1 файл

мат.модели_Вариант 6.docx

— 176.27 Кб (Скачать файл)

Вариант 6

Задание 1

В пространстве трех товаров рассмотрите  бюджетное множество при векторе  цен P и доходе Q. Описать его и его границу с помощью обычных и векторных неравенств и равенств, изобразите бюджетное множество и его границу графически. В ответе дать число, равное объему бюджетного множества.

 

Вариант

6

Данные

P = (7,5,2)

Q = 70


 

 


 

 

Цена товара , товара , товара и , бюджетное множество есть пирамида ОАВС. Точка А имеет координату , точка В имеет координату , точка С имеет координату .

Бюджетное множество B(P,Q) и его граница G(P,Q) зависят от цен и дохода.

Бюджетное множество и его границу  можно определить с помощью обычных  неравенств и равенств так:

и с помощью векторных равенств и неравенств

Объем бюджетного множества равен  объему построенной пирамиды ОАВС.

Объему пирамиды ОАВС равен одной трети произведения площади основания на высоту:

где S – площадь основания, H – высота пирамиды.

В рассматриваемом случае высота Н равна 35.

Треугольник AOB прямоугольный, следовательно, площадь основания равна:

 

=

Найдем объем:

 

Задание 2

 

Даны зависимости  спроса D и предложения S от цены. Найдите равновесную цену, при которой выручка максимальна и эту максимальную выручку.

 

Вариант

Данные

6

D = 400-5р;  S = 100+5р


 

Решение:

Точка равновесия характеризуется равенством спроса и предложения, т.е. 400-5р = 100+5р. Равновесная  цена p* = 30 и выручка при равновесной цене W(p*) = p* * D(p*) = p* * S(p*) = 30*(100+5*30)=7500

При цене p > p* объем продаж и выручка определяется функцией спроса, при p < p* - предложения. Необходимо найти цену , определяющую максимум выручки:

При p*(400-5р) –максимум достигается в точке = 40, выручка W(p)=8000

При p*(100-5р) –максимум достигается в точке =10, выручка W(p)=150

Таким образом, максимальная выручка W(р) = 8000 достигается при равновесной цене.

 

 

Задание 3

 

Найдите решение  матричной игры (оптимальные стратегии  и цену игры).

 

Вариант

Игра

6


 

Сначала необходимо проверить наличие  седловой точки. Седловой точки нет.

Обозначим стратегию Первого , искомую оптимальную стратегию Второго .

Выигрыш Первого есть случайная величина с таким рядом распределения:

 

W(x,y):

5

-7

-2

5

xy

x(1-y)

(1-x)y

(1-x) (1-y)


 

Находим средний выигрыш за партию Первого – математическое ожидание случайной величины W(x,y):

M(x,y)  = 5xy-7x(1-y)- 2y(1-x)+5(1-x) (1-y) = 19xy-12x-7y+5 =

= 19x(y-12/19)-7(y-12/19)+11/19 = 19(x-7/19)(y-12/19)+11/19

Для нахождения оптимальных стратегий  игроков необходимо, чтобы M(x,y*)≤ M(x*,y*)≤ M(x*,y). Это выполняется при x*=7/19 и y*=12/19, так как именно в этом случае M(x , 12/19) = M(7/19 , 12/19) = M(7/19 , y) = 11/19.

Следовательно, оптимальная стратегия Первого игрока есть , Второго - . Цена игры по определению равна .

 

Задание 4

 

Для трехотраслевой экономической системы заданы матрица коэффициентов прямых материальных затрат и вектор конечной продукции. Найти коэффициенты полных материальных затрат двумя способами (с помощью формул обращения невырожденных матриц и приближенно), заполнить схему межотраслевого баланса.

 

Вариант

Данные

 

6


 

  1. определим матрицу коэффициентов полных материальных затрат по второму способу, учитывая косвенные затраты до 2-го порядка включительно. Запишем матрицу коэффициентов косвенных затрат 1-го порядка:

матрицу коэффициентов 2-го порядка:

 

 

Таким образом, матрица коэффициентов полных материальных затрат приближенно равна:

3. определим матрицу коэффициентов полных материальных затрат с помощью формул обращения невыраженных матриц (первый способ).

А) находим матрицу (Е - А):

Б) вычисляем определитель этой матрицы:

В) транспонируем матрицу (Е - А):

Г) находим алгебраические дополнения для элемента матрицы  :

    

    

    

    

Таким образом, присоединенная к матрице (Е – А) матрица имеет вид:

Д) находим матрицу коэффициентов  полных материальных затрат:

Элементы  матрицы В, рассчитанные по точным формулам обращения матриц, больше соответствующих элементов матрицы, рассчитанных по второму приближенному способу без учета косвенных материальных затрат порядка выше 2-го.

    1. найдем величины валовой продукции трех отраслей (вектор Х), используя формулу

 

 

Схема межотраслевого баланса:

 

Производящие отрасли

Потребляющие отрасли

1

2

3

Конечная продукция

Валовая продукция

1

2

3

475,03

95,01

95,01

65,04

0

65,04

59,99

30,00

30,00

350

200

110

950,06

325,22

299,97

Условно чистая продукция

285,01

195,14

179,98

660

 

Валовая продукция

950,06

325,22

299,97

 

1575,25


 

 

Задание 5

Проверить ряд  на наличие выбросов методом Ирвина, сгладить методом простой скользящей средней с интервалом сглаживания 3, методом экспоненциального сглаживания ( =0,1), представить результаты сглаживания графически, определите для ряда трендовую модель в виде полинома первой степени (линейную модель), дайте точечный и интервальный прогноз на три шага вперед.

 

Вариант

Ряд данных

6

у = 12,11,12,14,15,13,15,17,15,13


 

Найдем среднее арифметическое

Среднеквадратическое отклонение

 

t

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

-

0,55

0,55

1,09

0,55

1,09

1,09

1,09

1,09

1,09


 

Аномальный уровень отсутствует.

 

Метод простой скользящей средней  с интервалом сглаживания 3

 

Для вычисления сглаженных уровней  ряда применяется формула:

 

t>p, где

 

 

y(t)

12

11

12

14

15

13

15

17

15

13

-

11,67

12,33

13,67

15

14,33

15

15,67

15

-




 

Метод экспоненциального сглаживания ( =0,1)

Экспоненциальное  сглаживание  осуществляется по формуле:

 

 

y(t)

12

11

12

14

15

13

15

17

15

13

11,70

11,63

11,67

11,90

12,21

12,29

12,56

13

13,2

13,18




 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Графическое представление результатов  сглаживания:

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определим для ряда трендовую модель в виде полинома первой степени.

 

Полином первой степени имеет вид:

 

Система нормальных уравнений имеет  вид:

 

Отсюда находим

=11,07

=0,48

Построим трендовую модель в  виде полинома первой степени:

 

 

Необходимо  оценить адекватность и точность построения модели, т.е. необходимо выполнение следующих условий:

а) Проверка случайности колебаний уровней остаточной последовательности:

 

Проверку  случайности уровней ряда проведем по критерию пиков, должно выполняться:

 

t

Фактическое

Расчётное

Отклонение 

Точки пиков

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

12

11

12

14

15

13

15

17

15

13

11,55

12,03

12,51

12,99

13,47

13,95

14,43

14,91

15,39

15,87

0,45

-1,03

-0,51

1,01

1,53

-0,95

0,57

2,09

-0,39

-2,87

-

1

0

0

1

1

0

1

0

-

55

137

137,1

-0,1

4


 

 

б) Проверка соответствия распределения  случайной компоненты нормальному  закону распределения:

 

Необходимые условия:

Если  эти условия выполняются одновременно, то гипотеза о характере распределения  случайной компоненты принимается, если выполняется хотя бы одно из следующих неравенств:

то гипотеза о нормальном распределении  отвергается, трендовая модель признаётся неадекватной.

1)

2)

 

 

Следовательно, свойство нормальности распределения  выполняется.

в) Проверка равенства математического  ожидания случайной компоненты нулю:

 

По результатам вычислений математическое ожидания ряда остатков, заметим, что по результатам вычислений в таблице это  математическое ожидания равно: (-0,1):9=-0,01и, следовательно, можно подтвердить выполнение данного свойства, не прибегая к статистике Стьюдента.

 

г) Для проверки независимостей уровней остатков рассчитаем значение критерия Дарбина – Уотсона.

d =

 

Из таблицы d = 1,08   d = 1.36

Т.к. расчётное  значение больше табличного d = 1,36, то можно сделать вывод о независимости уровней остаточной последовательности. Остаточная последовательность удовлетворяет всем свойствам случайной компоненты, временного ряда, следовательно, построенная линейная модель является адекватной. Определим точность модели.

Средняя относительная ошибка аппроксимации.  

   

      

=

 

Дадим прогноз на 3 шага вперед (t=11, t=12, t=13). Точечный прогноз получим, подставив данные значения в уравнение модели:

Вычислим  значения величины К для n=10 ( уровень значимости α = 0,2).

По таблице  значений величина К для t = 10 (L = 1) K = 1,77

Для t = 11 (L= 1) K = 1,88

Для t = 12 (L= 2) K = 1,73

Для t = 13 (L= 3) K = 1,68

 

Определим среднюю квадратическую ошибку прогнозируемого показателя:

Результаты  расчета представлены в таблице:

 

время t

Шаг L

Точечный прогноз уn+L

Доверительный интервал прогноза

Нижняя граница

Верхняя граница

11

1

16,35

13,62

19,08

12

2

16,83

14,32

19,34

13

3

17,37

14,93

19,81

Информация о работе Математические модели