Содержание.
Содержание......................................................................................................................................................... 2
1. Оптимальное производственное планирование........................................................ 3
1.1 Линейная задача производственного планирования............................................................. 3
1.2 Двойственная задача линейного программирования............................................................. 4
1.3 Задача о комплектном плане.............................................................................................................. 5
1.4 Оптимальное распределение инвестиций..................................................................................... 6
2. Анализ финансовых операций и инструментов.......................................................... 9
2.1 Принятие решений в условиях неопределенности.................................................................... 9
2.2 Анализ доходности и рискованности финансовых операций......................................... 11
2.3 Статистический анализ денежных потоков............................................................................. 13
2.4 Задача формирования оптимального портфеля ценных бумаг....................................... 17
3. Модели сотрудничества и конкуренции.......................................................................... 19
3.1 Сотрудничество и конкуренция двух фирм на рынке одного товара............................ 19
3.2 Кооперативная биматричная игра как модель сотрудничества и конкуренции двух участников.................................................................................................................................................................................. 20
3.3 Матричная игра как модель конкуренции и сотрудничества............................................ 22
4. Социально-экономическая структура общества.................................................... 24
4.1 Модель распределения богатства в обществе........................................................................... 24
Забиваем Сайты В ТОП КУВАЛДОЙ - Уникальные возможности от SeoHammer
Каждая ссылка анализируется по трем пакетам оценки: SEO, Трафик и SMM.
SeoHammer делает продвижение сайта прозрачным и простым занятием.
Ссылки, вечные ссылки, статьи, упоминания, пресс-релизы - используйте по максимуму потенциал SeoHammer для продвижения вашего сайта.
Что умеет делать SeoHammer
— Продвижение в один клик, интеллектуальный подбор запросов, покупка самых лучших ссылок с высокой степенью качества у лучших бирж ссылок.
— Регулярная проверка качества ссылок по более чем 100 показателям и ежедневный пересчет показателей качества проекта.
— Все известные форматы ссылок: арендные ссылки, вечные ссылки, публикации (упоминания, мнения, отзывы, статьи, пресс-релизы).
— SeoHammer покажет, где рост или падение, а также запросы, на которые нужно обратить внимание.
SeoHammer еще предоставляет технологию Буст, она ускоряет продвижение в десятки раз,
а первые результаты появляются уже в течение первых 7 дней.
Зарегистрироваться и Начать продвижение
4.2 Распределение общества по получаемому доходу............................................................... 26
1. Оптимальное производственное планирование.
48 30 29 10 - удельные прибыли
нормы расхода - 3 2 4 3 198
2 3 1 2 96 - запасы ресурсов
6 5 1 0 228
Обозначим x1,x2,x3,x4 - число единиц 1-й,2-й,3-й,4-й продукции, которые планируем произвести. При этом можно использовать только имеющиеся запасы ресурсов. Целью является получение максимальной прибыли. Получаем следующую математическую модель оптимального планирования:
P(x1,x2,x3,x4) =48*x1+30*x2+29*x3+10*x4 --> max
3*x1+ 2*x2+ 4*x3+ 3*x4<=198
2*x1+ 3*x2+ 1*x3+ 2*x4<= 96
6*x1+ 5*x2+ 1*x3+ 0*x4<=228
x1,x2,x3,x4>=0
Для решения полученной задачи в каждое неравенство добавим неотрицательную переменную. После этого неравенства превратятся в равенства, в силу этого добавляемые переменные называются балансовыми. Получается задача ЛП на максимум, все переменные неотрицательны, все ограничения есть равенства, и есть базисный набор переменных: x5 - в 1-м равенстве, x6 - во 2-м и x7 - в 3-м.
P(x1,x2,x3,x4)=48*x1+30*x2+29*x3+10*x4+ 0*x5+ 0*x6+ 0*x7 -->max
3*x1+ 2*x2+ 4*x3+ 3*x4+ x5 =198
2*x1+ 3*x2+ 1*x3+ 2*x4 + x6 = 96
6*x1+ 5*x2+ 1*x3+ 0*x4 + x7=228
x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7>=0
| 48 |
30 |
29 |
10 |
0 |
0 |
0 |
Hi
/qis |
| С |
Б |
Н |
Х1 |
Х2 |
Х3 |
Х4 |
Х5 |
Х6 |
Х7 |
| 0 |
Х5 |
198 |
3 |
2 |
4 |
3 |
1 |
0 |
0 |
66 |
| 0 |
Х6 |
96 |
2 |
3 |
1 |
2 |
0 |
1 |
0 |
48 |
| 0 |
Х7 |
228 |
6 |
5 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
38 |
| Р |
0 |
-48 |
-30 |
-29 |
-10 |
0 |
0 |
0 |
| 0 |
Х5 |
84 |
0 |
-0.5 |
3.5 |
3 |
1 |
0 |
-0.5 |
24 |
| 0 |
Х6 |
20 |
0 |
1.33 |
0.67 |
2 |
0 |
1 |
-0.33 |
30 |
| 48 |
Х1 |
38 |
1 |
0.83 |
0.17 |
0 |
0 |
0 |
0.17 |
228 |
| Р |
1824 |
0 |
10 |
-21 |
-10 |
0 |
0 |
8 |
| 29 |
Х3 |
24 |
0 |
-0.14 |
1 |
0.86 |
0.29 |
0 |
-0.14 |
| 0 |
Х6 |
20 |
0 |
1.43 |
0 |
1.43 |
-0.19 |
1 |
-0.24 |
| 48 |
Х1 |
34 |
1 |
0.86 |
0 |
-0.14 |
-0.05 |
0 |
0.19 |
| Р |
2328 |
0 |
7 |
0 |
8 |
6 |
0 |
5 |
Так как все оценочные коэффициенты неотрицательны, то получено оптимальное решение. Оптимальное решение: x1=34, x2=0, x3=24, x4=0, x5=0, x6=20, x7=0. Максимум целевой функции Pmax
= 2328.
Ресурсы 1 и 3 являются «узким местом» производства, так как при выполнении оптимального плана они используются полностью (без остатка).
исходная задача двойственная задача
CX-->max YB-->min
AX<=B, X>=0 YA>=C, Y>=0
P= 48*x1+30*x2+29*x3+10*x4 -->max S= 198*y1+96*y2+228*y3 -->min
3*x1+2*x2+4*x3+3*x4<=198 3*y1+2*y2+6*y3>=48
2*x1+3*x2+1*x3+2*x4<=96 2*y1+3*y2+5*y3>=30
6*x1+5*x2+1*x3+0*x4<=228 4*y1+1*y2+1*y3>=29
x1,x2,x3,x4>=0 3*y1+2*y2+0*y3>=10
y1,y2,y3>=0
Первый способ:
По первой теореме двойственности, оптимальные решения двойственной задачи (y1,y2,y3) равны оценочным коэффициентам при балансовых переменных последней симплекс-таблицы: у1=6, у2=0, у3=5. А экстремум двойственной задачи Smin
=2328.
Второй способ:
По второй теореме двойственности, если какая-то компонента оптимального решения исходной задачи отлична от нуля, то соответствующее ей ограничение двойственной задачи на ее оптимальном решении выполняется как строгое равенство. А если какое-то из ограничений исходной задачи на ее оптимальном решении выполняется как строгое неравенство, то соответствующая компонента оптимального решения двойственной задачи обязательно равна нулю.
Сервис онлайн-записи на собственном Telegram-боте
Попробуйте сервис онлайн-записи VisitTime на основе вашего собственного Telegram-бота:
— Разгрузит мастера, специалиста или компанию;
— Позволит гибко управлять расписанием и загрузкой;
— Разошлет оповещения о новых услугах или акциях;
— Позволит принять оплату на карту/кошелек/счет;
— Позволит записываться на групповые и персональные посещения;
— Поможет получить от клиента отзывы о визите к вам;
— Включает в себя сервис чаевых.
Для новых пользователей первый месяц бесплатно.
Зарегистрироваться в сервисе
Так как балансовая переменная второго ограничения (х6) отлична от нуля, следовательно оно выполняется на оптимальном решении как строгое неравенство, а поэтому у2=0. Так как х1 и х3 отличны от нуля, то получаем следующую систему уравнений: 3*у1 +6*у3 = 48
4*у1 + у3 = 29
Решая их, получаем оптимальные решения двойственной задачи: у1=6, у2=0, у3=5.
Имеем соотношения: x3:x1= 1; x4:x2=3 или х3=х1; х4=3*х2. Подставив эти выражения, получим задачу ЛП с двумя переменными.
77*х1 +60*х2 -max
7*х1 +11*х2 ≤ 198
3*х1 + 9*х2 ≤ 96
7*х1 +5*х2 ≤ 228
Наносим эти ограничения на плоскость х1х2 и ищем на допустимом множестве максимум функции. Для этого строим градиент grad(77,60). Искомая точка с координатами х1=0; х2»28.29 и максимум прибыли max»2178.

Имеем: 4 фирмы, инвестиции в размере 700 тыс. рублей. По этим 4 фирмам их нужно распределить. Размер инвестиций кратен 100 тыс. рублей. Эффект от направления i-й фирме инвестиций в размере m (сотен тыс. рублей) выражается функцией fi(m). Приходим к задаче:
f1(x1)+f2(x2)+f3(x3)+f4(x4)-->max
x1+x2+x3+x4<=7
x1,x2,x3,x4>=0
где xi - неизвестный размер инвестиций i-й фирме. Эта задача решается методом динамического программирования: последовательно ищется оптимальное распределение для k=2,3 и 4 фирм. Пусть первым двум фирмам выделено m инвестиций, обозначим z2(m) величину инвестиций 2-й фирме, при которой сумма f2(z2(j))+f1(m-z2(j)), 0<=j<=m максимальна, саму эту максимальную величину обозначим F2(m). Далее действуем также: находим функции z3 и F3 и т.д. На k-ом шаге для нахождения Fk(m) используем основное рекуррентное соотношение:
Fk(m)=max{fk(j)+F{k-1}(m-j): 0<=j<=7}
Исходные данные:
Таблица №1.
| x |
0 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
| f1
(x1
) |
0 |
28 |
45 |
65 |
78 |
90 |
102 |
113 |
| f2
(x2
) |
0 |
25 |
41 |
55 |
65 |
75 |
80 |
85 |
| f3
(x3
) |
0 |
15 |
25 |
40 |
50 |
62 |
73 |
82 |
| f4
(x4
) |
0 |
33 |
33 |
42 |
48 |
53 |
56 |
58 |
Заполняем следующую таблицу. Значения f2
(x2
) складываем со значениями F1
(m-x2
) = f2
(m-x2
) и на каждой северо-восточной диагонали находим наибольшее число, которое отмечаем и указываем соответствующее значение z2
.
Таблица №2.
| m-x2
|
0 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
| x2
|
f2
(x2
)/ F1
(m-x2
) |
0 |
28 |
45 |
65 |
78 |
90 |
102 |
113 |
| 0 |
0 |
0 |
28 |
45 |
65 |
78 |
90 |
102 |
113 |
| 100 |
25 |
25 |
53 |
70 |
90 |
103 |
115 |
127 |
| 200 |
41 |
41 |
69 |
86 |
106 |
119 |
131 |
| 300 |
55 |
55 |
83 |
100 |
120 |
133 |
| 400 |
65 |
65 |
93 |
110 |
130 |
| 500 |
75 |
75 |
103 |
120 |
| 600 |
80 |
80 |
108 |
| 700 |
85 |
85 |
Голубым цветом обозначен максимальный суммарный эффект от выделения соответствующего размера инвестиций 2-м предприятиям.
Таблица №3.
| m |
0 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
| F2
(m) |
0 |
28 |
53 |
70 |
90 |
106 |
120 |
133 |
| z2
(m) |
0 |
0 |
100 |
100 |
100 |
200 |
300 |
300 |
Продолжая процесс, табулируем функции F3
(m) и z3
(m).
Таблица №4.
| m-x3
|
0 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
| x3
|
f3
(x3
)/ F2
(m-x3
) |
0 |
28 |
53 |
70 |
90 |
106 |
120 |
133 |
| 0 |
0 |
0 |
28 |
53 |
70 |
90 |
106 |
120 |
133 |
| 100 |
15 |
15 |
43 |
68 |
85 |
105 |
121 |
135 |
| 200 |
25 |
25 |
53 |
78 |
95 |
115 |
131 |
| 300 |
40 |
40 |
68 |
93 |
110 |
130 |
| 400 |
50 |
50 |
78 |
103 |
120 |
| 500 |
62 |
62 |
90 |
115 |
| 600 |
73 |
73 |
101 |
| 700 |
82 |
82 |
Голубым цветом обозначен максимальный суммарный эффект от выделения соответствующего размера инвестиций 3-м предприятиям.
Таблица №5.
| m |
0 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
| F3
(m) |
0 |
28 |
53 |
70 |
90 |
106 |
121 |
135 |
| z3
(m) |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
100 |
100 |
В следующей таблице заполняем только одну диагональ для значения m = 700.
Таблица №6.
| m-x4
|
0 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
| x4
|
f4
(x4
)/ F3
(m-x4
) |
0 |
28 |
53 |
70 |
90 |
106 |
121 |
135 |
| 0 |
0 |
0 |
28 |
53 |
70 |
90 |
106 |
121 |
135 |
| 100 |
20 |
20 |
48 |
73 |
90 |
110 |
126 |
141 |
| 200 |
33 |
33 |
61 |
86 |
103 |
123 |
139 |
| 300 |
42 |
42 |
70 |
95 |
112 |
132 |
| 400 |
48 |
48 |
76 |
101 |
118 |
| 500 |
53 |
53 |
81 |
106 |
| 600 |
56 |
56 |
84 |
| 700 |
58 |
58 |
| m |
0 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
| F4
(m) |
0 |
28 |
53 |
73 |
90 |
110 |
126 |
141 |
| z4
(m) |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
100 |
100 |
100 |
Сведем результаты в таблицу №7.
| m |
0 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
| F1(m)=f1
(x1
) |
0 |
28 |
45 |
65 |
78 |
90 |
102 |
113 |
| z1=x1 |
0 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
| F2
(m) |
0 |
28 |
53 |
70 |
90 |
106 |
120 |
133 |
| z2
(m) |
0 |
0 |
100 |
100 |
100 |
200 |
300 |
300 |
| F3
(m) |
0 |
28 |
53 |
70 |
90 |
106 |
121 |
135 |
| z3
(m) |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
100 |
100 |
| F4
(m) |
0 |
28 |
53 |
73 |
90 |
110 |
126 |
141 |
| z4
(m) |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
100 |
100 |
100 |
Теперь F4
(700)=141 показывает максимальный суммарный эффект по всем 4-м фирмам, а z4
(700)=100 - размер инвестиций в 4-ю фирму для достижения этого максимального эффекта. После этого на долю первых 3-х фирм осталось (700-100) и для достижения максимального суммарного эффекта по первым 3-м фирмам в 3-ю надо вложить 100 и т.д. Голубым цветом отмечены оптимальные значения инвестиций по фирмам и значения эффектов от них.
Таким образом, наилучшим является следующее распределение капитальных вложений по предприятиям: х1
*=300; х2
*=200; х3
*=100; х4
*=100. Оно обеспечивает производственному объединению наибольший возможный прирост прибыли 141 тыс.руб.
2. Анализ финансовых операций и инструментов.
Предположим, что ЛПР (Лицо, Принимающее Решения) обдумывает четыре возможных решения. Но ситуация на рынке неопределенна, она может быть одной из четырех. С помощью экспертов ЛПР составляет матрицу доходов Q. Элемент этой матрицы q[i,j] показывает доход, полученный ЛПР, если им принято i-е решение, а ситуация оказалась j-я. В этой ситуации полной неопределенности могут быть высказаны лишь некоторые соображения о том, какое решение принять. Сначала построим матрицу рисков. Строится эта матрица так: в каждом столбце матрицы доходов находим максимальный элемент d[j] , после чего элементы r[i,j]=d[j]-q[i,j] и образуют матрицу рисков.
Смысл рисков таков: если бы ЛПР знал что в реальности имеет место j-я ситуация, то он выбрал бы решение с наибольшим доходом, но он не знает, поэтому, принимая i-е решение он рискует недобрать d[j]-q[i,j] - что и есть риск.
матрица доходов
| Варианты (ситуации) |
max |
min |
Вальд |
Гурвиц: l*max+ +(1-l)*min; l=1/3 |
| Решения |
0 |
1 |
2 |
8 |
8 |
0 |
2,67 |
| 2 |
3 |
4 |
10 |
10 |
2 |
2 |
4,67 |
| 0 |
4 |
6 |
10 |
10 |
0 |
3,32 |
| 2 |
6 |
8 |
12 |
12 |
2 |
2 |
5,32 |
матрица рисков
| Варианты (ситуации) |
max |
Сэвидж |
| Решения |
2 |
5 |
6 |
4 |
6 |
| 0 |
3 |
4 |
2 |
4 |
| 2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
| 0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Правило Вальда называют правилом крайнего пессимизма: ЛПР уверен, что какое-бы решение он ни принял, ситуация сложится для него самая плохая, так что, принимая i-е решение, он получит минимальный доход q[i]=min{q[i,j]:j=1..4}. Но теперь уже из чисел q[i] ЛПР выбирает максимальное и принимает соответствующее решение.
По правилу Сэвиджа находят в каждой строке матрицы рисков максимальный элемент r[i] и затем из чисел r[i] находят минимальное и принимают соответствующее решение.
По правилу Гурвица для каждой строки матрицы доходов находят величину z[i]=l*max{q[i,j]:j=1..4}+(1-l)*min{q[i,j]:j=1..4}, потом находят из чисел z[i] наибольшее и принимают соответствующее решение. Число l каждый ЛПР выбирает индивидуально - оно отражает его отношение к доходу и риску, при приближении l к 0 правило Гурвица приближается к правилу Вальда, при приближении l к 1 - к правилу розового оптимизма, в нашем случае l равно 1/3.
Итак, по правилу Вальда нам следует принять либо 2-ое, либо 4-ое решение. Сэвидж и Гурвиц нам советуют принять 4-ое решение.
Пусть теперь нам известны вероятности ситуаций - p[j]. Имея матрицу доходов Q теперь можно сказать, что доход от i-го решения есть с.в. Q[i] с доходами q[i,j] и вероятностями этих доходов p[j]. Кроме того, риск i-го решения также есть с.в. R[i] с рисками r[i,j] и вероятностями этих рисков p[j].
Тогда М(Q[i]), М(R[i]) - средний ожидаемый доход и средний ожидаемый риск i-го решения. Принимать решение (проводить операцию) нужно такое, у которого наибольший средний ожидаемый доход, или наименьший средний ожидаемый риск.
| Варианты (ситуации) |
М(Q[i]), М(R[i]) |
| Доходы |
0 |
1 |
2 |
8 |
2 |
| 2 |
3 |
4 |
10 |
4 |
| 0 |
4 |
6 |
10 |
4 |
| 2 |
6 |
8 |
12 |
6 |
| Риски |
2 |
5 |
6 |
4 |
4 |
| 0 |
3 |
4 |
2 |
2 |
| 2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
| 0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| p[j] |
1/3 |
1/3 |
1/6 |
1/6 |
М(Q[i])= S(q[i,j]* p[j])М(R[i])= S (r[i,j]* p[j])
Голубым цветом выделен наибольший средний ожидаемый доход (4-ое решение), а красным цветом – наибольший средний ожидаемый риск (4-ое решение). Как видим, они соответствуют одному и тому же решения. Его и следует принять.
Операции: 1-я – (4;2), 2-я – (2;4), 3-я – (2;4), 4-я – (0;6).

Красным цветом высвечены доминируемые точки (операции), а зеленым – недоминируемые, т.е. оптимальные по Парето. Оптимальной по Парето является 4-я операция.
Была проведена пробная операция, которая значительно сместила распределение вероятностей.
| Варианты (ситуации) |
М(Q[i]), М(R[i]) |
М*(Q[i]), М*(R[i]) |
| Доходы |
0 |
1 |
2 |
8 |
2 |
7,2 |
| 2 |
3 |
4 |
10 |
4 |
9,2 |
| 0 |
4 |
6 |
10 |
4 |
9 |
| 2 |
6 |
8 |
12 |
6 |
11 |
| Риски |
2 |
5 |
6 |
4 |
4 |
3,8 |
| 0 |
3 |
4 |
2 |
2 |
1,8 |
| 2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
| 0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| p[j] |
1/3 |
1/3 |
1/6 |
1/6 |
| p*[j] |
0,1 |
0 |
0 |
0,9 |
Где p*[j] – вероятности после проведения пробной операции. М*(Q[i]), М*(R[i]) – средний ожидаемый доход и риск после проведения пробной операции.
Максимально оправданная стоимость пробной операции равна М*(Q[i]) - М(Q[i])=11 – 6 = 5.
Теперь выберем какие-нибудь две операции (1-ю и 4-ю), предположим, что они независимы друг от друга и найдем операцию, являющуюся их линейной комбинацией и более хорошую, чем какая-либо из имеющихся.
1-я операция = (4,2); 4-я операция = (0,6)
Результат: нельзя подобрать такой операции, являющейся линейной комбинацией 1-ой и 4-ой операции, которая бы доминировала все имеющиеся операции.
Пусть взвешивающая формула f(Q)=М[Q]/M[R], при M[R] не равным нулю, тогда для 1- 4 операций f1
=0,5; f2
=2; f3
=2; f4
= ¥. Следовательно 4-я операция является самой лучшей (max=¥), а 1-я – самая худшая.
Пусть доход от операции Q есть с.в., которую будем обозначать также как и саму операцию Q. Математическое ожидание M[Q]=S(q[i]*p[i]) называют еще средним ожидаемым доходом, а риск операции r = s=ÖD[Q]=Ö(M[Q2
]-M2
[Q]) отождествляют со средним квадратическим отклонением.
| номер операции |
Доходы (Q) и их вероятности (Р) |
M[Q] |
r |
| 1 |
0 |
1 |
5 |
14 |
4,2 |
5,19 |
| 1/5 |
2/5 |
1/5 |
1/5 |
| 2 |
2 |
4 |
6 |
18 |
6,8 |
5,74 |
| 1/5 |
2/5 |
1/5 |
1/5 |
| 3 |
0 |
8 |
16 |
20 |
8 |
8,72 |
| 1/2 |
1/8 |
1/8 |
1/4 |
| 4 |
2 |
12 |
18 |
22 |
16,25 |
6,12 |
| 1/8 |
1/8 |
1/2 |
1/4 |
Необходимые расчеты:

Красным цветом высвечены доминируемые точки (операции), а зеленым – недоминируемые, т.е. оптимальные по Парето. Оптимальными по Парето являются 1-я,2-я и 4-я операции.
Теперь выберем две операции (1-ю: Q1
и 4-ю: Q4
), предположим, что они независимы друг от друга и выясним, нет ли операции, являющейся их линейной комбинацией и более хорошей, чем какая-либо из имеющихся.
Пусть Q1
и Q4
две финансовые операции со средним ожидаемым доходом 4,2 и 16,25 и рисками 5,19 и 6,12 соответственно. Пусть t - какое-нибудь число между 0 и 1 . Тогда операция Qt=(1-t)Q1
+tQ4
называется линейной комбинацией операций Q1
,Q4
. Средний ожидаемый доход операции Qt равен M[Qt] = 4,2* (1-t) + 16,25*t, а риск операции Qt равен rt =Ö(26,94*(1-t)2
+37,44*t2
). Была найдена операция Q*, являющаяся линейной комбинацией исходных операций, со средним ожидаемым доходом 9,14 и риском 3,96, которая превосходит все имеющиеся операции по риску.

Определить лучшую и худшую операции можно также с помощью взвешивающей формулы f(Q)= 2*M[Q] – r. Имеем: f(Q1
)=3,21; f(Q2
)=7,86; f(Q3
)=7,28; f(Q4
)=26,38. Следовательно, 4-я операция является самой лучшей, а 1-я – самой худшей.
Исходные данные для анализа: ежедневные (суммарные) денежные вклады населения в отделение сбербанка в течение 4-х недель (или аналогичный какой-нибудь денежный поток).
Исходные данные:
| 1-я неделя |
2-я неделя |
3-я неделя |
4-я неделя |
| 1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
| 6 |
5 |
13 |
15 |
14 |
13 |
9 |
9 |
9 |
9 |
9 |
9 |
12 |
12 |
12 |
12 |
12 |
12 |
3 |
1 |
17 |
19 |
5 |
4 |
Денежный поток:
| 6 |
5 |
13 |
15 |
14 |
13 |
9 |
9 |
9 |
9 |
9 |
9 |
12 |
12 |
12 |
12 |
12 |
12 |
3 |
1 |
17 |
19 |
5 |
4 |
Ранжированный ряд:
| 1 |
3 |
4 |
5 |
5 |
6 |
9 |
9 |
9 |
9 |
9 |
9 |
12 |
12 |
12 |
12 |
12 |
12 |
13 |
13 |
14 |
15 |
17 |
19 |
Дискретный вариационный ряд:
| значения |
1 |
3 |
4 |
5 |
6 |
9 |
12 |
13 |
14 |
15 |
17 |
19 |
| частоты |
1 |
1 |
1 |
2 |
1 |
6 |
6 |
2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
| частости |
1/24 |
1/24 |
1/24 |
2/24 |
1/24 |
6/24 |
6/24 |
2/24 |
1/24 |
1/24 |
1/24 |
1/24 |
Многоугольник частот:

Интервальный вариационный ряд:
| Границы интервалов |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
| Середины интервалов |
1 |
3 |
5 |
7 |
9 |
11 |
13 |
15 |
17 |
19 |
| Частоты |
1 |
1 |
3 |
1 |
6 |
0 |
8 |
2 |
1 |
1 |
| Частости |
1/24 |
1/24 |
3/24 |
1/24 |
6/24 |
1/24 |
8/24 |
2/24 |
1/24 |
1/24 |
Многоугольник частостей:

Выборочная функция распределения:

Статистические характеристики:
| По исходному ряду |
По дискретному ряду |
По интервальному ряду |
| Выборочная средняя |
10,4 |
10,4 |
10,42 |
| Выборочная дисперсия |
18,79 |
18,79 |
19,88 |
| Выборочное СКО |
4,33 |
4,33 |
4,46 |
| Несмещенная оценка ген. диспер. |
19,61 |
19,61 |
20,75 |
Необходимые формулы и расчеты:
3. Модели сотрудничества и конкуренции.
Рассмотрим две фирмы, i=1,2, выпускающие один и тот же товар. Пусть затраты i-й фирмы при выпуске x[i] равны a[i]*x[i] (таким образом, a[i] есть себестоимость выпуска одной единицы товара i-й фирмой). Произведенный обеими фирмами товар поступает на общий рынок. Цена на товар линейно падает в зависимости от поступающего на рынок общего его количества: p(x)=c-bx, c,b>0, где x=x[1]+x[2]. Следовательно, прибыль i-ой фирмы равна W[i](x[1],x[2])=x[i]*(c-bx)-a[i]*x[i]=bx[i]*(d[i]-(x[1]+x[2])),где d[i]=(с-a[i])/b. Поведение каждой фирмы определяется ее стремлением максимизировать свою прибыль.
Дано: a[1]=5, a[2]=6, b=9, c=77.
Тогда: p(x)=77-9*x d[1]=(с-a[1])/b=(77-5)/9=8 d[2]=(с-a[2])/b=(77-6)/9=7,89
W[1](x[1],x[2])= bx[1]*(d[1]-(x[1]+x[2]))= 9*x[1]*(8-(x[1]+x[2]))
W[2](x[1],x[2])= bx[2]*(d[2]-(x[1]+x[2]))= 9*x[2]*(7,89-(x[1]+x[2]))
Допустим, что первая фирма узнала стратегию второй, т.е. объем ее выпуска x[2]. Токда она выбрала бы свой выпуск из условия максимизации прибыли:
¶W[1]/ ¶x[1]= b*(d[1]-(x[1]+x[2])) – b* x[1]=0, т.е. x*[1]= (d[1]-x[2])/2=(8-x[2])/2
Аналогично для второй фирмы: x*[2]= (d[2]-x[1])/2=(7,89-x[1])/2
x*[2], x*[1] – оптимальные выпуски 1-ой и 2-ой фирм при условии, что они знают выпуск конкурента.
Теперь предположим, что производственные циклы фирм совпадают, т.е. a[1]=a[2]=5. Пуcть фирмы выбирают свои оптимальные выпуски, зная объем производства своего конкурента за прошлый период. Предположим, что d[1]/2<d[2]<2d[1], тогда эти прямые пересекаются в точке K с координатами x[1]=(2d[1]-d[2])/3, x[2]=(2d[2]-d[1])/3. Эта точка называется точкой Курно. Как видно на риссунке последовательность стратегий фирм сходится к этой точке. Так как а[1]=a[2], то d[1]=d[2]=8, тогда точка Курно K(d/3,d/3), x[i]=d/3, прибыли фирм W[i]=b*d2
/9, цена p=c-2*b*d/3. И еще одно условие x<=c/b<=d .
d[1]/2<d[2]<2d[1] - 8/2<8<2*8 - верно.
Нанесем на плоскость x [1] x[1] прямые-множества стратегий фирм в ответ на известную стратегию другой фирмы x*[1]=(8-x[2])/2 и x*[2]=(8-x[1])/2 и найдем точку их пересечения. x[1],х[2]=d/3=8/3=2,67. Далее определим прибыли фирм W[1], W[2]=b*d2
/9=9*64/9=64, p=c-2*b*d/3=77-2*9*8/3=29.
Теперь посмотрим, как действует модель Курно. Пусть 7,8 и 0,1 – выпуски фирм за прошлый год и каждая фирма знает этот выпуск своего конкурента. Тогда, зная его она применяет свою оптимальную стратегию с целью максимизировать прибыль. Убедимся, что после некоторого количества итераций они окажутся в точке Курно.
| N |
Выпуск |
Цена |
Прибыли |
| 1-я фирма |
2-я фирма |
1-я фирма |
2-я фирма |
| 0 |
7,8 |
0,1 |
| 1 |
3,95 |
0,1 |
40,55 |
140,42 |
3,56 |
| 2 |
2,99 |
2,03 |
31,89 |
80,33 |
54,45 |
| 3 |
2,75 |
2,51 |
29,72 |
64,93 |
62,09 |
Как видно уже при 3-ей операции выпуски и прибыли 1-ой и 2-ой фирмы и цена значительно приблизились к точке Курно. Посмотрим это графически.

Зеленым цветом обозначены точки последовательных итераций, а красным – точка Курно.
Математической моделью конфликтов с двумя участниками являются биматричные игры. Такая игра 2х2 задается биматрицей (aij,bij) . В кооперативном варианте такой игры игроки могут согласованно выбирать элемент биматрицы. Если они выбрали элемент (a,b), то Первый игрок получает a , а Второй получает b . Цели игроков одинаковы - выиграть как можно больше в расчете на партию в среднем. Пусть (x,y), (a,b) - две точки из CE. Говорят, что (x,y) доминирует (a,b) если x>=a, y>=b и хотя бы одно из этих неравенств строгое. Недоминируемые точки называются оптимальными по Парето, а их множество - множеством оптимальности по Парето. Еще более узкое множество называется переговорным. Оно определяется так: пусть Vk - максимальный выигрыш, который k-й игрок может обеспечить себе при любой стратегии другого игрока, тогда переговорное множество определяется как множество тех точек множества Парето, у которых k-я координата не меньше Vk. Для нахождения Vk на до решить две задачи ЛП:
V1-->max, a11*x+a21*(1-x)>=V1,a11*x+a12*(1-x)>=V1, 0<=x<=1;
V2-->max, a11*y+a12*(1-y)>=V2,a21*y+a22*(1-y)>=V2, 0<=y<=1.
Дано:
биматрица
Нанесем на плоскость элементы биматрицы и начертим выпуклую оболочку.

Где красным и зеленым цветом обозначено множество оптимальности по Парето, а зеленым – та его часть, которая является переговорным множеством. V1
=8, V2
=4.
Цена игры первого игрока V1
находится легко, так как в матрице аij
есть седловая точка а[2,1]=8. Основная теорема матричных игр утверждает, что для любой матричной игры max{min{M[P,Q]:Q}:P}=min{max{M[P,Q]:P}:Q}, т.е. во множестве смешанных стратегий есть седловая точка, дающая оптимальное решение игры. Поэтому V1
= а[2,1]=8, а оптимальная стратегия 1-го игрока Р*=(0 1), так как ему выгодно выбирать все время 2-ю строку.
Для того, чтобы найти цену игры и оптимальную стратегию 2-го игрока необходимо решить задачу ЛП. Если все разделить на V2 и сделать замену переменных, то получим:
V2-->max y/V2
=x1 x1 + x2 -min
2*y+6*(1-y)>=V2
, (1-y)/V2
=x2 2*x1 +6*x2>=1
7*y+1*(1-y)>=V2
, 7*x1 +1*x2>=1
0<=y<=1. x1, x2 ≥0
Решая ее находим V2
=4.
Итак, цена игры 2-го игрока V2
=4
4. Социально-экономическая структура общества.
Такой моделью является так называемая «диаграмма или кривая Лоренца».
Рассмотрим функцию распределения богатства в обществе d(z), которая сообщает, что z-я часть самых бедных людей общества владеет d(z)-й частью всего общественного богатства. Далее приведен график функции d(z). Площадь заштрихованной линзы называется коэффициентом Джинни J. Эта величина не более 1/2. Чем она меньше, тем равномернее распределено богатство в обществе. При J>0.2 распределение богатства называется опасно несправедливым - это преддверие социальных волнений. Из функции d(z) можно получить другую функцию w(z) , она сообщает долю общественного богатства, которой владеет z-я часть самых богатых людей (w(z)=1-d(1-z)). Еще одну функцию можно получить из d(z): S(x)=d(1/2+x)-S(1/2-x). Она показывает, что часть общества, которая богаче, чем (½-х) самых бедных, но беднее (½-х) самых богатых, владеет S(x)-й частью всего общественного богатства. График функции S расположен только над отрезком [0, 1/2]. Говорят, что в обществе есть средний класс, если d(3/4)-d(1/4)>=1/2 или, что то же самое S(1/4)>=1/2 .
Дано: d(z)= exp((7/2)*ln(z))

Как видно на графиках d(0,5)=0,09 ,т.е. половина самых бедных членов общества владеет только 9% всего общественного богатства. Вычислим коэффициент Джинни:
½ - J=( 0
∫1
(exp(7/2*ln(z)) dz)=0,22, значит J=0,28. Так как 0,28>0,2, то распределение богатства в обществе опасно несправедливо.
s(x)= exp((7/2)*ln(1/2+х)) - exp((7/2)*ln(1/2-х))
w(z)= 1 - exp((7/2)*ln(1-z))
Так как s(0,25)=0,36 и 0,36<0,5, то можно сделать вывод об отсутствии в данном обществе среднего класса. w(0,1)=0,31 означает, что десятая часть самых богатых владеет 31% всего общественного богатства.
Производные функций d(z) и w(z):
Пусть F(z) есть доля имеющих месячный доход меньше z по отношению ко всем, имеющим какой-нибудь денежный доход (всех таких членов общества назовем налогоплательщиками). Функцию F(z) вполне правильно трактовать как функцию распределения случайной величины I - месячный доход случайного налогоплательщика. С.в. I можно считать непрерывной. Функция F(z) может быть интересна налоговой инспекции. С помощью функции F(z) можно найти несколько интересных характеристик общества. Например, средний доход, который находится как интеграл от 0 до бесконечности функции z*dF(z). Другой подобной характеристикой является коэффициент Рейнбоу, который находится как отношение решений уравнений F(z)=0.9 и F(z)=0.1, т.е. этот коэффициент показывает отношение доходов 10% членов общества с самыми высокими доходами к доходам 10% с самыми низкими доходами. Если это отношение превышает 20, то распределение доходов называется несправедливым, иначе нормальным.
Дано: F(z)= 1 – exp(6*ln(500/(500+z)))



Как видно на графике 1, F(9)=0,1 и F(234)=0,9. Это говорит о том, что 10% низкодоходных членов общества имеют доход не более 9 у.е., а 10% высокодоходных имеют доход более 234 у.е. Если взять эти числа как отношение, то получим Коэффициент Рейнбоу. Так как 234/9=26 и 26>20, то распределение доходов в данном обществе можно считать несправедливым.
|