Сетевое издание
Международный студенческий научный вестник
ISSN 2409-529X

ПРИЛОЖЕНИЕ ИНТЕГРАЛА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ С ЭКОНОМИЧЕСКИМ СОДЕРЖАНИЕМ

Бондарева Е.В. 1 Соколовский С.А. 1
1 Ставропольский государственный аграрный университет
1. Долгополова А.Ф., Гулай Т.А., Литвин Д.Б. Математическое моделирование социально-экономических систем // Учетно-аналитические и финансово-экономические проблемы развития региона Ежегодная 76-я научно-практическая конференция Ставропольского государственного аграрного университета «Аграрная наука – Северо-Кавказскому региону». – 2012. – С. 283-286.
2. Гулай Т.А., Долгополова А.Ф., Литвин Д.Б. Совершенствование математической подготовки студентов аграрных вузов // Инновационные векторы современного образования. – 2012. – С. 11-16.
3. Гулай Т.А., Долгополова А.Ф., Литвин Д.Б., Донец З.Г. Экономико-математическое моделирование факторов экономического анализа посредством метода линейного программирования // Аграрная наука, творчество, рост: Сборник научных трудов по материалам IV Международной научно-практической конференции / Отв. за выпуск Т.А. Башкатова, 2014. – С. 329-332.
4. Музенитов Ш.А. Сборник математических задач с экономическим содержанием. – Ставрополь: СевКавГТУ, 2002. – 224 с.
5. Музенитов Ш.А. Математические основы экономики труда и производства: методические рекомендации. – М.: АПН СССР, 1986. – 74 с. (в соавт.)

Интеграл появился как ответ на необходимость нахождения объемов и площадей. Впервые такими исчислениями задались еще математики древней Греции. В наше время интеграл применяется в различных сферах, в работе авторы рассмотрели применение определенного интеграла для решения экономических задач на нахождение производительности труда, объема продукции и амортизационных отчислений.

Интегрирование – это действие обратное дифференцированию. И. Барроу впервые увидел связь между интегрированием и дифференцирования. Позже Ньютон и Лейбниц, независимо друг от друга, вывели формулу, которую мы знаем под названием Ньютона-Лейбница:

prakt108.wmf.

Это событие ознаменовало собой появление общего метода интегрального и дифференциального исчислений. Русский ученый П.Л. Чебышев доказал, что существуют интегралы, которые нельзя выразить через элементарные функции. Строгое изложение теории интегралов появилось благодаря работам О. Коши.

Сам символ интеграла – ∫ был введен Лейбницем в 1675 г. Он представляет собой измененную латинскую букву S, которая является первой буквой в слове сумма. Термин интеграл придумал Я. Бернулли в 1690 г. Вероятнее всего, оно происходит от латинского слова «integero», которое в переводе означает «приводить в прежнее состояние, восстанавливать», ведь операция интегрирования словно «восстанавливает» функцию, из которой путем дифференцирования получена подынтегральная функция.

Интеграл – результат сложения бесконечного большого числа бесконечно малых слагаемых, иначе говоря, имеется в виду разбиение области интегрирования, которая является отрезком, на множество бесконечно малых отрезков, а также сумма произведений значения функции аргумента, который принадлежит каждому отрезку, и длины соответствующего бесконечно малого отрезка области интегрирования, в пределе, при бесконечно маленьком разбиении:

prakt109.wmf.

Неопределенный интеграл от функции f(x) – это совокупность всех первообразных для функции f(x) на промежутке X

prakt110.wmf.

Определенный интеграл, в геометрическом смысле, численно равен площади фигуры, которая ограничена осью абсцисс, прямыми x=a и x=b и графиком функции f(x), формула определенного интеграла:

prakt111.wmf.

Рассмотрим решение различных экономических задач.

Допустим, что фабрика выпускает 31000 машин в год, а затем ежегодно увеличивает производство на 55 машин. Необходимо найти сумму амортизационных отчислений за десять лет, если норма амортизации равна 10 %. Выразим выпуск машин формулой:

prakt112.wmf,

где х – число лет. Тогда объем выпущенных за 10 лет машин будет равен:

prakt113.wmf.

Следовательно, амортизационная сумма равна 155055 (руб.), так как:

prakt114.wmf

Для следующего примера рассмотрим ситуацию, в которой для строительства фабрики задается непрерывный денежный поток со скоростью I(t) = –t2+20t+5 (у.е.) на 20 лет с годовой процентной ставкой р = 5 %. Необходимо найти дисконтированную стоимость этого потока. Согласно формуле потока

prakt115.wmf

имеем

prakt116.wmf.

Заменим переменную:

s= –0,05t, t= –20s, dt= –20ds.

При этом новые пределы интегрирования получаются подстановкой старых пределов в формулу замены: s0= 0, s1= –1. Таким образом, получаем:

prakt117.wmf

К последнему интегралу применим формулу интегрирования по частям, полагая, что

u=–400s2 – 400s+ 5, du = (–800s– 400)ds, dv=esds, v =еs.

Следовательно:

prakt118.wmf.

В первом слагаемом подставим пределы интегрирования, а ко второму слагаемому применим еще раз формулу интегрирования по частям, полагая

u =800s+ 400, du =800ds.

Имеем

prakt119.wmf =

=20(5 – 5е – 1 +400 + (800 – 400)e – 1 – 800 + +800е – 1) = 20(1195е – 1 – 395).

Окончательно получим поток равный 892 (у.е.).

Решим задачи связанные с объемом продукции.

Найдем объем продукции выпущенной в течение года, считая количество рабочих дней равным 240, если производительность труда рабочего выражается функцией

prakt120.wmf;

где x – производительность труда за 1 ч. Объем продукции, выпускаемой в течение смены, выражается интегралом:

prakt121.wmf

prakt122.wmf

prakt123.wmf

prakt124.wmf (шт.).

Следовательно, объем продукции, выпускаемой за год равен:

prakt125.wmf (шт.).

На складе запас товара составляет 100 единиц, товар, поступающий ежедневно, выражается функцией:

prakt126.wmf,

где x – количество дней. Обозначаем количество товара через W. Через 40 дней количество товара будет равно:

prakt127.wmf

prakt128.wmf (шт.).

Конечно, экономика далеко не единственная сфера применения интегралов, но решение экономических задач с помощью определенного интеграла помогло нам осознать важность применения метода интегральных исчислений. Приведенные примеры только подчеркивают необходимость применения математического аппарата для решения задач с экономическим содержанием


Библиографическая ссылка

Бондарева Е.В., Соколовский С.А. ПРИЛОЖЕНИЕ ИНТЕГРАЛА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ С ЭКОНОМИЧЕСКИМ СОДЕРЖАНИЕМ // Международный студенческий научный вестник. – 2016. – № 3-3. ;
URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=15009 (дата обращения: 07.12.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674