嘉兴学院 课件 差分方程的简单经济应用_高等数学第十二章（9）

第九节差分方程的简单经济应用 一、差分方程的简单经济应用 二、小结 经济数学—一微积分

一、差分方程的简单经济应用 二、小结 第九节 差分方程的简单经济应用

一、差分方程的简单经济应用 差分方程在经济领域的应用十分广泛，下面从 具体的实例体会其应用的场合和应用的方法。 例一：存款模型设S,为年存款总额，r为年利率， 设S+1=S,+S,且初始存款额为S,求年末的 本利和. 解 S+1=S,+rS: 即 S41-(1+r)S,=0 经济数学—微积分

一、差分方程的简单经济应用 差分方程在经济领域的应用十分广泛，下面从 具体的实例体会其应用的场合和应用的方法.   . 1 0 本利和 设 ，且初始存款额为 ，求 年末的 例一：存款模型 设 为 年存款总额， 为年利率， S S rS S t S t r t t t t    解 t t t S 1  S  rS 即 St1  1 rSt  0

这是一个一阶常系数线性齐次差分方程. 特征方程为2-(1+r)=0, 特征方程的根为入=1+r, 于是齐次方程的通解为S,=C(1+r 代入初始条件，得C=S。 因此，年末的本利和为S,=S(1+r, 这就是一笔本金S存入银行后，年利率为r, 按年复利计息，年末的本利和. 经济数学——微积分

特征方程为   1 r  0， 特征方程的根为   1 r， 这是一个一阶常系数线 性齐次差分方程 . 于是齐次方程的通解为   t t S  C 1 r 代入初始条件，得C  S0 因此，t年末的本利和为 1  . 0 t t S  S  r . 0 按年复利计息， 年末的本利和 这就是一笔本金 存入银行后，年利率为 ， t S r

例2设P,S,和D,分别为某种商品在t时刻的价格、 供给量和需求量，这里t且取离散值， 例如t=0,1,2,3,…,由于t时刻的供给量S,决定于 t时刻的价格，且价格越高，供给量越大，因此 常用的线性模型为 S,=-c+dP, 同样的分析可得 D,=a-bP 这里a,b,c,d均为正常数. 经济数学一微积分

. 0 1 2 3 2 , 这里 ， ， ， 均为正常数 同样的分析可得 ， 常用的线性模型为 时刻的价格，且价格越 高，供给量越大，因此 例如 ，，，， ，由于 时刻的供给量 决定于 供给量和需求量，这里 且取离散值， 例 设 和 分别为某种商品在 时刻的价格、 a b c d D a bP S c dP t t t S t P S D t t t t t t t t t       

实际情况告诉我们， t时期的价格P,由t-1时期的价格P,-与供给量 与需求量之差S-1-D,-”按下述关系 P,=P-1-(S-1-D-1) 而确定（其中为常数）. 1求供需相等时的价格P(均衡价格)； 2.求商品的价格随时间的变化规律。 经济数学—微积分

  . 1 1 1 1 1 1 1 而确定（其中 为常数） 与需求量之差 ，按下述关系 时期的价格 由 时期的价格 与供给量 实际情况告诉我们，              t t t t t t t t P P S D S D t P t P 2. . 1. ( 求商品的价格随时间的 变化规律 求供需相等时的价格Pe 均衡价格）；

解1.由D,=S,可得，P= a+c b+di 2.由题意可得 P,=-1-S-1-D-1） =P-1-(a+bP-1-(c-dP,-》 即 P,-(1-b2-d2)P-1=(a+c) 这是一个一阶常系数线性非齐次差分方程. 其齐次方程的通解为 经济数学——微积分

解 由 可得， ； b d a c Dt St Pe   1.     1 1 1 2. Pt  Pt   St  Dt 由题意可得     t1    t1   t1 P  a bP c dP P  b d P a c 即 t  1    t1    这是一个一阶常系数线 性非齐次差分方程 . 其齐次方程的通解为

P =C(1-ba-day 原方程的一个特解为 p'=atc b+d =P。 原方程的通解为 P=C(1-ba-day+P. 由于初始条件P。一般已知，故由P。=C+P。 可得C=P。-P, 从而，卫=(D。-P1-b2-dy+P. 经济数学一微积分 )oO

  t t P  C 1 b  d 原方程的一个特解为 t Pe b d a c P      原方程的通解为   e t Pt  C 1 b  d  P 可得 ， 由于初始条件 一般已知，故由 e e C P P P P C P     0 0 0  1  . 0 e t 从而，Pt  P  Pe  b  d  P

例3在农业生产中，种植先于产出及产品出售 一个适当的时期，时期该产品的价格P,决定着 生产者在下一时期愿意提供给市场的产量S+? 还决定着本时期该产品的需求量D,因此有 D,=a-bP,S,=-c+dP (其中a,b,c,d均为正常数) 假设每一时期的价格总是确定在市场售清 的水平上，即S,=D 1.求价格随时间变动的规律； 2.讨论市场价格的种种变化趋势. 经济数学—微积分

其中 ， ， ， 均为正常数  ， 还决定着本时期该产品 的需求量 ，因此有 生产者在下一时期愿意 提供给市场的产量 ， 一个适当的时期， 时期该产品的价格 决定着 例 在农业生产中，种植先 于产出及产品出售 a b c d D a bP S c dP D S t P t t t t t t t 1 1 3        . 的水平上，即St  Dt 假设每一时期的价格总是确定在市场售清 2. . 1. 讨论市场价格的种种变 化趋势 求价格随时间变动的规 律；

解 1.由S,=D,可得，-c+dP,-1=a-bP, 即bP,+dP-1=a+c p+号e1=+ b 这是一个一阶常系数线性非齐次差分方程. 其齐次方程的通解为P=(别 a+c 原方程的一个特解为P,= b+d 原方程的通解为 n-c-4) a+c b+d 经济数学——微积分

解 t t dPt a bPt 1.由S  D 可得， c  1   这是一个一阶常系数线 性非齐次差分方程 . 其齐次方程的通解为 bP dP a c 即 t  t1   b a c P b d Pt t  即  1  t t b d P C         原方程的一个特解为 b d a c Pt     原方程的通解为 . b d a c b d P C t t           

由于初始条件P,一般已知，故由B=C+a+C b+d 可得C=二 2.分析市场趋向的种种形态 a+c 这说明市场价格趋于平衡，且特解P=十 是一个平衡价格· 经济数学—一微积分

可得 ， 由于初始条件 一般已知，故由 b d a c C P b d a c P P C         0 0 0 . 0 b d a c b d b d a c P P t t                   从而   2.分析市场趋向的种种形 态 1  1 b d      t  t t P b d a c lim P 是一个平衡价格 . 这说明市场价格趋于平 衡，且特解 b d a c Pt    