Використання інтегралів в економіці (стр. 4 из 4)
Згадавши, що кожна точка на кривій попиту Pі = f(Qі) (і = 1, 2, ..., k) показує, яку суму споживач готовий заплатити за покупку додаткової одиниці продукту, одержимо, що площа фігури B відповідає загальній грошовій сумі, що споживач готовий витратити на покупку Q* одиниць товару. Різниця між площею фігури B і площею прямокутника A є споживчий надлишок при покупці даного товару - перевищення загальної вартості, що споживач готовий сплатити за всі одиниці товару, над його реальними витратами на їхнє придбання [4] (площа заштрихованої фігури на малюнку 7).
Таким чином, споживчий надлишок можна порахувати по наступній формулі
Далі розглянемо кілька завдань на визначення надлишку споживача.
Завдання 1. Відомо, що попит на деякий товар задається функцією p = 4 - q2, де q - кількість товару (у шт.), p - ціна одиниці товару, а рівновага на ринку даного товару досягається при p* = q* = 1. Визначите споживчого надлишку
Рішення.
Завдання 2. Відомо, що попит на деякий товар описується функцією
а пропозиція даного товару характеризується функцією q = 500 грн. Знайдіть величину надлишку споживача при покупці даного товару.
Рішення. Для розрахунку надлишку споживача спочатку визначимо параметри ринкової рівноваги (p*; q*). Для цього вирішимо систему рівнянь
Таким чином, p* = 2, q* = 1000.
Запишемо формулу для обчислення споживчого надлишку (1), де f(q) - функція, зворотна функції
Звідси
Завдання 3. Відомо, що попит на деякий товар задається функцією
пропозиція – функцією
p = q + 11.
Визначите величину виграшу споживача при покупці даного товару.
Рішення. Виграш споживача є не що інше, як споживчий надлишок. Для того, щоб знайти його, визначимо спочатку рівноважні значення кількості товару і його ціни, вирішивши для цього систему
Вирішимо перше рівняння системи.
(q + 1)(q + 11) = 231,
q2 + 12q – 220 = 0,
(q + 22)(q – 10) = 0.
Одержимо q*=10. Отже, p* = 10 + 11 = 21.
Тоді
Подібно надлишку споживача визначається й надлишок виробника. Не вдаючись у деталі, відзначимо, що надлишок виробника являє собою різницю між тією грошовою сумою, за якої він був би готовий продати Q* одиниць товару, і тією сумою, що він реально одержує при продажі цієї кількості товару [3].
Графічно він може бути представлений площею фігури, обмеженої кривої пропозиції, віссю цін і прямій, паралельній осі абсцис, що проходить через крапку ринкової рівноваги (малюнок 8).
Очевидно, що
(2)Розглянемо, як отримана формула може бути застосована при рішенні завдань.
Завдання 4. Відомо, що крива пропозиції деякого товару має вигляд p = 4q3 + 2, а рівновага на ринку даного товару досягається при обсязі продажів Q* = 3. Визначите додаткову вигоду виробника при продажі такої кількості продукції.
Рішення. Спочатку з функції пропозиції знайдемо рівноважне значення ціни
P* = f(q*) = f(3) = 4*33 + 2 = 110.
Підставимо отримане значення у формулу (2)
Ми розглянули, як визначаються надлишки споживача й виробника. Відзначимо, що сума цих двох надлишків - площа заштрихованої фігури на малюнку 9 - характеризує загальний ефект виробництва й споживання на розглянутому ринку.
Однак абсолютні значення PS й CS становлять невеликий інтерес для економістів. Економістів більше хвилює відповідь на питання, як і на скільки зміниться надлишок споживача в результаті проведення того або іншого заходу державної політики, що робить вплив на рівновагу на ринку, зокрема , при встановленні податків, введенні субсидій і т.п.
Допустимо, наприклад, що товар обкладає податком у розмірі t на одиницю товару (такий податок економісти називають потоварным податком), тоді його ціна збільшиться з P1 до P2.
P2 = P1 + t
Вплив даного податку на добробут споживача характеризує ситуація, представлена на малюнку 10.
Таким чином, одержуємо, що CS - зменшення добробуту споживача, оцінюване за допомогою споживчого надлишку, є різниця площ двох фігур, що відповідають CS1 й CS2, і за формою нагадує трапецію, площу якої, у свою чергу, дорівнює сумі площ фігур T1 й T2, тобто CS =ST1 +ST2 , ST1 де вимірює втрати надлишку споживача, викликані збільшенням ціни одиниці товару на розмір податку й дорівнює t2, а ST1 вимірює втрати добробуту споживача, пов'язані зі зменшенням кількості споживаного товару (Q2 < Q1), і дорівнює
Таким чином, для випадку введення по товарного податку в розмірі t маємо
У загальному ж випадку результат зміни споживчого надлишку внаслідок збільшення ціни на товар може бути записаний, наприклад, у наступному виді
Розглянемо приклад оцінки наслідків введення по товарного податку.
Задача 5. Дана крива попиту
.Які грошові втрати споживача при введенні на даний товар податку з одиниці продажів у розмірі 1 грн., якщо відомо, що спочатку ринкова рівновага на даному ринку спостерігалося при ціні P* = 2 грн.?
Рішення. Дане завдання можна вирішувати різними способами. Проаналізуємо основні з них.
1-й спосіб заснований на використанні формули (3) для обчислення CS.
Для визначення споживчих втрат при збільшенні рівноважної ціни товару з 2 грн. до 3 грн. подивимося, як при цьому міняється обсяг продажів. Якщо P1=2, то Q1=16, при P2=3 Q2=14.
Отже,
2-й спосіб. Тому що в цьому випадку функція попиту линейна, те розглянуту ситуацію легко представити графічно (мал. 11).
Одержимо, що
Незважаючи на те, що другий спосіб простіше першого й не вимагає знань математичного аналізу, проте учні повинні бути знайомі й із загальним методом знаходження зміни споживчого надлишку за допомогою певного інтеграла, тому що часто функції попиту та пропозиції не лінійні й мають більше складний вид.
Розглянутий нами спосіб оцінки наслідків мер економічної політики широко застосовується на практиці. Так, при підготовці податкових реформ економісти розраховують зміни споживчих надлишків залежно від різних варіантів оподатковування й, аналізуючи отримані результати з урахуванням необхідного розміру податкових надходжень, зупиняються на тих варіантах, які викликають найменше скорочення споживчих вигід.
Для ілюстрації практичного використання даного аналізу розглянемо приклад, що приводить у своїй роботі «Аналіз впливу податкових реформ на добробут з використанням даних по домогосподарствах» сучасний англійський економіст М. Кінг, досліджуючи наслідку проведеної у Великобританії в 1983 р. реформи оподатковування житлових послуг.
Суть даної реформи зводилася до скасування податкових знижок при сплаті податку на проживання для власників власних будинків з одночасним збільшенням орендної плати за проживання в муніципальних будинках. Додаткові засоби, отримані в результаті такого заходу, підлягали поверненню домогосподарствам у формі безоплатних соціальних виплат, пропорційних доходу домогосподарства [3].
Дослідивши витрати на житлові послуги по 5895 домогосподарствам, Кінг вивів функцію попиту на житлові послуги. У підсумку їм було встановлено, що дана податкова реформа зробила б позитивний вплив на добробут 4888 з 5895 домогосподарств. Більше того, він зміг точно ідентифікувати ті домогосподарства, які понесли б найбільші втрати від такої реформи. Він виявив, що від реформи виграли б 94 % домогосподарств, що мають найвищі доходи, і лише 58 % осіб з найменшими доходами. Отримані ним результати вплинули на концепцію розроблювальних реформ. У результаті зміни, що намічались, у реформуванні системи оподатковування житлової сфери були кардинально переглянуті й змінені для більше повної відповідності поставленим цілям.
Висновок
Важко назвати наукову область, у якій би не застосовувалися методи інтегрального вирахування, загалом, і властивості визначеного інтеграла, зокрема.
Так інтегральне вирахування може використовуватися в області фізики, геометрії, механіки, біології й економіки. Звичайно, це ще далеко не вичерпний список наук, які використають інтегральний метод для пошуку встановлюваної величини при рішенні конкретного завдання, і встановленні теоретичних фактів.
Також визначений інтеграл використається для вивчення властиво самої математики. Наприклад, при рішенні диференціальних рівнянь, які у свою чергу вносять свій незамінний внесок у рішення завдань практичного змісту.
Можна сказати, що визначений інтеграл - це деякий фундамент для вивчення математики. Звідси й важливість знання методів їхнього рішення.
В даній роботі була зроблена спроба огляду основних відомостей про визначений інтеграл та його застосування в такій сфері суспільного життя як економіка.
Список використаної літератури
1. Баврин И.И. Высшая математика – М.: Просвещение, 1993. – 319.
2. Бермантт А.Ф., Араманович И.Г. Краткий курс математического анализа для вузов - М.: Наука, 1971 . – 736 с.
3. Вэриан Х.Р. Микроэкономика. Промежуточный уровень. Современный подход. – М., ЮНИТИ, 1997.
4. Колесников А.Н. Краткий курс математики для экономистов. – М., Инфра-М, 1998.
5. Математическая энциклопедия. Ред. Виноградова. Т.2. - М.: Советская энциклопедия, 1979.
6. Фихтенгольц Г.М. Основы математического анализа. Т.1. - М.: Наука, 1968.