数学极值的意义与日常生活运用

数学与生活论文第八篇：数学极值的意义与日常生活运用

 

　　摘要：现代生活发展越来越快, 就如计算机的运行速度从最开始的300-500次到现如今的“红杉”持续运算测试达到每秒16324万亿次, 仅用了短短不到一个世纪的时间, 经济的发展速度一如其迅猛, 在竞争愈加激烈的今天, 如何在生活中取得最优化、最佳的解决方式, 即讨论实际问题的极值问题。怎样才能达到投入小、产出多、成本低、效益高、利润大的效果, 是经济发展的重要问题。本文注重对数学结果做定性的分析, 明确提出极值在经济中的实际意义。本文从日常经济中常遇到的利润最大化问题、库存管理问题、需求分析问题、成本最小化问题着手, 通过具体定义解释对极值在经济中的应用进行了阐述和说明。

 

　　关键词：极值; 利润最大化; 库存管理;

 

　　极值是一个函数的极大值或极小值。函数极值一直是数学研究问题的重要内容之一, 在科学和生产实践中存在着许多和极值有关的问题。函数极值不仅仅是函数性态的一个重要特征, 并且在实际问题中占有重要的地位。特别是在当今日益发展的社会生活中, 工农业生产、自然科学、工程技术和经济发展等带来了大量的问题, 其实质都是函数极值问题。由于函数极值应用非常广泛, 极值函数本身亦变化纷繁, 所以人们对求函数极值的方法研究比较多, 这些和许多数学家的努力是分不开的。他们将理论与实际有机地结合起来, 不仅为科研打下了良好的基础, 也为诸多领域的实际工作提供了便捷, 如在物理、经济、现实生活等方面提供了便捷的方法, 使得许多问题很便利地得以解决。

 

　　经济学中有很多求最优量的问题。比如, 最大产量、最大收益、最小成本、最大利润等一系列问题, 这些可以很好地运用数学中的有关求极值的方法加以解决。具体可以运用到一元函数极值, 多元函数极值等一些求极值方法。

 

　　国外的萨缪尔森《经济分析基础》是运用数学工具全面提高现代经济学分析水平的经典之作。《经济分析基础》第二个问题:极大化行为理论, 证明均衡点的位置与极值点的位置存在一致性, 并指出极大化行为研究对现在与过去广泛的经济思想领域提供了一种统一的研究方法。我国王洪涛教授也对极值的研究做了很大贡献, 着有《函数极值在经济管理中的应用》[1]。结合国内外众多学者关于此课题的研究, 根据本人在学校掌握的有关知识, 对日常经济中常遇到的利润最大化问题、库存管理问题、需求分析问题、成本最小化问题进行探究。在我国现阶段正在进行经济增长转型的时期, 相信极值在经济中的应用会更大。

 

　　1 极值在数学专业下的真实意义

 

　　在数学分析中, 函数的最大值和最小值 (最大值和最小值) 被统称为极值 (极数) , 是给定范围内的函数的最大值和最小值 (本地或相对极值) 或函数的整个定义域 (全局或绝对极值) 。皮埃尔·费马特 (PierredeFermat) 是第一位发现函数的最大值和最小值数学家之一。

 

　　如集合理论中定义的, 集合的最大值和最小值分别是集合中最大和最小的元素。无限无限集, 如实数集合, 没有最小值或最大值。

 

　　极值是一个函数的极大值或极小值。如果一个函数在一点的一个邻域内处处都有确定的值, 而以该点处的值为最大 (小) , 这函数在该点处的值就是一个极大 (小) 值。如果它比邻域内其他各点处的函数值都大 (小) , 它就是一个严格极大 (小) 。该点就相应地称为一个极值点或严格极值点。

 

　　极值是变分法的一个基本概念。泛函在容许函数的一定范围内取得的最大值或最小值, 分别称为极大值或极小值, 统称为极值。使泛函达到极值的变元函数称为极值函数, 若它为一元函数, 通常称为极值曲线。极值也称为相对极值或局部极值。

 

　　“极大值”和“极小值”的统称。如果函数在某点的值大于或等于在该点附近任何其他点的函数值, 则称函数在该点的值为函数的“极大值”。如果函数在某点的值小于或等于在该点附近任何其他点的函数值, 则称函数在该点的值为函数的“极小值”[2]。
 

　　2 极值在日常生活中的应用

 

　　极值是一个函数的极大值或极小值。函数极值一直是数学研究问题的重要内容之一, 在科学和生产实践中存在着许多和极值有关的问题。函数极值不仅仅是函数性态的一个重要特征, 并且在实际问题中占有重要的地位。特别是在当今日益发展的社会生活中, 工农业生产、自然科学、工程技术和经济发展等带来了大量的问题, 其实质都是函数极值问题。由于函数极值应用非常广泛, 极值函数本身亦变化纷繁, 所以人们对求函数极值的方法研究比较多, 这些和许多数学家的努力是分不开的。他们将理论与实际有机地结合起来, 不仅为科研打下了良好的基础, 也为诸多领域的实际工作提供了便捷, 如在物理、经济、现实生活等方面提供了便捷的方法, 使得许多问题很便利地得以解决。

 

　　经济学中有很多求最优量的问题。比如, 最大产量、最大收益、最小成本、最大利润等一系列问题, 这些可以很好地运用数学中的有关求极值的方法加以解决。具体可以运用到一元函数极值, 多元函数极值等一些求极值方法。

 

　　如库存管理问题;经济活动是离不开存储的, 存量过多将会造成资金积压和资源的闲置, 存量不足又会面临供不应求从而影响生产活动的正常进行甚至丧失获利良机。因此, 我们要在保证经济活动正常进行的前提下, 科学地作出存货决策, 我们要以最低限度的库存量和费用, 使有关的业务活动取得最大的效益。

 

　　企业为完成一定的生产任务, 必须得保证生产正常进行所必需的材料。但是, 在总需求量一定的条件下, 订购次数越少, 订购批量越大, 订购费用就越小。而保管费用就要相应地增加。相反, 订购费用越大, 保管费用越小。所以就产生了一个怎样确定订购批量从而使总费用最少的问题。

 

　　我们来研究整批间隔进货的情况, 即在某种产品的库存量下降到零时, 随即订购、到货, 库存量从零恢复至最高库存量Q, 再每天保证等量供应的生产需要, 使之不发生缺货[3]。

 

　　参考文献

 

　　[1]王洪涛。函数极值在经济管理中的应用[J]。山东广播电视大学学报, 2011 (2) :67-68。

　　[2]王玉红。函数的极值及其应用[J]。内蒙古化工职业学院学报, 2014 (32) :63。

　　[3]雷永红。函数极值在经济管理中的应用[J]。经济师论坛, 2001 (1) :155-156。