图6 假设(2.3.1)式与(1)式的比较
图7 假设(2.3.1)式与(1)式的比较
(2) 在(1)式和(2.3.1)式组成的假设下,保留h,代入其他具体数值,计算多赚的纯利润. 运行以下MuPAD语句:
C:=t->32/10*t: w:=t->90+t:
p:=(t,h)->12-8/100*t+h*t^2:
Q:=(t,h)-->expand(w(t)*p(t,h)-C(t)-90*12); plot(plot::Function2d(Q(t,0.0002), t=0..290));
228算得Q(t,h)?ht?90ht?t?t,绘得图8.
25532
02 图8 Q(t,0.00的图像
运行以下MuPAD语句:
S:=solve(diff(Q(t,h),t),t) assuming h>0; t1:=S[1];
subs(t1,h=0.0002); t2:=S[2];
ts:=subs(t2,h=0.0002); Q2:=Q(t2,h);
Qs:=subs(Q2,h=0.0002);
?Q?0,解得两根: 由方程?tt1?162532400h2?3845h?625?4500h?4150h164500h?2532400h2?384h?5625?4 t2??150h代入h=0.0002,得t1?192.8381439, t2?13.82852279(天). t2符合题意,t1应该舍去(对应的Q是负数). t2对应的多赚的纯利润为10.79837809元.
(3)接着上一小题,运行以下MuPAD语句:
subs(diff(t2,h)*h/t2, h=0.0002); //t对h的灵敏度
利用导数算得t对h的灵敏度:
dthS(t,h)???0.4124276803.
dht运行以下MuPAD语句:
subs(diff(Q2,h)*h/Q2,h=0.0002); //Q对h的灵敏度,方法一 subs(diff(Q(t,h),h)*h/Q(t,h),t=ts,h=0.0002); //Q对h的灵敏度,方法二,更简单
用两种方法利用导数算得Q对h的灵敏度:
S(Q,h)?dQh??0.367739025. dhQ结论:h的微小变化对t2和Q2的影响都很小. (4)同解答一
5. 继续考虑第2.3节“生猪出售时机”案例,假设在第t天的生猪体重(公斤)为
w(t)?w0wm (2)
w0??wm?w0?e??t其中w0?w(0)?90(公斤),wm?270(公斤),其它模型假设和参数取值保持不变.
(1)试比较(2)式与(2.3.2)式,解释新的假设和原来的假设的区别与联系(提示:说明当α (α>0)取何值时,在t=0时可以保持w?(0)?r?1;说明当t增大时,猪的体重会如何变化).
(2)在新的假设下求解最佳出售时机和多赚的纯利润. (3)参数wm代表猪长成时的最终重量,对wm做灵敏度分析,分别考虑wm对最佳出售时机和多赚的纯利润的影响.
(4)讨论模型关于生猪体重假设的强健性. 解答一(用MATLAB数值计算)
(1)在(2)式中,为使w?(0)?r,必须?w0(wm?w0)?wm. 当
wm=270,w0=90时,有??160.
新假设(2)式是阻滞增长模型,假设生猪体重的增长率是体重的线性递减函数,于是体重增加的速率先快后慢,时间充分长后,体重趋于wm. 而(2.3.2)式w(t)?w0?rt只假设体重匀速增加. 长时间来看,新假设比原假设更符合实际(图9). 两个假设都满足w?(0)?r,在最佳出售时机附近误差微小(图10).
模型假设(2.3.2)式与(2)式的比较300 250价格 p(元/公斤) 20015010050p(0) - g t (2.3.2)式p(0) - g t + h2 (2)式0 050100150200t(天)250300350400
图9
115p(0) - g t (2.3.2)式p(0) - g t + h2 (2)式110 价格 p(元/公斤) 1051009590 0246810t(天)1214161820
图10