2024年5月24日发(作者:漆明洁)
微积分在初等几何中的应用一例
【摘要】:我们学习了微积分,然而只学习不行的,学了的目的是为
了应用,本篇论文主要讲微积分在初等几何中的应用一例,有哪些应用,
怎么应用的。主要集中几何,经济以及我们在生活中的应用
【关键词】:微积分,几何,经济学,物理学,极限,求导
一、微积分在几何中的应用
微积分在我看来在几何中主要是为了研究函数的图像,面积,体积,
近似值等问题,对工程制图以及设计有不可替代的作用。
1.1求平面图形的面积
(1)求平面图形的面积
由定积分的定义和几何意义可知,函数y=f(x)在区间[a,b]上的定积
分等于由函数y=f(x),x=a,x=b和轴所围成的图形的面积的代数和。由
此可知通过求函数的定积分就可求出曲边梯形的面积。
例如:求曲线和直线x=l,x=2及x轴所围成的图形的面积。
分析:由定积分的定义和几何意义可知,函数在区间上的定积分等于
由曲线和直线,及轴所围成的图形的面积。
所以该曲边梯形的面积为f=
二、微积分在经济学的应用
高等数学在经济学中运用十分基础和广泛,经济学与数学是密不可分
息息相关的。高等数学方法在经济学中的运用增强了经济学的严密性和说
理性,将经济问题转化为数学问题,用数学方法对经济学问题进行分析,
将数学中的极限,导数、微分方程知识在经济中的运用。
1关于最值问题
例
设:生产x个产品的边际成本C=100+2x,其固定成本为C(0)=1000
元,产品单价规定为500元。假设生产出的产品能完全销售,问生产量为
多少时利润最大?并求最大利润
解:总成本函数为
C(x)=∫x0(100+2t)dt+C(0)=100x+x 2+1000
总收益函数为R(x)=500x
总利润L(x)=R(x)-C(x)=400x-x2-1000,L’=400-2x,令L’=0,得
x=200,因为L’’(200)<0。所以,生产量为200单位时,利润最大。最
大利润为L(200)=400×200-2002-1000=390009(元)。
在这里我们应用了定积分,分析出利润最大,并不是意味着多增加产量
就必定增加利润,只有合理安排生产量,才能取得总大的利润。
2关于增长率问题
例:
设变量y是时间t的函数y=f(t),则比值为函数f(t)在时间区间上
的相对改变量;如果f(t)可微,则定义极限为函数f(t)在时间点t的瞬
时增长率。
对指数函数而言,由于,因此,该函数在任何时间点t上都以常数比
率r增长。
这样,关系式(*)就不仅可作为复利公式,在经济学中还有广泛的
应用。如企业的资金、投资、国民收入、人口、劳动力等这些变量都是时
间t的函数,若这些变量在一个较长的时间内以常数比率增长,都可以用
(*)式来描述。因此,指数函数中的“r”在经济学中就一般的解释为在
任意时刻点t的增长率。如果当函数中的r取负值时,也认为是瞬时增长
率,这是负增长,这时也称r为衰减率。贴现问题就是负增长。
3.弹性函数
设函数y=f(x)在点x处可导,函数的相对改变量Δyy=f(x+Δx)-
f(x)y与自变量的相对改变量Δxx之比,当Δx→0时的极限称为函数
y=f(x)在点x处的相对变化率,或称为弹性函数。记为EyEx•EyEx= lim
δx→0。
Δ yy Δ xx= lim δx→0 Δ y Δ x.xy=f’(x)xf(x)
在点x=x 0处,弹性函数值Ef(x 0)Ex=f’(x 0)xf(x 0)称为f(x)
在点x=x 0处的弹性值,简称弹性。EE xf(x 0)%表示在点x=x 0处,当
x产生1%的改变时,f(x)近似地改变EE xf(x 0)%。
经济学中,把需求量对价格的相对变化率称为需求弹性。
对于需求函数Q=f(P)(或P=P(Q)),由于价格上涨时,商品的需
求函数Q=f(p)(或P=P(Q))为单调减少函数,ΔP与ΔQ异号,所以特
殊地定义,需求对价格的弹性函数为η(p)=-f’(p)pf(p)。
例设某商品的需求函数为Q=e-p5,求(1)需求弹性函数;
(2)P=3,P=5,P=6时的需求弹性。
解:(1)η(p)=-f’(p)pf(p)=-(-15)e -p5 .pe -p5 =p5;
(2)η(3)=35=0.6;η(5)=55=1;η(6)=65=1.2
η(3)=0.6<1,说明当P=3时,价格上涨1%,需求只减少0.6%,需求
变动的幅度小于价格变动的幅度。
η(5)=1,说明当P=5时,价格上涨1%,需求也减少1%,价格与需求
变动的幅度相同。
除了上述几个例子之外,还有“规模报酬、等无数的经济概念和原理
是在充分运用导数、积分、全微分等各种微积分知识构建的。他们极大的
丰富了经济学内涵,为政府的宏观调控提供了重要帮助
三、总结与展望
数学学习是一种培养学生综合素质的有效手段,在教学实践中给学生
树立建模的思想对学生的综合素质发展有很大的帮助,也有助于提高我们
的学习积极性,因此,我们当代大学生学习高等数学的重要性就显而以见
的了,我们要想在21世纪的社会有一个立足之地就需要全面的发展自己,
而我们学习的高等数学又是这里面的重中重!我们只有认清当今社会的人
才培养目标,深入的学习高等数学,使高等数学在我们的人生中其到应有
的作用,为社会做到最大的效益!
2024年5月24日发(作者:漆明洁)
微积分在初等几何中的应用一例
【摘要】:我们学习了微积分,然而只学习不行的,学了的目的是为
了应用,本篇论文主要讲微积分在初等几何中的应用一例,有哪些应用,
怎么应用的。主要集中几何,经济以及我们在生活中的应用
【关键词】:微积分,几何,经济学,物理学,极限,求导
一、微积分在几何中的应用
微积分在我看来在几何中主要是为了研究函数的图像,面积,体积,
近似值等问题,对工程制图以及设计有不可替代的作用。
1.1求平面图形的面积
(1)求平面图形的面积
由定积分的定义和几何意义可知,函数y=f(x)在区间[a,b]上的定积
分等于由函数y=f(x),x=a,x=b和轴所围成的图形的面积的代数和。由
此可知通过求函数的定积分就可求出曲边梯形的面积。
例如:求曲线和直线x=l,x=2及x轴所围成的图形的面积。
分析:由定积分的定义和几何意义可知,函数在区间上的定积分等于
由曲线和直线,及轴所围成的图形的面积。
所以该曲边梯形的面积为f=
二、微积分在经济学的应用
高等数学在经济学中运用十分基础和广泛,经济学与数学是密不可分
息息相关的。高等数学方法在经济学中的运用增强了经济学的严密性和说
理性,将经济问题转化为数学问题,用数学方法对经济学问题进行分析,
将数学中的极限,导数、微分方程知识在经济中的运用。
1关于最值问题
例
设:生产x个产品的边际成本C=100+2x,其固定成本为C(0)=1000
元,产品单价规定为500元。假设生产出的产品能完全销售,问生产量为
多少时利润最大?并求最大利润
解:总成本函数为
C(x)=∫x0(100+2t)dt+C(0)=100x+x 2+1000
总收益函数为R(x)=500x
总利润L(x)=R(x)-C(x)=400x-x2-1000,L’=400-2x,令L’=0,得
x=200,因为L’’(200)<0。所以,生产量为200单位时,利润最大。最
大利润为L(200)=400×200-2002-1000=390009(元)。
在这里我们应用了定积分,分析出利润最大,并不是意味着多增加产量
就必定增加利润,只有合理安排生产量,才能取得总大的利润。
2关于增长率问题
例:
设变量y是时间t的函数y=f(t),则比值为函数f(t)在时间区间上
的相对改变量;如果f(t)可微,则定义极限为函数f(t)在时间点t的瞬
时增长率。
对指数函数而言,由于,因此,该函数在任何时间点t上都以常数比
率r增长。
这样,关系式(*)就不仅可作为复利公式,在经济学中还有广泛的
应用。如企业的资金、投资、国民收入、人口、劳动力等这些变量都是时
间t的函数,若这些变量在一个较长的时间内以常数比率增长,都可以用
(*)式来描述。因此,指数函数中的“r”在经济学中就一般的解释为在
任意时刻点t的增长率。如果当函数中的r取负值时,也认为是瞬时增长
率,这是负增长,这时也称r为衰减率。贴现问题就是负增长。
3.弹性函数
设函数y=f(x)在点x处可导,函数的相对改变量Δyy=f(x+Δx)-
f(x)y与自变量的相对改变量Δxx之比,当Δx→0时的极限称为函数
y=f(x)在点x处的相对变化率,或称为弹性函数。记为EyEx•EyEx= lim
δx→0。
Δ yy Δ xx= lim δx→0 Δ y Δ x.xy=f’(x)xf(x)
在点x=x 0处,弹性函数值Ef(x 0)Ex=f’(x 0)xf(x 0)称为f(x)
在点x=x 0处的弹性值,简称弹性。EE xf(x 0)%表示在点x=x 0处,当
x产生1%的改变时,f(x)近似地改变EE xf(x 0)%。
经济学中,把需求量对价格的相对变化率称为需求弹性。
对于需求函数Q=f(P)(或P=P(Q)),由于价格上涨时,商品的需
求函数Q=f(p)(或P=P(Q))为单调减少函数,ΔP与ΔQ异号,所以特
殊地定义,需求对价格的弹性函数为η(p)=-f’(p)pf(p)。
例设某商品的需求函数为Q=e-p5,求(1)需求弹性函数;
(2)P=3,P=5,P=6时的需求弹性。
解:(1)η(p)=-f’(p)pf(p)=-(-15)e -p5 .pe -p5 =p5;
(2)η(3)=35=0.6;η(5)=55=1;η(6)=65=1.2
η(3)=0.6<1,说明当P=3时,价格上涨1%,需求只减少0.6%,需求
变动的幅度小于价格变动的幅度。
η(5)=1,说明当P=5时,价格上涨1%,需求也减少1%,价格与需求
变动的幅度相同。
除了上述几个例子之外,还有“规模报酬、等无数的经济概念和原理
是在充分运用导数、积分、全微分等各种微积分知识构建的。他们极大的
丰富了经济学内涵,为政府的宏观调控提供了重要帮助
三、总结与展望
数学学习是一种培养学生综合素质的有效手段,在教学实践中给学生
树立建模的思想对学生的综合素质发展有很大的帮助,也有助于提高我们
的学习积极性,因此,我们当代大学生学习高等数学的重要性就显而以见
的了,我们要想在21世纪的社会有一个立足之地就需要全面的发展自己,
而我们学习的高等数学又是这里面的重中重!我们只有认清当今社会的人
才培养目标,深入的学习高等数学,使高等数学在我们的人生中其到应有
的作用,为社会做到最大的效益!