浅谈矩阵在经济管理问题中的一些应用
2023-07-22 13:19:47
论文总字数:5097字
摘 要
矩阵在经济规划和管理中有着广泛的应用,只要经济工作者把复杂的数据列成矩阵,那么对于决策和简化计算都有极大的好处.本文在矩阵理论的基础上,引出了矩阵的一系列重要的经济管理方面的应用,借以说明矩阵工具的实用价值.关键词:矩阵,经济,管理
Abstract:Matrix has been widely used in economic planning and management, as long as the economic worker tabulate complex data into matrices, then for decision-making and simplified calculation has great benefits. In this paper, based on matrix theory, it leads to a series of important economic management applications of the matrix, in order to illustrate the practical value of matrix tool.
Keywords: matrix,economic,management
目 录
1 引言……………………………………………………………………………4
2 矩阵理论的框架………………………………………………………………4
2.1 矩阵的概念…………………………………………………………………4
2.2 矩阵的运算…………………………………………………………………4
2.3 转置矩阵……………………………………………………………………5
2.4 伴随矩阵……………………………………………………………………6
2.5 矩阵的逆……………………………………………………………………7
3 矩阵在经济管理方面的应用…………………………………………………7
3.1 在简单供求模型中的应用…………………………………………………7
3.2 在简单凯恩斯国民收入模型中的应用……………………………………8
3.3 在希克斯-汉森模型:封闭经济中的应用………………………………9
3.4 在投入产出模型中的综合应用…………………………………………10
结论………………………………………………………………………………13
参考文献…………………………………………………………………………14
致谢………………………………………………………………………………15
1 引言
金融危机使得经济学更加受到重视,为了更好的学习经济学就必须去了解相关的经济学模型,而这一切都要建立在数学知识的熟练运用上. 矩阵理论是数学的一大分支,最早是为了求解线性方程组而提出,但经过多年的发展,矩阵理论发展出了许多分支,成为了一些学科的理论基础与重要工具.随着计算机与信息技术的快速发展,矩阵理论已经广泛应用在如工程计算、经济管理物流等领域,在生产实践中的应用越来越广泛,为社会发展和科技进步做出了巨大贡献.
有许多学者运用矩阵理论在经济管理学相互关系的研究与讨论中,发表了许多文献[1-5],其中有许多经典结论,在经济管理学的研究和发展中发挥了巨大的推动作用. 近年来国内的一些研究成果如徐丛春等人[6]给出的基于波士顿矩阵的广东省海洋产业竞争力评价研究,吴红艳在[7]中提到的矩阵在现代企业管理中的应用等.
本文通过查阅文献,搜集资料,对矩阵工具在经济管理问题中的应用做了一些总结,希望能够总结规律,为更好地发挥矩阵这一数学工具在经济管理问题中的作用提供帮助.本文重点总结了几种经济学模型,以此来说明矩阵在经济管理问题中的重要性。本文的第二节介绍了矩阵理论的框架.在第三节中列举了矩阵在经济管理问题中的不同应用,以便更好的理解矩阵在经济管理问题中的重要性和实用性.
2 矩阵理论的框架
2.1 矩阵的概念
由个数排成行列的数表
A=
称为行列矩阵,简称矩阵,可记作或,称为矩阵的元素.
2.2 矩阵的运算
矩阵的运算是高等代数线性代数的一个基本内容,根据本论文的需要,这里只简单介绍矩阵的加法和乘法两种基本运算.
定义1 设和是两个同型矩阵,则
,称为矩阵与的和,记为
定义2 对于矩阵称矩阵为的负矩阵,记为.显然,有
矩阵的加法运算满足下列运算定律
- 交换律
- 结合律
- 零矩阵的作用
- 负矩阵的作用
定义3 设有矩阵与矩阵,则矩阵,其中,称为与的乘积,记为.
矩阵的乘法运算有以下几个特点
- 矩阵与矩阵的乘积矩阵的元素事实上是矩阵的第i行元素与矩阵的第j列对应元素的乘积之和,从而决定的行数必须等于的行数.
- 乘积矩阵的行数等于矩阵的行数,乘积矩阵的列数等于矩阵的列数.
- 矩阵的乘法不满足交换律,即,但这不是绝对的,在有些情况下,与还是可以相等,比如与都是对角矩阵.
例如
,
,
所以
- ,这说明两个非零矩阵的乘积可能是零矩阵,即,不能推出或.
- ,但是,这说明矩阵的乘法不满足消去律.
矩阵乘法满足的运算定律:
(1)
- (左乘分配律), (右乘分配律)
2.3 矩阵的转置
把一个矩阵的行列依次互换,所得的矩阵称为的转置,记为.可确切地定义如下.
定义4 已知s行n列矩阵
将行列互换,所得到的矩阵称为的转置矩阵,记作,即
矩阵的转置也是一种运算,可以证明,矩阵的转置满足以下运算规律
(1)
(2)
(3)
(4)
2.4 伴随矩阵
定义1 阶行列式
的某一元素的余子式指的是在中划去所在行和列后所余下的阶子式。
定义2 n阶行列式的元素的余子式附以符号后,叫做元素的代数余子式。
元素的代数余子式用符号来表示:
把矩阵
叫做矩阵的伴随矩阵
设为n阶矩阵(),为单位矩阵,为的伴随矩阵,为的行列式,则有.
2.5 矩阵求逆
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