【零基础学经济Ep36】查漏补缺——数学基础(三:同济常微部分)+经济学概念日常梳理

数学方面,今天是同济书上也是一种最简单的常微分方程的解法,当然也是一种特殊的方程形式,之后再聊的所有常微分方程的解法当然从原理上也不难,但是要花力气去记,所以自然没有前三种简单。
越是简单的类型越少见就是咯,不过《高数》涉及的类型都是相对简单的类型,当然,既然工科都用这本书,说明,对于基础阶段的大多数题目,这点内容就够了,不过很好奇,物理专业也学的是高数吗?
经济学方面,高书进入一个新的大话题——弹性,看了看篇幅,这周最后三天就过完这一节就好了;然后我们继续聊曼昆书上第二个经济学原理的内容,曼昆的书,很有很有意思,对现实许多事情的理解很有启发性。
好了,学习开始咯!
part 1 同济《高等数学》常微分方程部分
前两天,我们聊了最简单也最特别的前两种微分方程的解法,今天来聊另一种最简单也最特别的微分方程的解法——齐次方程的解法,在此之前我们先复习一下之前学过的知识——
微分方程的基本概念——
微分方程——含有一个函数不同阶导数构成的方程,就是微分方程。
常微分方程——一元函数构成的微分方程。
偏微分方程——多元函数关于其中一个自变量的微分方程。
全微分方程——等式左端是一个多元函数的全微分,右端是零的形式——又叫做恰当方程,一般是《常微》教材介绍的第一种类型的常微分方程。
微分方程的解——一个满足等式的函数。
我们之前介绍了两种方法对应两种类型的微分方程——
直接法——直接可以用不定积分解决的常微分方程的形式,不过这种类型的题目,把不定积分那一章学好就可以了,一般常微分方程教材不会作多赘述;
分离变量的方法——顾名思义,就是说,我们可以把所有的含x或者dx的项移到等式一边,把所有y和dy移到另外一边,而且这里面,dx和dy的关系一定是相除的关系dx/dy,dx和含x的式子,dy和含y的式子一定是相乘的形式,然后一起积分就好。
今天聊第三种特别且简单的常微分方程的类型——齐次方程;
注意——
这种类型的微分方程依然是常微分方程中比较特别的类型,有对应的特定的方法;
在常微分方程的课程中,还有一个不同的概念叫做,齐次的一阶线性微分方程(简称“齐次方程”),是在研究一阶线性方程中,比较简单且基础的一种,大多数的数学教材都按照从简单到复杂,从特殊到一般的顺序,所以很快我们就会介绍到,然后就是一大堆常数变易法的公式要背了——千万不要混淆哦!
齐次方程
定义一——形如dy/dx=f(x,y),等式右端的函数f(x,y)为它的变量x和y的零次齐次函数,即满足恒等式f(tx,ty)=f(x,y),则称这个方程为齐次方程。
定义二——如果微分方程P(x,y)dx+Q(x,y)dy=0,满足P(x,y)与Q(x,y)都是x和y的同次齐次函数,则称这个方程为齐次方程
齐次函数——函数P(x,y)满足P(tx,ty)=t^mP(x,y),称P(x,y)为x和y的m次齐次函数。
易证明——
定义一——dy/dx=f(x,y)=f(x*(1/y),y*(1/y))=f(x/y,1)=g(x/y);
定义二——P(x/y,1)/Q(x/y,1)=P(x*(1/y),y*(1/y))/Q(x*(1/y),y*(1/y))=(1/y)^mP(x,y)/(1/y)^mQ(x,y)=P(x,y)/Q(x,y),
dy/dx=-P(x,y)/Q(x,y)=-P(x/y,1)/Q(x/y,1)=g(x/y)。
齐次方程
定义三——形如dy/dx=g(x/y)的微分方方程为齐次方程。
方法——变量替换法——令y=ux,u=y/x,是一个关于x的函数。
例子——解方程dy/dx=x+y/x-y。
令y=ux,由dy/dx=(x+y)/(x-y)得到d(ux)/dx=(x+ux)/(x-ux);
由函数乘法求导法则知:u求导为u'=du/dx,x'=1;
则左式=xu'+x'u=x(du/dx)+u,右式=(x+ux)/(x-ux)=(1+u)/(1-u);
左式=右式,即x(du/dx)+u=(1+u)/(1-u)——回归到变量分离的类型;
[(1-u)/(1+u^2)]du=(1/x)dx;
两边积分得到,arctan u- ln[(1+u^2)^(1/2)]=ln |x|+C;
将u=y/x代入即可。
本种类型题目难点依然在于积分这一步,常用积分要记在脑子里。这题直接用到的是前面不定积分部分做过题目的结论。
part 2.1 经济学概念——高鸿业
高鸿业《西方经济学》第二章第五节:弹性——
稍微开个头第五节引入弹性的概念——
弹性——一般来说,只要两个经济变量之间存在函数关系,我们就可用弹性来表示因变量对自变量变化的反应敏感程度。
弹性一般公式——弹性系数=因变量的变动比例/自变量的变动比例。
弹性公式——e=(ΔY/ΔX)(X/Y)——e:弹性系数,ΔX、ΔY变量X、Y的变动值。
弧弹性公式——ΔX趋于0时,e=lim (ΔY/ΔX)(X/Y)=(dY/dX)(X/Y)——极限值。
本书讨论需求的价格弹性,明天继续。
part 2.2 经济学概念——曼昆
我们来逐一介绍曼昆《经济学原理》上的原理,曼昆的经济学的十条原理第二条:
the cost of sth(something)is what you give up to get it.一件事物的成本是你为了获得它而放弃的事物——曼昆说明真正的cost成本往往不易察觉,而且容易误解,以上大学的成本为例:
习惯上会把学费、书本费、住宿费、伙食费,等等都算进去,然而,即使不上大学,你也要吃饭要有地方住,所以住宿费、伙食费实际上不是上大学的成本;
容易被忽略的实际上的最大的成本是上大学所付出的时间,这些时间如果拿去工作可以做许多事情,引出了机会成本的概念——
我们考虑事物的可能性,如果你做出了一个选择,去做或者不做某事,都等于放弃了某些其他的可能性,这些放弃了的可能性所包含的价值就是机会成本,比如对于职业运动员而言,去上大学等于大笔钱要打水漂,机会成本太大。
依然是对理性思维训练很好的素材。
明天继续!