Диссертация (1152448), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Неравенство ∗ − 0 > ∆выполняется на отрезке [; ∗ − 0 ] и не выполняется на отрезке ( ∗ − 0 , ), следовательно: ∗ −02 ( ∗ ) = ∫2(Δ − )21 ( ∗ − 0 − Δ)Δ =∙( − )( − )( − )( − )⏟01 ∗ −0 ∗ −0∙ ∫ ( ∗ − 0 − Δ)(Δ − )Δ =21[ ∫ (0 − ∗ )Δ +( − )( − ) ∗ −0 ∗ −0+ ∫ ( ∗ − 0 + )ΔΔ − ∫ Δ 2 Δ] = ∗ −0∙ Δ|21[(0 − ∗ ) ∙( − )( − )1121 ∗ − ∗ −+ ( ∗ − 0 + )Δ 2 | 0 − Δ 3 | 0 ] =∙( − )( − )231∙ [(0 − ∗ )( ∗ − 0 − ) + ( ∗ − 0 + +)( ∗ 2 − 20 ∗ + 0 2 − 2 ) −211121[0 ∗ − 0 2 −− ∗ 3 + 0 ∗ 2 − 0 2 ∗ + 0 3 + 3 ] =(333− )( − )111−2 0 − ∗ 2 + 0 ∗ + 2 ∗ + ∗ 3 − 0 ∗ 2 + 0 2 ∗ − 2 ∗ −222111111− 0 ∗ 2 + 0 2 ∗ − 0 3 + 2 0 + ∗ 2 − 0 ∗ + 0 2 − 3 −2222222821111 ∗31 3 1 3] =[ ∗ 3 + (− −∗22 ∗( − )( − ) 6− + 0 − 0 + 0 + 23331111111− 0 ) ∗ 2 + ( 2 + 0 + 0 2 ) ∗ − 0 2 − 2 0 − 0 3 − 3 ] =2222266211111=[ ∗ 3 − ( + 0 ) ∗ 2 + ( + 0 )2 ∗ − ( + 0 )3 ] =( − )( − ) 6226=1( ∗ − + 0 )3 .3( − )( − )Таким образом, во втором случае из формулы (2.9) получаем формулу (2.11):2 ( ∗ ) =1( ∗ − + 0 )3 .3( − )( − )(2.11)Рассмотрим третий случай, когда < ≤ ∗ − 0 < .
Неравенство ∗ −0 > ∆ выполняется на отрезках [; ] и [; ∗ − 0 ] и не выполняется на отрезке( ∗ − 0 ; ), следовательно:3 ( ∗ ) = ∫ ∗ −02(Δ − ) ( ∗ − 0 − Δ)Δ + ∫ ( ∗ −(⏟−)(−)⏟00112(b − Δ)211Δ =∫( ∗ − 0 − Δ) (Δ −)[−0 − Δ ( − )( − )( − ) ( − ) ∗ −0−) Δ +1211∫ ( ∗ − 0 − Δ)(b − Δ)Δ ] =∙[( − )( − ) ( − )29∙ (∫ (0 − ∗ )Δ + ∫( ∗ − 0 + )Δ Δ − ∫ Δ 2 Δ) + ∗ −0 ∗ −01∙( − ) ∗ −0∙ ( ∫ ( ∗ − 0 )Δ + ∫ (− ∗ + 0 − ) Δ Δ + ∫ Δ 2 Δ )] ==+21111[((0 − ∗ )Δ| + ( ∗ − 0 + )Δ 2 | − Δ 3 | ) +( − ) ( − )23111 ∗ − ∗ − ∗ −(( ∗ − 0 )Δ| 0 − ( ∗ − 0 + )Δ 2 | 0 + Δ 3 | 0 )] =( − )23=2111[((0 − ∗ )( − ) + ( ∗ − 0 + ) ( − )( + ) −( − ) ( − )2111− ( − )( 2 + + 2 )) +(( ∗ − 0 )( ∗ − 0 − ) − ( ∗ −( − )3211−0 + )( ∗ 2 −20 ∗ + +0 2 − 2 ) + ∗ 3 − 0 ∗ 2 + 0 2 ∗ − 0 3 −3312111111[0 − ∗ + ∗ + ∗ − 0 − 0 + +− 3 )] =( − )32222211111+ 2 − 2 − − 2 +( ∗ 2 − 0 ∗ − ∗ − 0 ∗ +(2333− )1111+0 2 + 0 − ∗ 3 + 0 ∗ 2 − 0 2 ∗ + 2 ∗ + 0 ∗ 2 − 0 2 ∗ +222230111111+ 0 3 − 0 2 − ∗ 2 + 0 ∗ − 0 2 + 2 + ∗ 3 − 0 ∗ 2 +2222231121 11+0 2 ∗ − 0 3 − 3 )] =[ ( − ) ∗ + ( −)(30 + + 2) +( − ) 2336+111111(− ∗ 3 + ( + 0 ) ∗ 2 + (− 0 2 − 0 − + 2 ) ∗ +( − )622221111121 1+ 0 3 + 0 2 + 0 − 0 2 + 2 − 3 ) ] =[ ( − ) ∙( − ) 662223∙ (30 + + 2 − 3 ∗ ) +1111111(− ∗ 3 + ( + 0 + 0 + − ) ∙( − )62363311111∙ ∗ 2 + (− 0 2 − 0 + 0 − 0 − + 2 ) ∗ + (0 + )2 (0 +22226+3 − 2))] =21 11∙[ ( − )(30 + + +2 − 3 ∗ ) +( − ) 6( − )1111∙ (− ∗ 3 + (0 + ) ∗ 2 + (0 + 3 − 2) ∗ 2 − (0 + )(0 + 3 −63631121 1−2) ∗ − (0 + )2 ∗ + (0 + )2 (0 + 3 − 2) ) ] =[ ( −( − ) 666−)(30 + + 2 − 3 ∗ ) +∙ (0 + 3 − 2 − ∗ )] =1111( (0 + )2 − (0 + ) ∗ + ∗ 2 ) ∙( − ) 63621 1[ ( − )(30 + + 2 − 3 ∗ ) +( − ) 631+1(0 + − ∗ )2 (0 + 3 − 2 − ∗ )].6( − )Таким образом, в третьем случае из формулы (2.9) получаем формулу (2.12):3 ( ∗ ) =1[( − )(30 + + 2 − 3 ∗ ) +3( − )1(0 + − ∗ )2 (0 + 3 − 2 − ∗ )].+( − )(2.12)В четвертом случае, при < ≤ ∗ − 0 , неравенство ∗ − 0 > ∆ выполняется на всем отрезке [, ], следовательно:2(Δ − )4 ( ∗ ) = ∫ ( ∗ − 0 − Δ)Δ + ∫ ( ∗ − 0 −( − )( − )⏟⏟00112(b − Δ)211−Δ) + ∫ Δ =∫( ∗ − 0 − Δ) ∙[( − ) ( − )⏟0 ( − )( − )11211∙ (Δ − )Δ +∫( ∗ − 0 − Δ)(b − Δ)Δ ] =∙[( − )( − ) ( − )∙ (∫ (0 − ∗ )Δ + ∫( ∗ − 0 + ) Δ Δ − ∫ Δ 2 Δ) +1∙( − )∙ (∫ ( ∗ − 0 )Δ + ∫(− ∗ + 0 − )Δ Δ + ∫ Δ 2 Δ)] =21∙( − )321111( ∙∙[((0 − ∗ )Δ| + ( ∗ − 0 + ) Δ 2 | − Δ 3 | ) +( − )( − )2311211∙ ( ∗ − 0 ) Δ| − ( ∗ − 0 + )Δ 2 | + Δ 3 | ) ] =∙[( − ) ( − )2311∙ ((0 − ∗ )( − ) + ( ∗ − 0 + )( − )( +) − ( − )( 2 + +23+2 )) +111(( ∗ − 0 )( − ) − ( ∗ − 0 + ) ( − )( + ) + ∙( − )23∙ ( − )(2 + + 2 )) ] =21111[0 − ∗ + ∗ + ∗ − 0 −( − )22211111111− 0 + + 2 − 2 − − 2 + ∗ − 0 − ∗ − ∗ +22233322111111121 1 ∗+ 0 + 0 − − 2 − + 2 + + 2 ] =[ −( − ) 22222333111111121 1 ∗− ∗ + 0 − 0 + − + 2 − 2 ] =[ ( −( − ) 2222666611121 1( − ) ∙−) + 0 ( − ) + ( − ) + ( − )( + )] =( − ) 6266∙ (30 + + + − 3 ∗ ) =1(3 ∗ − − − − 30 ).3И наконец, в четвертом случае из формулы (2.9) получаем формулу (2.13):331(3 ∗ − − − − 30 ).34 ( ∗ ) =(2.13)Теперь рассмотрим второе слагаемое выражения (2.8), которое выражаетсяследующей формулой (2.14): ( ∗ ) = ∫ (0 + Δ − ∗ )(Δ)Δ .(2.14)Интеграл в формуле (2.14) существует при ∗ < , это равносильно тому, что ∗ < 0 + ∆, а значит, интеграл (2.14) существует и при ∗ − 0 < ∆.Рассмотрим четыре возможных случая.В первом случае, при ∗ − 0 < < , неравенство ∗ − 0 < ∆ выполняется на всем отрезке [, ], следовательно:2(Δ − )1 ( ∗ ) = ∫ Δ + ∫ ⏟ (0 + Δ − ∗ )⏟ (0 + Δ − ∗ ) ∙( − )( − )222(b − Δ)221∙Δ =∫(0 + Δ − ∗ )(Δ − )Δ +[( − )( − )( − ) ( − )1221+∫(0 + Δ − ∗ )(b − Δ)Δ] =[(∫ ( ∗ − 0 ) ∙( − )( − ) ( − )1∙ Δ + ∫(0 − ∗ − )Δ Δ + ∫ Δ 2 Δ ) +(∫ (0 − ∗ ) ∙( − )34∙ Δ + ∫( ∗ − 0 + ) Δ Δ − ∫ Δ 2 Δ)] =221(( ∗ −[( − ) ( − )111((0 − ∗ )Δ| +−0 )Δ| + (0 − ∗ − ) Δ 2 | + Δ 3 | ) +( − )23+1 ∗1221( − 0 + ) Δ 2 | − Δ 3 | )] =[(( ∗ − 0 ) ∙( − ) ( − )2311∙ ( − ) + (0 − ∗ − )( − )( + ) + ( − )( 2 + + 2 )) +23+111((0 − ∗ )( − ) + ( ∗ − 0 + )( − )( + ) − ( − ) ∙( − )23∙ ( 2 + + 2 )) ] =221111[ ∗ − 0 − ∗ − ∗ + 0 + 0 −( − )222211111111− − 2 + 2 + + 2 − ∗ + 0 + ∗ + ∗ − 0 −223332221111112211− 0 + + 2 + − 2 − − 2 ] =[− ∗ + ∗ −( − ) 2222333211111122 1 ∗1− 0 + 0 − + − 2 + 2 ] =[ ( − ) + 0 ∙( − ) 22266662∙ ( − ) +1122 1( − )(30 + +( − ) + ( − )( + )] =( − ) 66635+ + − 3 ∗ ) =2(30 + + + − 3 ∗ ).3Таким образом, в первом случае формула (2.14) примет вид (2.15):1 ( ∗ ) =2(30 + + + − 3 ∗ ).3(2.15)Рассмотрим второй случай, когда ≤ ∗ − 0 < < .
Неравенство ∗ −0 < ∆ выполняется на отрезках [ ∗ − 0 ; ] и [; ] и не выполняется на отрезке[; ∗ − 0 ], следовательно:2(Δ − )∫ Δ + ∫ ⏟ (0 + Δ − ∗ )⏟ (0 + Δ −( − )( − )2 ( ∗ ) = ∗ −0 222(b − Δ)221− ∗ )Δ =∫ (0 + Δ − ∗ )(Δ − ) ∙[( − )( − )( − ) ( − ) ∗ −01221∙ Δ +∫(0 + Δ − ∗ )(b − Δ)Δ] =∙[( − )( − ) ( − )∙ ( ∫ ( ∗ − 0 ) ∙ Δ + ∗ −0∫ (0 − ∗ − )Δ Δ + ∗ −0∫ Δ 2 Δ) + ∗ −01+(∫ (0 − ∗ ) ∙ Δ + ∫( ∗ − 0 + )Δ Δ − ∫ Δ 2 Δ )] =( − )=22111(( ∗ − 0 )Δ| ∗−0 + (0 − ∗ − )Δ 2 | ∗−0 + ∙[( − ) ( − )2336∙ Δ 3 | ∗−0 ) +∙ Δ 3 | )] =111((0 − ∗ )Δ| + ( ∗ − 0 + )Δ 2 | − ∙( − )232211[(( ∗ − 0 )( − ∗ + 0 ) + (0 − ∗ − ) ∙( − ) ( − )2111∙ (с2 − ∗ 2 + 2 ∗ 0 − 0 2 ) + 3 − ∗ 3 + ∗ 2 0 − ∗ 0 2 + 0 3 ) +333+111((0 − ∗ )( − ) + ( ∗ − 0 + )( − )( + ) − ( −( − )23−)( 2 + + 2 )) ] =221[(с ∗ − ∗ 2 + 0 ∗ − с0 +( − ) ( − )11111+0 ∗ − 0 2 + 0 с2 − 0 ∗ 2 + ∗ 0 2 − 0 3 − с2 ∗ + ∗ 3 −22222111111− ∗ 2 0 + 0 2 ∗ − с2 + ∗ 2 − ∗ 0 + 0 2 + 3 − ∗ 3 +22223311111+ ∗ 2 0 − ∗ 0 2 + 0 3 ) − ∗ + 0 + ∗ + ∗ − 0 − 0 +322221111122111+ 2 + − 2 − − 2 ] =[( ∗ 3 − ( + 0 ) ∙( − ) ( − ) 622333211111∙ ∗ 2 + ( 0 2 + 0 + − 2 ) ∗ − 0 3 − 0 2 − 0 + 0 2 −22622111221− 2 + 3 ) + ( − )(30 + + 2 − 3 ∗ )] =∙[( − ) ( − )2363711111111∙ ( ∗ 3 + (− − 0 − 0 + − ) ∗ 2 + ( 0 2 + 0 2 + +0 +62363336212111+ − 2 + 2 − 0 + 0 + 0 ) ∗ − (0 3 + 30 2 + 60 −363336122−30 2 + 3 2 + 2 3 )) + ( − )(30 + + 2 − 3 ∗ )] =∙( − )611111∙[( ∗ 3 − (0 + ) ∗ 2 − (0 + 3 − 2) ∗ 2 + (0 + )(0 +( − ) 6363111+3 − 2) ∗ + (0 + )2 ∗ − (0 + )2 (0 + 3 − 2)) + ( − ) ∙666∙ (30 + + 2 − 3 ∗ )] =2211[( ( ∗ 3 − 2(0 + ) ∗ 2 + (0 +( − ) ( − ) 61+)2 ∗ ) − ((0 + 3 − 2) ∗ 2 − 2(0 + )(0 + 3 − 2) ∗ + (0 + )2 ∙61221∙ (0 + 3 − 2))) + ( − )(30 + + 2 − 3 ∗ )] =∙[( − ) ( − )6111∙ ( ∗ ( ∗ − 0 − )2 − (0 + 3 − 2)( ∗ − 0 − )2 ) + ( − )(30 +666+ + 2 − 3 ∗ )] =21( ∗ − 0 − )2 ( ∗ − 0 − 3 + 2) +[3( − ) ( − )+( − )(30 + + 2 − 3 ∗ )].38Таким образом, во втором случае формула (2.14) примет вид (2.16):2 ( ∗ ) =21( ∗ − 0 − )2 ( ∗ − 0 − 3 + 2) +[3( − ) ( − )+( − )(30 + + 2 − 3 ∗ )].(2.16)Рассмотрим третий случай, когда < ≤ ∗ − 0 < .
Неравенство ∗ −0 < ∆ выполняется на отрезке [ ∗ − 0 ; ] и не выполняется на отрезке [; ∗ −0 ], следовательно:3 ( ∗ ) =∫ ⏟ (0 + Δ − ∗ ) ∗ −0 22(b − Δ)22Δ =∙( − )( − )( − )( − )∙22∫ (0 + Δ − ∗ )(b − Δ)Δ =[ ∫ (0 − ∗ )Δ +( − )( − ) ∗ −0 ∗ −0+ ∫ ( ∗ − 0 + )Δ Δ − ∗ −0∫ Δ 2 Δ] = ∗ −022[(0 −( − )( − )1122− ∗ ) Δ| ∗−0 + ( ∗ − 0 + )Δ 2 | ∗−0 − Δ 3 | ∗−0 ] =∙( − )( − )2311∙ [(0 − ∗ )( − ∗ + 0 ) + ( ∗ − 0 + )(2 − ∗ 2 + 2 ∗ 0 − 0 2 ) − ∙23∙ ( 3 − ∗ 3 + 3 ∗ 2 0 − 3 ∗ 0 2 + 0 3 )] =22[ 2 0 − 0 ∗ +( − )( − )1111+0 2 − 2 ∗ + ∗ 2 − 0 ∗ + 2 ∗ − ∗ 3 + 0 ∗ 2 − 0 2 ∗ − 0 2 +222239111111+ 0 ∗ 2 − 0 2 ∗ + 0 3 + 3 − ∗ 2 + 0 ∗ − 0 2 − 3 +222223112211+ ∗ 3 − 0 ∗ 2 + 0 2 ∗ − 0 3 ] =[− ∗ 3 + (0 + ) ∙( − )( − ) 6332111∙ ∗ 2 + (− 2 − 0 − 0 2 ) ∗ + (0 3 + 30 2 + 3 2 0 + 3 )] =226=221111[− ∗ 3 + (0 + ) ∗ 2 − (0 + )2 ∗ + (0 + )3 ] =( − )( − ) 6226=−2( ∗ − 0 − )3 .3( − )( − )Таким образом, в третьем случае формула (2.14) примет вид (2.17):3 ( ∗ ) =−2( ∗ − 0 − )3 .3( − )( − )(2.17)В четвертом случае, при ≤ ∗ − 0 , неравенство ∗ − 0 < ∆ не выполняется, следовательно, интеграл ( ∗ ) в области (; +∞) не существует, а значит,примет вид (2.18):4 ( ∗ ) = 0.(2.18)Найдем математическое ожидание суммарных издержек в каждой из рассмотренных областей.
Для этого сложим полученные формулы (2.10) и (2.15),(2.11) и (2.16), (2.12) и (2.17), (2.13) и (2.18).Сложив формулы (2.10) и (2.15), получим выражение (2.19):401 ( ∗ ) = 1 ( ∗ ) + 1 ( ∗ ) =2(30 + + + − 3 ∗ ).3(2.19)Сложив формулы (2.11) и (2.16), получим выражение (2.20):2 ( ∗ ) = 2 ( ∗ ) + 2 ( ∗ ) =+1( ∗ − + 0 )3 +3( − )( − )21( ∗ − 0 − )2 ( ∗ − 0 − 3 + 2) +[3( − ) ( − )+( − )(30 + + 2 − 3 ∗ )].(2.20)Сложив формулы (2.12) и (2.17), получим выражение (2.21):3 ( ∗ ) = 3 ( ∗ ) + 3 ( ∗ ) =+1[( − )(30 + + 2 − 3 ∗ ) +3( − )1( + − ∗ )2 (0 +3 − 2 − ∗ ) ] −( − ) 02( ∗ − 0 − )3 .−3( − )( − )(2.21)Сложив формулы (2.13) и (2.18), получим выражение (2.22):4 ( ∗ ) = 4 ( ∗ ) + 4 ( ∗ ) =1(3 ∗ − − − − 30 ).3(2.22)Найдем минимум ожидаемых издержек в каждой из областей.1 ( ∗ ) =23(30 + + + − 3 ∗ )- линейная убывающая функция, значит,минимальное значение достигается на правом конце отрезка (−∞; + 0 ], следовательно, в точке ∗ = + 0 .
Минимальное значение функции 1 ( ∗ ) представлено формулой (2.23):41min 1 ( ∗ ) =∗ =+022(30 + + + − 3 − 30 ) =( + − 2). (2.23)33Чтобы найти минимум 2 ( ∗ ), возьмем производную функции (2.20) и приравняем ее к нулю.2 ( ∗ )121∗2)=3(−++2( ∗ − 0 −[0∗3( − )( − )3( − ) ( − )−)( ∗ − 0 − 3 + 2) +=∙1( ∗ − 0 − )2 + ( − )(−3)] =( − )12( ∗ 2 − 2 ∗ − 20 ∗ + 20 + 2 + 0 2 ) + ∙( − )( − )32( ∗ 2 − 20 ∗ + ∗ − 3 ∗ + 0 2 − 0 − 2 2 + 3 +( − )( − )+30 ) +−21 ∗2( − 2 ∗ − 20 ∗ + 20 + 2 + 0 2 ) −( − )( − ) 321( − ) =( ∗ 2 − 2 ∗ − 20 ∗ + 20 + 2 +( − )( − )( − )+0 2 ) +2( ∗ 2 − 20 ∗ − 2 + 0 2 − 2 ∗ + 2 + 20 +( − )( − )+2 − 2 ) −(1 + 2 )2( − ) =( ∗ 2 − 2 ∗ − 20 ∗ + 2 +( − )( − )( − )+20 + 0 2 ) −22(2 − 2 + 2 ) −( − ) =( − )( − )( − )42=+(1 + 2 )( ∗ 2 − 2 ∗ ( + 0 ) + ( + 0 )2 ) +( − )( − )(1 + 2 )−2 + 2 − 2 + 2 2 ( − )( ∗ − − 0 )2 −==( − )( − )( − )( − )=(1 + 2 )( ∗ − − 0 )2 − 2 .( − )( − )Получаем формулу (2.24):(1 + 2 )2 ( ∗ )( ∗ − − 0 )2 − 2 .=∗( − )( − )Приравняем выражение (2.24) к нулю:2 ( ∗ )= 0; ∗(1 + 2 )( ∗ − − 0 )2 − 2 = 0;( − )( − )(1 + 2 )( ∗ − − 0 )2 = 2 ;( − )( − )( ∗ − − 0 )2 =2 ( − )( − );(1 + 2 ) ∗ − − 0 = ±√2 ( − )( − );(1 + 2 )(2.24)432 ( − )( − )∗1,2= + 0 ± √.(1 + 2 )Графиком функции(1 +2 )(−)(−)( ∗ − − 0 )2 − 2 = 0 является парабола,( + )12ветви направлены вверх, т.к.