2002年度 計量社会科学
第4回レポート(社会システム)

7月8日出題、8月2日提出(訂正)
提出法

修正履歴
7/11 3 訂正(定数項を 1 から x へ)
7/12 9 ii) 保留解除
    2 vii) 出題
    10 出題
7/23 5 ii) 出題
    4 iii) ヒント追加
7/25 提出法


<基礎学力>

1 【数列】 次の数列の第 20 項まで求め、図示しなさい。また有限の極限値のあるものについてはそれを求めなさい。
    i) 初項 10, 公差=3 の等差数列
    ii) 初項 2, 公比=0.7 の等比数列
    iii) an+1= 0.8 an+ 3.2, a1= 10

<ヒント> i) では A1 に 10 と入れ、A2 に「=A1+3」と入れて、リターンキー。A2 の右下の小■印にマウス・ポインタを合わせて、下へドラッグ(命令の複写)。グラフはツールバーのグラフ・ウィザードから。折線グラフを選ぶ。→ データ範囲を指定してから。

2 【関数グラフ】 次の関数のグラフを描きなさい。(かっこ[ ]内は計算に際しての x の変化幅。これより細かくてもよい)
    i) 正弦関数 sin x (0 〜 2π) [0.05]
    ii) 余弦関数 cos x (0 〜 2π) [0.05]
    iii) 同、位相ずれ 3 sin 2x+4 cos2x (0 〜π) [0.01]
    iv) 指数的発散 e2x (0 〜 3)   [0.01]
    v) 指数的減衰 e-x ( 0 〜 5 )  [0.05]
    vi) 減衰振動 e-x sin2x (0 〜 5)  [0.05]
    vii) ロジスティック関数 5/(1+2 e-t/2) (-10 〜 10) [0.1]

<ヒント> i) A1, A2,… に x を入れ、B1 には関数ウィザード(ツールバー)fx から SIN を選んで入れる。自動的に=が付き、数値入力窓(ダイアログボックス)が表示されるので、ボックスの右下赤印をクリック、データ範囲を指定(再び赤印クリック)するか、自ら A1:A130 などのように手入力する。最後は OK とする。あとは 1 と同様にドラッグして完成。iii) は 2 行を加える。   授業板書

3 【微分方程式】 次の微分方程式の解 x(t) を求め、適当に図示しなさい。
    6 d2x/dt2− 5 dx/dt + x = 0
     初期条件: t=0 のとき、x=5, dx/dt=2

<ヒント> p.176 [定理2]

4 【行列演算:逆行列】 逆行列について学びなさい。また、次の i), ii) の逆行列を求めなさい。さらに iii) の連立方程式を解きなさい。

    i)  (筆算で)

    ii)  (EXCEL で)

    iii)  (逆行列の方法およびクラメールの公式で)

<ヒント> 巻末「行列と行列式(線形代数)」まとめ。ii) は EXCEL で MINVERSE。上記 2 ヒント参照。ただし「OK」用いない。iii) で、行列式は MDETERM 使用。

5 【行列演算:固有値問題】 正方行列の固有値問題について学び(p.181 下段)、次の i), ii) の対称行列の固有値問題を解きなさい。ベクトルは長さ 1 とすること。

    i)  (計算で)

    ii)  (固有値プログラム使用)

<ヒント> 最大固有値は 1.8953,固有ベクトルは(0.1800, 0.6885, 0.7025)’ etc.

<方法応用>

6 2,000 万円の融資を年 3.75% の利率で受けるとき、15 年で返済するための割賦の年額を求めなさい。また、各年の残債を求めなさい。

<ヒント> 1 iii) と同形式。

7 p.169の a), b), c), d) の差分方程式の解(人口爆発、個体数の安定、漸近的減少の例など)を第 5 項まで求めなさい。初期条件は図 5.7 とする。

8 次の需要関数・供給関数
    d=2.5−0.85p, s=0.05+0.6p
に対し、「くもの巣」モデルを計算し図示しなさい。p=2.8 で、まず生産者が行動する。

<ヒント> pp.161, 162, 1 iii) と同形式。

9 
i) リチャードソンのモデルでドイツ vs.フランスのケース
    dx/dt=−18x+4y
    dy/dt= 4x−10y
の一般解(x(t), y(t))を求めなさい。係数は小数点以下 2 桁とする。

<ヒント> (3.8)−(3.11)にならう。

ii) ロトカ・ヴォルテラの被食者・捕食者モデル
    dx / dt = αx - γxy  (被食者)
    dy / dt = -βy + δxy  (捕食者)
において、パラメータ群の 2 ケース
    i) α = 5, β = 3, γ = 2, δ = 2
    ii) α = 5, β = 3, γ = 7, δ = 2
に対する解曲線の x-y プロット図 I, II を見て、特色を比較しなさい。

10 ベルタランフィーの一般システム論でいう「前進的分離」とはなにか。式を用いて説明しなさい。また全体性、総和性とは何か。

<ヒント> p.187

 

提出法、2年生締切は別途通知。


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