A. 欧拉定理怎么证明
用拓朴学方法证明欧拉公式
图尝试一下用拓朴学方法证明关于多面体的面、棱、顶点数的欧拉公式。
欧拉公式:对于任意多面体(即各面都是平面多边形并且没有洞的立体),假设F,E和V分别表示面,棱(或边),角(或顶)的个数,那末
F-E+V=2。
证明
如图(图是立方体,但证明是一般的,是“拓朴”的):
(1)把多面体(图中①)看成表面是薄橡皮的中空立体。
(2)去掉多面体的一个面,就可以完全拉开铺在平面上而得到一个平面中的直线形,像图中②的样子。假设F′,E′和V′分别表示这个平面图形的(简单)多边形、边和顶点的个数,我们只须证明F′-E′+V′=1。
(3)对于这个平面图形,进行三角形分割,也就是说,对于还不是三角形的多边形陆续引进对角线,一直到成为一些三角形为止,像图中③的样子。每引进一条对角线,F′和E′各增加1,而V′却不变,所以F′-E′+V′不变。因此当完全分割成三角形的时候,F′-E′+V′的值仍然没有变。有些三角形有一边或两边在平面图形的边界上。
(4)如果某一个三角形有一边在边界上,例如图④中的△ABC,去掉这个三角形的不属于其他三角形的边,即AC,这样也就去掉了△ABC。这样F′和E′各减去1而V′不变,所以F′-E′+V′也没有变。
(5)如果某一个三角形有二边在边界上,例如图⑤中的△DEF,去掉这个三角形的不属于其他三角形的边,即DF和EF,这样就去掉△DEF。这样F′减去1,E′减去2,V′减去1,因此F′-E′+V′仍没有变。
(6)这样继续进行,直到只剩下一个三角形为止,像图中⑥的样子。这时F′=1,E′=3,V′=3,因此F′-E′+V′=1-3+3=1。
(7)因为原来图形是连在一起的,中间引进的各种变化也不破坏这事实,因此最后图形还是连在一起的,所以最后不会是分散在向外的几个三角形,像图中⑦那样。
(8)如果最后是像图中⑧的样子,我们可以去掉其中的一个三角形,也就是去掉1个三角形,3个边和2个顶点。因此F′-E′+V′仍然没有变。
即F′-E′+V′=1
成立,于是欧拉公式:
F-E+V=2
得证。
B. 欧拉定理的经济学
欧拉定理指出:如果产品市场和要素市场都是完全竞争的,而且厂商生产的规模报酬不变,那么在市场均衡的条件下,所有生产要素实际所取得的报酬总量正好等于社会所生产的总产品。该定理又叫做边际生产力分配理论,还被称为产品分配净尽定理。如上所述,要素的价格是由于要素的市场供给和市场需求共同决定。在完全竞争的条件下,厂商和消费者都被动地接受市场形成的价格。 在完全竞争的条件下,厂商使用要素的原则是:要素的边际产品价值等于要素价格。即:
P*MPL=W (1)
P*MPK=r (2)
由式1和2可得:
MPL=W/P (3)
MPK=r/p(4
P为产品的价格,W/P和r/P分别表示了劳动和资本的实际报酬。因为在完全竞争的条件下,单位劳动、单位资本的实际报酬分别等于劳动、资本的边际产量。假定整个社会的劳动总量和资本总量为L和K,而社会总产品为Q,由在市场均衡的条件下,所有生产要素实际所取得的报酬总量正好等于社会所生产的总产品,得:
Q=L*MPL+K*MPK(5)
式5称为欧拉分配定理。它是由于该定理的证明使用了数学上的欧拉定理而得名。 假设生产函数为:Q=f(L.K)(即Q为齐次生产函数),定义人均资本k=K/L
方法1:根据齐次生产函数中不同类型的生产函数进行分类讨论
(1)线性齐次生产函数
n=1,规模报酬不变,因此有:
Q/L=f(L/L,K/L)=f(1,k)=g(k)
k为人均资本,Q/L为人均产量,人均产量是人均资本k的函数。
让Q对L和K求偏导数,有:
∂Q/∂L=∂[L*g(k)]/∂L=g(k)+L*[dg(k)/dk]*[dk/dL]=g(k)+L*g’(k)*(-K/L)=g(k)-k*g’(k)
∂Q/∂K=∂[L*g(k)]/ ∂K=L*[∂g(k)/∂k]=L*[dg(k)/dk]*[∂k/∂K]=L*g’(k)*(1/L)=g’(k)
由上面两式,即可得欧拉分配定理:
L*[∂Q/∂L]+K*[∂Q/∂K]=L*[g(k)-k*g’(k)]+K*g’(k)=L*g(k)-K*g’(k)+K*g’(k)=L*g(k)=Q
(2)非线性齐次生产函数
1.当n〉1时,规模报酬递增,如果按照边际生产力分配,则产品不够分配给各个生产要素,即:
L*[∂Q/∂L]+K*[∂Q/∂K]>Q
2.当n<1时,规模报酬递减,如果按边际生产力进行分配,则产品在分配给各个生产要素之后还有剩余,即:
L*[∂Q/∂L]+K*[∂Q/∂K]<Q
方法2:设一个一般的齐次生产函数Q=f(L,K)为n齐次(即n任意的齐次生产函数,既可以是线性的,也可以是非线性的),则有:
Q=L *g(k)
将该函数对K,对L求偏导数,得:
∂Q/∂K=g’(k)
∂Q/∂L=ng(k)-kg’(k)
综合上述两式,有:
L*(∂Q/∂L)+K*(∂Q/∂K)=nL*g(k)=nQ
当n=1时,规模报酬不变,该式即为欧拉分配定理
当n〉1时,规模报酬递增,故有:
L*[∂Q/∂L]+K*[∂Q/∂K]>Q
当n<1时,规模报酬递减,故有:
L*[∂Q/∂L]+K*[∂Q/∂K]<Q 在技术经济学中,欧拉定理属于一次齐次函数的一个重要性质,它是说一次齐次函数的数值都可以表示为各自变量和因变量对相应自变量一阶偏导的乘积之和。在理论上,这句话显得很晦涩,可以用一个很形象的例子来解释。
假设有两个人,他们一个有十个胡萝卜的种子,另外一个有种胡萝卜的经验,他们打算合作,前者出种子,后者出劳力,用十天的时间来种植胡萝卜。在这过程中,风调雨顺,没有什么意外,种子全部茁壮成长,拥有种植经验的人也尽职尽责,最后得到的胡萝卜的产量是最大化的,有十公斤。而每个种子的在自然状态下能产出0.5公斤的胡萝卜,劳动者每一天能辛劳能使胡萝卜在最终增加0.5公斤,所以最后的产量也是10=0.5*10+0.5*10,即种子(资本)的边际产出乘以资本量加上劳动的边际产出乘以劳动量等于总产出。
上边是对欧拉定理在经济学中一次齐次生产函数的解释。但是它又有什么深刻地含义呢?在宏观经济中,上述的欧拉定理可以被解释为收入的分配,也就是在胡萝卜的例子中,前五公斤的萝卜是由资本所作出的贡献,后五公斤是由劳动所作出的贡献,如果社会这种很理想量化的贡献来分配产出,那么社会的分配时公平也富有效率的,也是能够自动将产出出清的。
这样看来,一个社会的产出如果能用欧拉定理将各种生产要素的贡献清晰量化,按贡献分配产出,那么这个社会是如此的美好啊,至少每个劳动者,每个资本拥有者用了生产的动力,不会像人民公社中的按需分配的成员那样随处搭便车,产生囚徒困境的窘境,也不会像如今这样劳动者到处诉苦说自己的贡献在社会分配中被低估,而国家有制定最低工资制度,结果造成在位者的得利,失业者的痛苦。
也有人一定会指责欧拉定理的理想状态,肯定会说,这样的话整个社会的产出就被当期消费掉了,没有留下盈余成为资本来在将来扩大再生产,我们的后代怎么办?饿肚子么?其实这个问题也是值得考虑的,吃光了的,甚至把种子都吃了,将来当然会一命呜呼,但是盈余让劳动者,资本所有者们在当期享乐,总比把当期的盈余变成各种“白宫”好吧?
C. 如何证明经济学中的欧拉定理
这些数学式子比较复杂,网络不能编辑, 推荐你去看高山晟的《数理经济学》或者《经济学的数学分析》它里面有详细解答的。
D. 经济学 中有关欧拉生产函数的证明问题
这是偏导数复合函数求导定义啊,多元函数偏导数求导是f对f的第一个变量求偏导在乘以第一个变量对m求导,f对ml求偏导就是对第一个变量求导,f对l求偏导也是f对第一个变量求偏导,不管第一个变量是什么都不影响f对第一个变量求偏导
E. 经济学分析 欧拉定理
(1):将等式y=MP1*x1+MP2*x2两边同除以x1,得到:
y/X1=MP1+MP2*(x2/X1)。 由于AP1=y/X1,所以移项后得到:
MP2*(x2/X1)=AP1-MP1,所以当MP1>AP1时,MP2*(x2/X1)<0,由专于x1、x2均大于属0,所以可知
MP2<0,即MP2必为负数。
经济含义:当增加一单位某要素(x1)所产生平均产量大于其边际产量时,则另一种要素(x2)的边际产量会下降。所以,企业某一要素的合理投入量应是其边际产量小于或等于平均产量的时候。
(2):将等式y=MP1*x1+MP2*x2边同除以x1后移项,得到:
MP2=y/x2+MP1*(x1/x2),之后MP2对x1求导,可得到:
d(MP2)/d(x1)=MP1/x2,由于企业的MP1、x2均应大于0,可知:
d(MP2)/d(x1)>0,即MP2是x1的增函数,二者成正相关,所以每增加一单位X1的使用必然提高X2的边际产量。
F. 欧拉定理公式的证明
简单多面体的顶点数V、面数F及棱数E间有关系
V+F-E=2
这个公式叫欧拉公式。公式描述了简单多面体顶点数、面数、棱数特有的规律。
方法1:(利用几何画板)
逐步减少多面体的棱数,分析V+F-E
先以简单的四面体ABCD为例分析证法。
去掉一个面,使它变为平面图形,四面体顶点数V、棱数V与剩下的面数F1变形后都没有变。因此,要研究V、E和F关系,只需去掉一个面变为平面图形,证V+F1-E=1
(1)去掉一条棱,就减少一个面,V+F1-E不变。依次去掉所有的面,变为“树枝形”。
(2)从剩下的树枝形中,每去掉一条棱,就减少一个顶点,V+F1-E不变,直至只剩下一条棱。
以上过程V+F1-E不变,V+F1-E=1,所以加上去掉的一个面,V+F-E =2。
对任意的简单多面体,运用这样的方法,都是只剩下一条线段。因此公式对任意简单多面体都是正确的。
方法2:计算多面体各面内角和
设多面体顶点数V,面数F,棱数E。剪掉一个面,使它变为平面图形(拉开图),求所有面内角总和∑α
一方面,在原图中利用各面求内角总和。
设有F个面,各面的边数为n1,n2,…,nF,各面内角总和为:
∑α = [(n1-2)·1800+(n2-2)·1800 +…+(nF-2) ·1800]
= (n1+n2+…+nF -2F) ·1800
=(2E-2F) ·1800 = (E-F) ·3600 (1)
另一方面,在拉开图中利用顶点求内角总和。
设剪去的一个面为n边形,其内角和为(n-2)·1800,则所有V个顶点中,有n个顶点在边上,V-n个顶点在中间。中间V-n个顶点处的内角和为(V-n)·3600,边上的n个顶点处的内角和(n-2)·1800。
所以,多面体各面的内角总和:
∑α = (V-n)·3600+(n-2)·1800+(n-2)·1800
=(V-2)·3600. (2)
由(1)(2)得: (E-F) ·3600 =(V-2)·3600
所以 V+F-E=2.
(1)分式:
a^r/(a-b)(a-c)+b^r/(b-c)(b-a)+c^r/(c-a)(c-b)
当r=0,1时式子的值为0
当r=2时值为1
当r=3时值为a+b+c
(2)复数
由e^iθ=cosθ+isinθ,得到:
sinθ=(e^iθ-e^-iθ)/2i
cosθ=(e^iθ+e^-iθ)/2
(3)三角形
设R为三角形外接圆半径,r为内切圆半径,d为外心到内心的距离,则:
d^2=R^2-2Rr
(4)多面体
设v为顶点数,e为棱数,f是面数,则
v-e+f=2-2p
p为欧拉示性数,例如
p=0 的多面体叫第零类多面体
p=1 的多面体叫第一类多面体
(5) 多边形
设一个二维几何图形的顶点数为V,划分区域数为Ar,一笔画笔数为B,则有:
V+Ar-B=1
(如:矩形加上两条对角线所组成的图形,V=5,Ar=4,B=8)
(6). 欧拉定理
在同一个三角形中,它的外心Circumcenter、重心Gravity、九点圆圆心Nine-point-center、垂心Orthocenter共线。
其实欧拉公式是有很多的,上面仅是几个常用的。
G. 欧拉定理的三种证明方式是什么
证明1:(归纳面)
将一个图先 "嵌入" 二维平面得到图G.
当G只有一个面时 : E(1) = V(1) - 1 + F(1) - 1
当G有N个面时,
设: E(N) =V(N-1) - 1 +F(N-1) - 1
我们内去除一条G中两个面的一条临容边, 得到G有 N-1个面时
E(N-1) = E(N)- 1
V(N-1) = V(N)
F(N-1) = F(N)
故: E(N-1) =V(N-1) - 1 + F(N-1) - 1
丛而归纳出欧拉公式成立
证明2:(归纳顶点)
将一个图先 "嵌入" 二维平面得到图G.
当G只有一个顶点时 (一个简单环 )
F(1) + V(1) - E(1) = (E(1) + 1) + 1 - E(1) = 2
当G有N个顶点时, 假设结论成立
我们去除一条G中两个面的一条临边, 得到G有 N-1个面时 ,面和边各减少1. 故结论成立
证明3:(归纳边)
和上面的方法一个思路
略.
H. 经济学中欧拉定理是什么
在西方经济学里,抄产量和生产要袭素L、K的关系表述为Q=Q(L,K),如果具体的函数形式是一次齐次的,那么就有:Q=L(ðQ/ðL)+K(ðQ/ðK),换句话说,产品分配净尽取决于Q能否表示为一个一次齐次函数形式。
因为ðQ/ðL=MPL=w/P被视为劳动对产量的贡献,ðQ/ðK=MPK=r/P被视为资本对产量的贡献,因此,此式被解释为“产品分配净尽定理”,也就是所有产品都被所有的要素恰好分配完而没有剩余。因为形式上符合数学欧拉定理,所以称为欧拉定理。
I. 经济学中欧拉定理是什么 不是数学几何中那个~
在西方经济学里,产量和生产要素L、K的关系表述为Q=Q(L,K),如果具体的函数形式是一次齐专次的,那么就有:Q=L(ðQ/ðL)+属K(ðQ/ðK),换句话说,产品分配净尽取决于Q能否表示为一个一次齐次函数形式.
因为ðQ/ðL=MPL=w/P被视为劳动对产量的贡献,ðQ/ðK=MPK=r/P被视为资本对产量的贡献,因此,此式被解释为“产品分配净尽定理”,也就是所有产品都被所有的要素恰好分配完而没有剩余.因为形式上符合数学欧拉定理,所以称为欧拉定理.
J. 欧拉定理的证明
简单多面体的顶点数V、面数F及棱数E间有关系 V+F-E=2 这个公式叫欧拉公式。公式描述了简单多面体顶点数、面数、棱数特有的规律。 方法1:(利用几何画板) 逐步减少多面体的棱数,分析V+F-E 先以简单的四面体ABCD为例分析证法。 去掉一个面,使它变为平面图形,四面体顶点数V、棱数V与剩下的面数F1变形后都没有变。因此,要研究V、E和F关系,只需去掉一个面变为平面图形,证V+F1-E=1 (1)去掉一条棱,就减少一个面,V+F1-E不变。依次去掉所有的面,变为“树枝形”。 (2)从剩下的树枝形中,每去掉一条棱,就减少一个顶点,V+F1-E不变,直至只剩下一条棱。 以上过程V+F1-E不变,V+F1-E=1,所以加上去掉的一个面,V+F-E =2。 对任意的简单多面体,运用这样的方法,都是只剩下一条线段。因此公式对任意简单多面体都是正确的。 方法2:计算多面体各面内角和 设多面体顶点数V,面数F,棱数E。剪掉一个面,使它变为平面图形(拉开图),求所有面内角总和∑α 一方面,在原图中利用各面求内角总和。 设有F个面,各面的边数为n1,n2,…,nF,各面内角总和为: ∑α = [(n1-2)·1800+(n2-2)·1800 +…+(nF-2) ·1800] = (n1+n2+…+nF -2F) ·1800 =(2E-2F) ·1800 = (E-F) ·3600 (1) 另一方面,在拉开图中利用顶点求内角总和。 设剪去的一个面为n边形,其内角和为(n-2)·1800,则所有V个顶点中,有n个顶点在边上,V-n个顶点在中间。中间V-n个顶点处的内角和为(V-n)·3600,边上的n个顶点处的内角和(n-2)·1800。 所以,多面体各面的内角总和: ∑α = (V-n)·3600+(n-2)·1800+(n-2)·1800 =(V-2)·3600. (2) 由(1)(2)得: (E-F) ·3600 =(V-2)·3600 所以 V+F-E=2. (1)分式: a^r/(a-b)(a-c)+b^r/(b-c)(b-a)+c^r/(c-a)(c-b) 当r=0,1时式子的值为0 当r=2时值为1 当r=3时值为a+b+c (2)复数 由e^iθ=cosθ+isinθ,得到: sinθ=(e^iθ-e^-iθ)/2i cosθ=(e^iθ+e^-iθ)/2 (3)三角形 设R为三角形外接圆半径,r为内切圆半径,d为外心到内心的距离,则: d^2=R^2-2Rr (4)多面体 设v为顶点数,e为棱数,f是面数,则 v-e+f=2-2p p为欧拉示性数,例如 p=0 的多面体叫第零类多面体 p=1 的多面体叫第一类多面体 (5) 多边形 设一个二维几何图形的顶点数为V,划分区域数为Ar,一笔画笔数为B,则有: V+Ar-B=1 (如:矩形加上两条对角线所组成的图形,V=5,Ar=4,B=8) (6). 欧拉定理 在同一个三角形中,它的外心Circumcenter、重心Gravity、九点圆圆心Nine-point-center、垂心Orthocenter共线。 其实欧拉公式是有很多的,上面仅是几个常用的。