用数学建模解决食堂排队问题、基尼系数的缺陷与数学上的改进……数学与经济学演讲比赛精彩开讲

上周,由狄邦肯思商学院俱乐部与数学俱乐部联合举办的数学与经济学演讲比赛正式开讲,除由各个数学老师、经济学老师担任评委外,现场还邀请了教学总监Simon Lee先生、升学指导林老师,以从不同维度对学生表现进行综合评分。10名高中学生同台竞技,各展风采。

比赛现场,同学们不仅台风稳健、充满自信;流利的英语口语、缜密的逻辑思维能力,以及将理论用于解决现实问题的能力同样令人叹服。《基尼系数的缺陷与数学上的改进》《用数学建模解决食堂排队问题》《分析统计学概念假阴性和假阳性错误在经济学和法学中的应用》等演讲主题反映了同学们对社会问题的深入思考及对解决方案的探索与尝试。

主持人:Paulo、Daphne

台上一分钟,台下十年功,精彩的演讲得益于同学们长达一个月的精心准备。从确定选题、论文开题、初稿撰写到多次修改调整,再到论文定稿以及各位导师的精心指导,最终使得演讲台上精彩的一幕幕得以呈现。

论文节选

部分精彩演讲

The Gini Coefficient and Possible lmprovements《基尼系数的缺陷与数学上的改进》

By Eason Wang

我本次数学与经济学课题研究的主题是“关于基尼系数的潜在问题以及解决方案”。基尼系数是国际上通用的、用以衡量一个国家或地区居民收入差距的常用指标之一,其本质是一个关于贫富差距的宏观经济学问题。

我在学习和运用这一概念时发现它存在一些缺陷,例如:同样的基尼系数不等于同样的收入分布;基尼系数只是一个瞬间的贫富差距,这些缺陷导致政策制定者不能依据基尼指数做出最理性的决策。因此我想提出更好的基尼系数的算法从而相关政策更加公平、灵活和有效,从而改善社会福利。

Analyze the application of type I error and type ll error to Economics and Law《分析统计学概念假阴性和假阳性错误在经济学和法学中的应用》

By Tracy Liu

我在本次的课题研究中分析了第一类错误和第二类错误的概念及其在经济学领域与法律方面的运用。我们在做假设检验的时候会犯两种错误:第一,原假设是正确的,而你判断它为错误的;第二,原假设是错误的,而你判断它为正确的。我们分别称这两种错误为第二类错误(Type I error)和第二类错误(Type II error)。在其他条件不变的情况下,如果要求犯第一类错误概率越小,那么犯第二类错误的概率就会越大,反之亦然。

我在演讲中以美国标准石油公司和我国采取的阻止新冠病毒传播的政策为例进行说明。疫情期间,我国采取的即是减少第二类错误,增加第一类错误的做法。当一个人没有被感染但是仍需被隔离因为医生认为他仍有被感染的可能性而被作为感染者对待;没被感染的人群仍需反复做核酸检测并居家隔离,因为政府认为第二类错误的发生对社会更具危害性,带来更沉重的社会代价。

37% Rule in Romantic Relationships and Economics37%《法则在亲密关系和经济学的应用》

By Vivien

我在本次课题研究中介绍了37%法则,这是经过数学家欧拉的实验,以37%作为分界点,前面的时间用来观察,后面的时间用来做决策的一种方法,我用积分建模再次论证了这一法则。同时我发现了一个很有趣的现象,37%法则与当下年轻人晚婚晚育的现象十分契合,随着科技与医疗的发展、人类平均寿命的增长,人们更倾向于在生命的37%这一阶段安定下来,所以某种程度上晚婚晚育算是社会发展的必然现象。

随后我分析了晚婚晚育对经济和社会所带来的影响:积极的方面,能推动各种经济比如单身经济、宠物经济、夜经济的发展;消极的方面,会导致生育率降低、老龄化、年轻劳动力短缺等。对应这些消极影响,我建议分别从完善社会养老保险制度、教育和医疗三个方面去减少不利影响。

investigating the Use of Differential Equations in the Model of the Meat Market with Supply Delay《微分方程在供应延迟肉类市场模型中的应用研究》

By Rex Liu

我选择的主题是“调查微分方程在有供应延迟的肉类市场模型中的应用”,内容主要包括了设立这个模型的微分方程,以及相应的解决方法,最后得出的结论就是这个微分方程的解都会围绕供求平衡价格振荡。总体来说,这次的数学与经济联动活动还是非常有趣的,也让我学到了更多关于这方面的知识。

Analyze the Applications of the Time Value of Money in Business, Accounting and Finance《分析货币的时间价值在商业、会计和金融中的应用》

By Elaine Liu

我的课题研究主要围绕time value of money (货币的时间价值)这个概念,主张现在的钱比未来的钱更值钱,因此人们可以利用现在到未来这个时间区间去投资,赚到更多的钱;如果什么都不做,其实是在亏钱, 因为大多数时候都有通货膨胀以及其他影响因素。此外,我还以会计中的account receivable(应收款)与account payable(应付款),金融领域中巴菲特投资可口可乐为例,论证为什么投资时间能赚钱。

Queuing Model: A mathematical approach to the canteen queuing problem《排队模型:用数学建模解决食堂排队问题》

By Martyna Su

我做的课题是研究怎样解决学校食堂的排队问题。我选取了11:50-12:10 这个时间段在学校食堂记录下了每分钟有多少人进入队伍,再通过录制的视频记录下了每分钟有多少人离开队伍。我用进入队伍的人数减去离开队伍的人数得出在某个时间有多少人在排队。

收集了食堂排队数据后,我利用了微分方程来模拟这些数据,再用积分找到队伍怎样随着时间变化,找到在哪些时间节点错峰就餐可以最有效地减少排队。我最后用复合三角函数来模拟了队伍的长度,得出的结论是每五分钟进行一次错峰可以最有效的解决食堂排队的问题。

Determining Dynamic Market Equilibrium Price Function Using Second OrderL_inear Differential Equations《利用二阶微分方程确定动态市场价格函数》

By Alvin Mi

我研究的课题是通过二阶线性微分方程计算市场平衡价格。决定市场平衡价格的因素有很多,比如价格、价格变化趋势、消费者期望、当前价格和最高/最低价格的关系等等,这些都可以通过关于价格的函数(与其导数或二阶导)表现出来。通过引入参数,得到一个二阶线性微分方程,将其解出。最终将现实生活中的数据代入解中,即可计算出市场平衡价格。

Tesla price statege modeling《特斯拉定价数学建模》

By Jacqueline Ye

我的研究课题以特斯拉model 3的价格作为准线,比较不同品牌同价位之间车辆的销量关系,本次研究的对象为特斯拉model 3与Xiao peng P7。我的研究以Lotka-Volterra 模型,也常被称作猎食者-猎物(predator-prey)模型作为基础,找寻两者销量间关系通过化简和带值化简到只有一个未知数r并结合图像找出 r和销量变化之间的关系。

最终得出的结论是不同品牌同种价位的车辆销量变化趋势是相似的,不会出现一个高,另一个一定低的情况,但是会出现一定的迟缓变换。变换不是在同一时间发生,而是有一种比另外一种有延迟。这个模型可以直接用来比较其他同价位不同品牌之间竞品的销量关系。