経済数学入門、演習問題(SL02, 2021年04月19日)

I
次の行列の積を計算しましょう.
(1) $\begin{pmatrix} \cos\alpha&-\sin\alpha\\ \sin\alpha&\cos\alpha \end{pmatrix} \begin{pmatrix} \cos\beta&-\sin\beta\\ \sin\beta&\cos\beta \end{pmatrix} $ (2) $\begin{pmatrix} \cos\alpha&\sin\alpha\\ \sin\alpha&-\cos\alpha \end{pmatrix} \begin{pmatrix} \cos\alpha&\sin\alpha\\ \sin\alpha&-\cos\alpha \end{pmatrix} $
(7) $\begin{pmatrix} 1&\lambda\\ 0&1 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} 1&\mu\\ 0&1 \end{pmatrix} $ (8) $\begin{pmatrix} 0&1\\ 1&0 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} 0&1\\ 1&0 \end{pmatrix} $ (9) $\begin{pmatrix} a_1&b_1\\ a_2&b_2 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} 1&\lambda\\ 0&1 \end{pmatrix} $
(10) $\begin{pmatrix} a_1&b_1\\ a_2&b_2 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} \lambda&0\\ 0&1 \end{pmatrix} $ (11) $\begin{pmatrix} a_1&b_1\\ a_2&b_2 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} 0&1\\ 1&0 \end{pmatrix} $
解答ビデオ(1)+(2)解答ビデオ(3)--(11)
II
$\vec a,\vec b,\vec c\in\mathbf{R}^n$とします.以下を計算しましょう。
(1) $\begin{pmatrix} \cos\alpha&-\sin\alpha\\ \sin\alpha&\cos\alpha \end{pmatrix} \begin{pmatrix} \cos\beta&-\sin\beta\\ \sin\beta&\cos\beta \end{pmatrix} $ (2) $\begin{pmatrix} \cos\alpha&\sin\alpha\\ \sin\alpha&-\cos\alpha \end{pmatrix} \begin{pmatrix} \cos\alpha&\sin\alpha\\ \sin\alpha&-\cos\alpha \end{pmatrix} $ (3) $\begin{pmatrix} 1&\lambda\\ 0&1 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} x\\y \end{pmatrix} $

(4) $\begin{pmatrix} 1&0\\ \lambda&1 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} x\\y \end{pmatrix} $ (5) $\begin{pmatrix} 0&1\\ 1&0 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} x\\y \end{pmatrix} $ (6) $(\vec a\ \vec b) \begin{pmatrix} 1&0\\0&1 \end{pmatrix}$, (7) $(\vec a\ \vec b) \begin{pmatrix} 0&1\\1&0 \end{pmatrix}$,
(8) $(\vec a\ \vec b\ \vec c) \begin{pmatrix} 1&0&0\\ 0&1&0\\ 0&0&1 \end{pmatrix}$, (9) $(\vec a\ \vec b\ \vec c) \begin{pmatrix} 0&0&1\\ 0&1&0\\ 1&0&0 \end{pmatrix}$, (10) $(\vec a\ \vec b\ \vec c) \begin{pmatrix} \lambda&0&0\\ 0&1&0\\ 0&0&1 \end{pmatrix}$,
(11) $(\vec a\ \vec b\ \vec c) \begin{pmatrix} 1&0&0\\ 0&\lambda&0\\ 0&0&1 \end{pmatrix}$, (12) $(\vec a\ \vec b\ \vec c) \begin{pmatrix} 1&0&0\\ 0&1&0\\ 0&0&\lambda \end{pmatrix}$,
III 次の曲面の$\mathrm{P}_0$における接平面を求めましょう.
(1) $z=xy-2x+2y-1$ at $\mathrm{P}_0(0,0,-1)$
(2) $z=\frac x{x+y}$ at $\mathrm{P}_0(1,-2,-1)$
(3) $z=x^2-xy+2y^2$ at $\mathrm{P}_0(2,1,4)$
(4) $z=\frac y{1+x^2}$ at $\mathrm{P}_0(0,0,0)$
(2)と(4)では1変数の微分の公式 $$ \left( \frac gf \right)' =\frac {g'f-gf'}{f^2} $$ を用いましょう.
IV
クラメールの公式を用いて $$ \left\{ \begin{array}{lcl} x+y-z&=&1\\ 2x-y+z&=&-1 \end{array} \right. $$ を満たす$(x,y,z)$に対して$x,y$を$z$で表しましょう.
V
資本$K$, 労働力$L$の投入に対する生産関数 \begin{equation*} Q=F(K,L)=9K^{\frac 13}L^{\frac 23} \end{equation*} を考えます.
(1) $K=216$ and $L=10^3$に対する生産量$Q$を求めましょう.
(2) $(K,L)=(216,10^3)$ のときの資本の限界生産物MPKと労働の限界生産物MPLを求めて, $F(216,998)$ と $F(217.5,10^3)$ の近似値を求めましょう.
VI 次の$3$点$\mathrm{A}$, $\mathrm{B}$, $\mathrm{C}$ を通る平面の方程式を求めましょう.
(1) $\mathrm{A}(0,0,0)$, $\mathrm{B}(1,2,3)$, $\mathrm{C}(4,5,6)$
(2) $\mathrm{A}(2,0,0)$, $\mathrm{B}(0,3,0)$, $\mathrm{C}(0,0,4)$
(3) $\mathrm{A}(1,2,3)$, $\mathrm{B}(-1,-1,0)$, $\mathrm{C}(2,-3,5)$
VII
Cobb-Douglas型生産関数 \begin{equation} Q=F(K,L)=4K^{\frac 34}L^{\frac 14} \end{equation} に対して $F(10^4+100,625+(-15))$の近似値を $K=10^4,\ L=625$におけるMPK,MPLを用いて求めましょう.電卓でも計算してみましょう.