数学建模论文-生猪价格

承诺书我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则.我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的,如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。我们参赛选择的题号是（从A/B/C中选择一项填写）：B我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）：所属学院（请填写完整的全名）：参赛队员(打印并签名)：1.2.3.日期：2010年5月29日评阅编号(教师评阅时填写)：1生猪价格问题摘要本文主要就生猪价格下跌原因以及如何制定合理的生猪价格定价策略问题采用线性回归和对数线性模型以及统计学知识对其进行分析。问题一，采用线性回归法，对猪肉价格的发展趋势进行短期预测。首先通过对2009年12月到2010年5月我国猪肉价格分析得出，猪肉价格在短期内呈线性下降趋势，得到线性方程^tSabt，然后用根据这个线性方程拟合该时间序列上的猪肉变化趋势，再与实际的变化曲线进行比较，说明此方法的可行性，并对2010年6月的猪肉价格进行预测。问题二，首先根据猪的不同重量，将猪分为三个成长阶段：5Kg～25Kg为幼年期；25Kg～90Kg为成长期；90Kg～110Kg为成年期。由于猪的体重从5到110公斤呈正态分布，可以算出这三个阶段的猪的数量比为6：988：6。然后根据猪场收入与成本建立猪场盈亏平衡点等式模型362%100nXGm生。可以得到猪粮比约为6：1，即该养猪场的盈亏平衡点，从而得问题四出定价策略的数学模型中的猪粮比参数s。接着对2009年12月到2010年5月的猪肉价格和猪料价格进行统计，分别求出他们之间的猪料比值。并且与已经求的的养猪盈亏平衡点进行比较，推测出影响猪肉下跌的主要原因是供大于求。问题三，为了得到合适的供求比例，采用了统计学的知识对近十几年猪肉的供求比与经济发展、人口增长、人民生活水平以及出口量之间的关系进行分析，最终确定出了的关系式，，反映出生产者经常会根据之前的价格决定接下来的生产量，也就是对以后供求关系的实际情况，具有重要的意义。问题四，经过以上的讨论，最后采用对数线性模型对猪肉价格与饲料和供求比进行拟合，得到基本的价格关系式：230lniiiYsxci，根据此关系式得的预测的猪肉价格并且与实际猪肉价格比较，基本上吻合，说明猜想正确，并在后文讨论政府调控对猪肉价格的影响和采用调整养殖结构对猪肉的影响，得出了价格和利润的关系式：2w=-825p22681.23p-148849.43，从而计算出当利润最大时猪肉的价格，进而得到一个合理的猪粮比是7.5：1，并且使得猪肉价格在动态的变化中保持一个合理的变化区间。关键词：线性回归盈亏平衡点猪粮比供求比统计学对数线性模型2一、问题重述据农业部3月26日发布的对全国470个集贸市场畜禽产品定点监测数据，3月份第3周生猪价格继续下降。其中全国活猪平均价格10.08元/公斤，比上周下降1.8%，价格下降省份22个，上涨省份7个，持平省份1个。全国仔猪平均价格15.64元/公斤，比上周下降1.3%。仔猪价格下降省份23个，上涨省份7个。全国猪肉平均价格17.31元/公斤，比上周下降2.2%。大部分省份猪肉价格继续下降。这一轮猪价下跌的时间起点是2009年年末。目前，全国猪价已经连续12周出现下跌；与此同时，猪粮比价普遍跌破了盈亏平衡点，生猪生产出现全面亏损。“这次生猪价格下跌，既有供应增长过快的周期性因素，也有心理恐慌提前出栏的偶发性因素，但根本原因还是供大于求。”国家发改委价格司副司长周望军对《经济参考报》记者说。国家发改委有关官员透露，近期将启动生猪价格调控机制，按照《防止生猪价格过度下跌调控预案》的规定，分期分批开展收储工作。不过，业内人士认为，收储政策仅是权宜之计，稳定猪肉价格最根本的办法还是要调整生猪养殖结构，让市场来决定。试根据你们收集的资料,建立描述饲料商、养猪户和消费者之间的生猪价格定价策略的数学模型,给出调整养殖结构的方法和原则，并讨论政府调控手段对生猪市场价格的作用。二、基本假设1、在问题一中，我们假设猪肉的价格的变化趋势在短时间内只与时间有关系，在不考虑国家宏观调控和猪饲料价格变动以及疾病等其他因素的情况下，我们对猪肉价格作简单的线性回归。2、在问题二中，假设养猪场不同阶段的猪的数量呈正态分布并且不同体重的猪需要的饲料量准确。3、在问题三中，我们假设猪肉进出口量对于猪肉的需求量的影响为零并通过对2003-2008年的供求数据进行考察，参照这几年的价格变化指数与供求比的变化，得出二者之间的简单关系。在得出的供求关系中，供应量的过快增加导致需求无法与之平衡，最终导致了2010年猪肉价格的持续走低。4、在问题四中，假设猪粮比的值为７时比较合理。并且假设突发疾病不存在。3三、符号说明^tS猪肉价格的趋势值S猪肉的平均价格t对时间的编码tS编码为t时的猪肉价格G玉米价格X生生猪价格tPt-1年（也就是上一年）猪肉价格参考量，该参考量的计算方法为；tX为t年的供求比常量()t表示价格随时间整体变化的趋势Y拟定的猪肉价格s猪粮比值iX猪粮价格i时间编码序列i时间编码为i期间的供求比值w市场整体上猪肉出售利润值c常量z猪肉成本4四、问题分析根据题目提出的问题的，首先要对猪肉当前市场的生猪价格进行一个简单的分析并且预测生猪价格在未来的可能变化。因此我们在第一个问题中采用了线性回归的方法对当前市场出现的猪肉下跌进行了分析，建立了简单的线性模型，并且用matlab把实际的猪肉价格和预测的猪肉价格进行了拟合，并证明其可行性，接着对未来猪市的变化进行了预测。随后对猪肉价格下降的主要因素做了推测，得到供求比过高引起的。再次对能够引起供求比的因素做了统计，比且得到了2010年的供求比变化。进一步建立猪肉价格模式，得到合理的猪肉定价模式和分析如何采用政府的宏观调控和调整养殖结构是猪肉价格保持在一个合理的稳定的值左右。五、模型建立及求解问题一：一、数据分析：从2009年12月份到2010年5月份猪肉价格数据所绘制的走势图上可以明显的观察到，在这个时间段，猪肉价格明显下跌的。因此可以根据这个走势，拟合一个线性方程。二、线性回归：从总体上看，我国猪肉现阶段呈下降趋势。并且对时间序列进行编码，由于是从2009年12月到2010年5月，每月被大概平均分为四个星期。总共有25个星期，由于五月还没结束，所以去掉最后个星期，形成奇数以方便编码，分别编码为：11,10,9,8,7,6,5,4,3,2,1,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11t。所以可以用线性回归方程标示为：^tSabt运用时间编码法和半数平均法估算a和b的值：由公式2tttaStSbt得：10.83080.1957ab将时间编码带入线性回归方程式，并用matlab对实际值和线性回归所得到的预测值进行拟合，得到如下图形：5图一线性拟合图从线性拟合图中可以看出，此线性符合猪肉价格变动趋势，根据编码法：2010年5月后一个星期和6月的四个星期编码分别为：12，13，14，15，16带入线性回归方程，得到如下预测数据及变化趋势图：表一2010年5月最后一个星期及6月的猪肉价格预测值图二2010年5月最后一个星期及6月的猪肉价格预测值趋势图问题二：一、各阶段猪的数量计算根据猪的重量，将1000头猪分成三个成长阶段，如下表二所示：2010年5月第四周2010年6月第一周2010年6月第二周2010年6月第三周2010年6月第四周8.48248.28678.09107.89537.69966表二猪生长的三个阶段假设在某一天，猪场每阶段出售成年期的猪为猪场收入，喂养成长期的猪的饲料为饲料成本。如图将三个阶段的猪的数量设为1n，2n，3n。图三猪群的正态分布图可计算出各个阶段的数量分别为：22122112()1()22{}{}()()xfxxxxxXPxXxPe由题目中可知60;24;所以当(1)121,25xx时，由图大致可以得出()0.006fx10.00610006n头(2)1225,95xx由图大致可以得出()0.988fx阶段幼年期成长期成年期重量（Kg）1~2525~9595~110720.9881000988n头(3)则3100098866n头二、饲料总数的计算：在生猪生产过程中，玉米是主要的饲料原料，它的价格在配合饲料中具有代表性。因此，玉米的成本直接影响到猪场的盈利。由假设可知，不考虑玉米以外的猪饲料，由于各重量的猪的数量呈正态分布，所以根据以下表三可知，取成长期的猪的平均采食量为2.3Kg。表三不同体重的猪日采食量[8]体重（Kg）30405060708090日采食量（Kg）1.71.92.12.32.52.73.0则可计算出当天成长期的猪的总食量为：22.32272.4mnKg三、计算盈亏平衡点：生猪生产的实践表明，猪价与粮价之间存在一种必然的、相互适应的规律，即“猪粮比价规律”，合乎这一规律，就可以实现产销的宽松平衡，否则就必然出现产大于销或产不足销的被动局面。猪粮比越高，说明养殖利润情况越好。由网上数据可知近十年养猪综合出厂成本得知，饲料所占比例为总生产成本的62%,可得猪场盈亏平衡点等式：3362%1006.062%100nXGmXmGn生生即猪粮比为6.0：1，其中猪为生猪价格，粮为玉米价格。得出猪粮比计算公式：232.362%100nn猪粮比=，其中2n为成长期的猪的数量，3n为成年期的猪的数量。因此，只有猪粮比值超过盈亏平衡点，养猪户才不会亏损，因此我们对2009年12月到2010年5月的猪粮比做一个简单的统计，并得出猪粮比的变化曲线。从图四中可以明显的看到猪粮比一直在下降，已经跌破盈亏平衡点，因此可以得出在这段时间内真正影响猪肉价格的主要因素是供大于求。8图四猪粮比值问题三：一、需求情况分析根据我国历年来猪肉生产和消费情况来看，我国猪肉消费呈现以下特点：（1）猪肉需求随经济发展逐渐增长。国家统计局数据显示2008年我国猪肉需求量为4620.5万吨，较1993年增加63.0%。从1996—2008年，中国生猪产量年均增长2.1%。2008年的总需求总供给刚好达到一种相对均衡的状况。表四人口增长与猪肉产量的关系年份猪肉产量（万吨）增长幅度人口总数（万人）19963158.0-13.44%12238919973596.313.88%12362619983883.77.99%12476119994005.63.14%12578620003966.0-0.99%12674320014051.72.16%12762720024123.11.76%12845320034238.62.80%12922720044341.02.41%12998820054555.34.94%13075620064650.52.09%13144820074287.8-7.80%13212920084620.57.76%132802平均4113.72.05%1281349图五1996-2008年猪肉产量变化（2）猪肉需求随人口增长逐渐增长。随着人口增长，在人均猪肉需求量保持增长的前提下，国内对猪肉的需求量更是与日俱增。一下是改革开放以来我国人口数量统计图，以及这些年来我国人口出生率、死亡率和自然增长率的统计图。尽管我国人口自然增长率已在一个较低的水平趋于稳定，但是庞大的人口基数，使得增加的人口给猪肉的需求量造成了一些不容忽视的影响。图六我国人口变化曲线图图七我国人口变化率（3）猪肉需求随人民生活水平的提高逐渐增长