Mathematik für Wirtschaftswissenschaftler Kapitel 4-6. Universität Trier Wintersemester 2013 / 2014
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- Lennart Abel
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1 Mathematik für Kapitel 4-6 Universität Trier Wintersemester 2013 / 2014
2 Kapitel 4 1. Extremwerte 2. Lokale Optimalpunkte 3. Wendepunkte 2
3 Kapitel 4.1 EXTREMWERTE 3
4 Extrempunkte und Extremwerte 4
5 Strikte Extrempunkte 5
6 Maximierungs- und Minimierungsprobleme 6
7 Nützliches Resultat zur Bestimmung der Extrempunkte 7
8 Extrempunkte in Abbildung 8
9 Extrempunkte in Abbildung 9
10 Globale Extrempunkte 10
11 Verhalten der Steigung vor und nach einem Maximumpunkt 11
12 Verhalten der Steigung vor und nach den Minimumpunkt 12
13 Test der ersten Ableitung auf Maximum und Minimum 13
14 Vorzeichen der Ableitung und Steigungsverhalten 14
15 Vorzeichen der 2. Ableitung und Steigungsverhalten der 1. Ableitung 15
16 Konvexe und konkave Funktionen 16
17 Vorzeichen der 2. Ableitung und Steigungsverhalten der 1. Ableitung 17
18 Extremwertsatz 18
19 Wie findet man Maxima und Minima? 19
20 Rezept zum Auffinden von Extremwerten 20
21 Kapitel 4.2 LOKALE OPTIMALPUNKTE 21
22 Lokales Maximum und Minimum 22
23 Abbildung 1 23
24 Anmerkungen 24
25 Wie findet man lokale Extrempunkte? 25
26 Untersuchung der ersten Ableitung 26
27 Untersuchung der zweiten Ableitung 27
28 Notwendige Bedingungen für lokale Extrempunkte 28
29 Kapitel 4.3 WENDEPUNKTE 29
30 Übergang Konvex in Konkav = Wendepunkt 30
31 Definition mit der zweiten Ableitung 31
32 Untersuchung auf Wendepunkte 32
33 Aufgabe: Bestimmen sie mögliche Wendepunkte 33
34 Lösung 34
35 Funktionen mit mehreren Variablen Kapitel 5 35
36 Kapitel 5 1. Funktionen mit 2 Variablen 2. Partielle Ableitungen 3. Darstellungen von Funktionen im Raum 4. Allgemeine Kettenregel und Homogenität 5. Optimierung multivariater Funktionen 6. Lokale Optimal- und Sattelpunkte 36
37 Kapitel 5.1 FUNKTIONEN MIT 2 VARIABLEN 37
38 Definitionen 38
39 Beispiel 1: Cobb-Douglas-Funktion 39
40 Beispiel 1: Cobb-Douglas-Funktion 40
41 Beispiel 1: Cobb-Douglas-Funktion; Fortsetzung der Lösung 41
42 Definitionsbereich 42
43 Kapitel 5.2 PARTIELLE ABLEITUNGEN 43
44 Notation für partielle Ableitungen 44
45 Interpretation der partiellen Ableitungen 45
46 Beispiel 1: Bestimmen Sie die partiellen Ableitungen 46
47 Aufgabe: Bestimmen Sie die partiellen Ableitungen 47
48 Lösung 48
49 Andere Notationen für die partiellen Ableitungen 49
50 Weitere Bemerkungen 50
51 Formale Definition der partiellen Ableitungen 51
52 Partielle Ableitungen höherer Ordnung 52
53 Beispiel: 53
54 Andere Notationen für partielle Ableitungen zweiter Ordnung 54
55 Kapitel 5.3 DARSTELLUNGEN VON FUNKTIONEN IM RAUM 55
56 Koordinatensystem im Raum 56
57 Abbildung 1 und 2: Koordinatensystem 57
58 Koordinatenebenen 58
59 Koordinaten eines Punktes im Raum 59
60 Der Graph einer Funktion von zwei Variablen 60
61 Der Graph einer Funktion von zwei Variablen 61
62 Höhenlinien 62
63 Illustration zur Konstruktion einer Höhenlinie 63
64 Beispiel: 64
65 Graph und Isoquanten der Cobb-Douglas-Funktion 65
66 Geometrische Interpretation der partiellen Ableitungen 66
67 Kapitel 5.4 ALLGEMEINE KETTENREGEL UND HOMOGENITÄT 67
68 Kettenregel bei zwei Variablen 68
69 Kettenregel 69
70 Beispiel 1: Bestimmen Sie die totale Ableitung, wenn 70
71 Zwei Variablen, die von zwei Variablen abhängen 71
72 Kettenregel: Zwei Variablen, die von zwei Variablen abhängen 72
73 Beispiel: 73
74 Der allgemeine Fall 74
75 Anmerkungen zur allgemeinen Kettenregel 75
76 Beispiel: Produktionsfunktion aus der Landwirtschaft 76
77 Beispiel; Fortsetzung: 77
78 Definition 78
79 Beispiel 1: 79
80 Beispiel 1: 80
81 Kapitel 5.5 OPTIMIERUNG MULTIVARIATER FUNKTIONEN 81
82 Einführung 82
83 Stationäre Punkte 83
84 Stationäre Punkte 84
85 Notwendige Bedingungen für innere Extrempunkte 85
86 Abbildung: 86
87 Wiederholung: Extrempunkte für konkave Funktionen 87
88 Hinreichend: Konkave Funktion 88
89 Abbildung: 89
90 Kapitel 5.6 LOKALE OPTIMAL- UND SATTELPUNKTE 90
91 Definition: Lokaler Maximumpunkt 91
92 Lokaler Minimumpunkt 92
93 Notwendige Bedingungen (erster Ordnung) für lokale Extrempunkte 93
94 Sattelpunkt 94
95 Abbildung
96 Beispiel 1: 96
97 Beispiel 1: Lösung 97
98 Einteilung der stationären Punkte 98
99 Untersuchung der zweiten Ableitung 99
100 Untersuchung der zweiten Ableitung 100
101 Untersuchung der zweiten Ableitung 101
102 Untersuchung der zweiten Ableitung auf lokale Extrema 102
103 Anmerkungen zu den Bedingungen zweiter Ordnung 103
104 Beispiel 2: 104
105 Beispiel 2: Klassifizierung der stationären Punkte 105
106 Theorem : Extremwertsatz 106
107 Das Auffinden der Maxima und Minima 107
108 Abbildung
109 Optimierung unter Nebenbedingungen Kapitel 6 109
110 Optimierung unter Nebenbedingungen: Einführungsbeispiel 110
111 Weiter: Einführungsbeispiel 111
112 Kapitel 6.1 LAGRANGE-METHODE 112
113 Lagrange-Funktion; Lagrange-Multiplikator 113
114 Notwendige Bedingungen 114
115 Beispiel 1: Maximierung einer Nutzenfunktion unter Nebenbedingung 115
116 Beispiel 1: Alternative Lösung durch Substitution 116
117 Methode des Lagrange-Multiplikators 117
118 Methode des Lagrange-Multiplikators 118
119 Theorem von Lagrange 119
120 Beispiel 2: 120
121 Beispiel 2: 121
122 Beispiel 2: 122
123 Beispiel 2: 123
124 Beispiel 3: Maximaler Nutzen unter Budgetbeschränkung 124
125 Beispiel 3: Fortsetzung der Lösung 125
126 Kapitel 6.2 MEHRERE NEBENBEDINGUNGEN 126
127 Mehrere Nebenbedingungen 127
128 Beispiel 4: 128
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