Prüfungsklausur Mathematik II für Wirtschaftsingenieure am

Ähnliche Dokumente
Prüfungsklausur Mathematik II für Wirtschaftsingenieure,

Prüfungsklausur Mathematik II für Wirtschaftsingenieure,

Prüfungsklausur Mathematik II für Wirtschaftsingenieure,

Prüfungsklausur Mathematik I für Bauingenieure am

Prüfungsklausur Mathematik I für Bauingenieure am

Prüfungsklausur Mathematik I für Bauingenieure am

Prüfungsklausur Mathematik I für Wirtschaftsingenieure am

Prüfungsklausur Mathematik I für Wirtschaftsingenieure und BWL am

Prüfungsklausur Mathematik I für Wirtschaftsingenieure am

Prüfungsklausur Mathematik I für Wirtschaftsingenieure am

2004, x 0 (e 2x + x) x 1, x > 0. Untersuchen Sie die Funktion auf Stetigkeit an der Stelle x 0 = 0!

Univariate Analysis. Analysis und nichtlineare Modelle Sommersemester

Übungsserie 11: bedingte Extremwerte

BERGISCHE UNIVERSITÄT WUPPERTAL Fachbereich C Mathematik und Naturwissenschaften

Klausurenkurs zum Staatsexamen (WS 2016/17): Differential und Integralrechnung 3

Fachhochschule Bochum Fachhochschule Münster Fachhochschule Südwestfalen

Anwendungen der Differentialrechnung

Prüfungsklausur Mathematik I für Wirtschaftsingenieure am

Klausurenkurs zum Staatsexamen (WS 2015/16): Differential und Integralrechnung 3

Prüfungsklausur zum Modul Höhere Mathematik für Ingenieure 1

D-MAVT/D-MATL Analysis I HS 2017 Dr. Andreas Steiger. Lösung - Serie 5. x 1 2x 3 = lim 6x

Fachhochschule Bochum Fachhochschule Münster Fachhochschule Südwestfalen

Musterlösung zu Blatt 1

Expertengruppe A: Kostenfunktion

Höhere Mathematik II. Variante B

Fachhochschule Bochum Fachhochschule Münster Fachhochschule Südwestfalen

Analysis I & II Lösung zur Basisprüfung

Bestimmen Sie die Lösung des Anfangswertproblems. y (x) 4y (x) 5y(x) = 6e x. y(0) = y (0) = 0.

9. Übungsblatt zur Vorlesung Mathematik I für Informatik

Mikroökonomik Prof. Dr. Stefan Klonner SoSe Übungsblatt 1

Vorkurs Mathematik (Allgemein) Übungsaufgaben

Übungen zu Einführung in die Analysis

1 Funktionen einer Variablen

Nachklausur Analysis 2

Analysis1-Klausuren in den ET-Studiengängen (Ba) ab 2007

Übungsaufgaben zur Analysis

Höhere Mathematik II. Variante A

Mathematische Behandlung der Natur- und Wirtschaftswissenschaften I. f(x) := e x + x.

Bericht zur Mathematischen Zulassungsprüfung im Mai 2010

Mathematik I für MB und ME

Übungen zum Ferienkurs Analysis II

Tutorium Mathematik I M WM Lösungen

Abitur 2012 Mathematik Infinitesimalrechnung I

Höhere Mathematik I. Variante A

Klausur Wirtschaftsmathematik VO

Mathematik für Betriebswirte II (Analysis) 1. Klausur Sommersemester

2 Funktionen einer Variablen

MATHEMATIK I für Bauingenieure (Fernstudium)

Klausur Wirtschaftsmathematik VO

2 Funktionen einer Variablen

5 Differenzialrechnung für Funktionen einer Variablen

Staatsexamen Herbst 2017 Differential- und Integralrechnung, Thema I

Musterlösung. TECHNISCHE UNIVERSITÄT MÜNCHEN Fakultät für Mathematik. Wiederholungsklausur Mathematik für Physiker 3 (Analysis 2) I... II...

Mathematik I für Wirtschaftswissenschaftler Klausur am , bzw

Technische Universität München Zentrum Mathematik. Übungsblatt 4

(1 + z 2j ) = 1 z2n+2. 1 z. (1 + z)(1 z) 1 z. 1 z. (1 + z 2j ) = 1 z. 1 z 1 z

Differential- und Integralrechnung

D-MAVT/D-MATL Analysis I HS 2017 Dr. Andreas Steiger. Lösung - Serie 6. (n+1)!. Daraus folgt, dass e 1/x < (n+

f(x, y) = x 2 4x + y 2 + 2y

4.4 Beispiele ökonomischer Funktionen

Wirtschaftsmathematik - Übungen WS 2017/18

Analysis II 14. Übungsblatt

a,b,c a,b,d a,d,e b,c,e c,d,e ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

Fachhochschule Bochum Fachhochschule Münster Fachhochschule Südwestfalen

Übung 5, Analytische Optimierung

1 Umkehrfunktionen und implizite Funktionen

Karlsruher Institut für Technologie Institut für Analysis Dr. Andreas Müller-Rettkowski Dr. Vu Hoang. Sommersemester

Prüfungsklausur Mathematik I für Wirtschaftsingenieure am

Höhere Mathematik II. Variante A

Mathematischer Vorkurs NAT-ING II

Klausur zur Analysis I WS 01/02

Wiederholung der dritten Schularbeit Mathematik Klasse 7D WIKU am

Prüfungsklausur Operations Research,

1. Aufgabe (6 Punkte) Zeigen Sie mit Hilfe der vollständigen Induktion, dass folgende Gleichheit gilt für alle n N, n 2. k (k + 1)! = 1 1 n!.

7 Integralrechnung für Funktionen einer Variablen

1. Aufgabe 8 Punkte. f (x) = (x 2 + 1) e x2. Es gilt. f (x) = 2xe x2 + ( x ) e x2 ( 2x) = 2x 3 e x2.

Topologie und Differentialrechnung mehrerer Veränderlicher, SS 2009 Modulprüfung/Abschlussklausur. Aufgabe Punkte

Mathematik I für Wirtschaftswissenschaftler

Abitur 2011 G8 Musterabitur Mathematik Infinitesimalrechnung

Wirtschaftsmathematik - Übungen SS 2017

HTWD, FB Informatik/Mathematik Prof. Dr. M. Voigt. Mathematik II für Bauingenieure. (f) 4 sin x cos 5 x dx. 3 x e x2 dx (i) e 2x 1 dx.

(b) Bestimmen Sie mit Hilfe des Newton-Verfahrens eine Nullstelle von f auf 6 Nachkommastellen

Kostenrechnung. Mengenangaben (Betriebsoptimum, gewinnmaximierende Menge) sind immer auf ganze ME zu runden.

2 Extrema unter Nebenbedingungen

Apl. Prof. Dr. N. Knarr Musterlösung , 120min

Prüfungsfragen Mathematik I für Wirtschaftswissenschaftler

Kommentierte Musterlösung zur Klausur HM II für Naturwissenschaftler

TECHNISCHE UNIVERSITÄT MÜNCHEN Fakultät für Mathematik. Semestrale (Wiederholung) HÖHERE MATHEMATIK 3 für Chemieingenieurwesen

a n := 5n4 + 2n 2 2n n + 1. a n := n 5n 2 n 2 + 7n + 8 b n := ( 1) n c n := ( 1) n+1 6n2 + 13n 5n 3 + 7

Vorbereitungsaufgaben zur Klausur Mathematik I für Studierende des Studienganges Elektrotechnik und Informationssystemtechnik

Aufgabe 2 (5 Punkte) y = 1 x. y + 3e 3x+2 x. von f. (ii) Für welches u in R 2 gilt f(u) = [3, 3, 4] T? x 2 + a x 3 x 1 4x 2 + a x 3 2x 4

1 Höhere Ableitungen 2. 2 Mittelwertsatz und Monotonie 3. 3 Konvexe und konkave Funktionen 5. 4 Lokale und globale Extremalstellen 7

Extremwerte von Funktionen mehrerer reeller Variabler

Universität Stuttgart Fakultät Mathematik und Physik Institut für Analysis, Dynamik und Modellierung. Lösungen zur Probeklausur 2.

Nachholklausur Wirtschafts- und Finanzmathematik Lösungshinweise

Apl. Prof. Dr. N. Knarr Musterlösung , 120min

Aufgabe 1 Beschriften Sie in der folgenden Darstellung die einzelnen Funktionen und geben Sie die Bedeutung der Punkte A H an.

Teil I Auswahlfragen

Transkript:

HTWD, Fakultät Informatik/Mathematik Prof. Dr. M. Voigt Prüfungsklausur Mathematik II für Wirtschaftsingenieure am 17.07.2017 A Name, Vorname Matr. Nr. Sem. gr. Aufgabe 1 2 3 4 5 6 7 8 gesamt erreichbare P. erreichte P. 19 15 9 10 12+(3) 5 9 21+(6) 100+(9) Bemerkungen: Bitte für jede Aufgabe eine neue Seite anfangen und jeweils angeben zu welcher Aufgabe/Teilaufgabe die Lösung gehört. Die Bedeutung von Symbolen und Bezeichnungen sowie verwendete Formeln und Gleichungen sind anzugeben. Jeder Lösungsweg muß nachvollziehbar sein. Fragen sind jeweils mit einem Antwortsatz zu beantworten. Aufgabe 1 : Eine Firma stellt Surfbretter her, die zum Preis von 150e pro Stück verkauft werden. Weiterhin ist bekannt, dass die Firma pro Monat durch die Produktion und den Verkauf von x Surfbrettern (in Stück) einen Gewinn von in Euro erwirtschaftet. G(x) = 0.04x 3 + 3x 2 1 500, x 0 (a) Ermitteln und klassifizieren Sie alle lokalen Extremwertstellen von G(x) auf [0, ) und fassen Sie die Ergebnisse in einem Satz zusammen. Wieviele Surfbretter sollte die Firma pro Monat produzieren und verkaufen, um maximalen Gewinn zu erzielen und wie hoch ist dieser Gewinn? Geben Sie den Rechenweg an. (b) (i) Bestimmen Sie die Kostenfunktion K(x) : [0, ) R, die angibt (in Euro), wieviel Kosten pro Monat bei der Produktion von x Surfbrettern in dieser Firma anfallen. (ii) Bestimmen Sie alle größtmöglichen Intervalle auf denen K(x) progressiv wachsend oder fallend beziehungsweise degressiv wachsend oder fallend ist. (iii) Besitzt K(x) lokale Extremwertstellen auf (0, )? Falls ja, bestimmen und klassifizieren Sie diese. Falls nein, begründen Sie Ihre Antwort. (c) Bestimmen Sie die Funktion k v (x) : (0, ) R der variablen Stückkosten pro Monat, sowie das zugehörige Betriebsminimum. Interpretieren Sie den für das Betriebsminimum erhaltenen Zahlenwert.

Aufgabe 2 : (a) Gegeben sei w = 1 + i. Bestimmen Sie die exponentielle und die trigonometrische Form von w. Berechnen Sie w 6 in exponentieller und algebraischer Form unter Angabe des Lösungsweges. (b) Bestimmen Sie alle Lösungen der Gleichung z 3 = e i 3π 4 in exponentieller Form (Angabe des Lösungsweges). Skizzieren Sie die Lage aller Lösungen in der Gaußschen Zahlenebene. (c) Bestimmen Sie w = 1 + 4i 2i2 + 2i 3 in algebraischer Form. Geben Sie Ihren Rechenweg an. Aufgabe 3 : 1 + 7i Gegeben ist die Funktion f : D(f) [ π, π] R mit f(x) = 5x2 sin 2 x. (a) Bestimmen Sie D(f), sowie lim x 0 f(x). Der Rechenweg ist anzugeben. (b) Besitzt f(x) an der Stelle x = 0 eine hebbare Unstetigkeit? Falls ja, geben Sie eine Funktion g(x) an, die für alle x D(f) {0} stetig ist und für die f(x) = g(x) für alle x D(f) gilt. Falls nein, begründen Sie Ihre Aussage. (c) Welche Art von Unstetigkeit hat f(x) in x mit x = π? Begründen Sie Ihre Aussage. Aufgabe 4 : Gegeben sei die Funktion f : R R mit { e x 1 für x 1 f(x) = 3x + a für x > 1 Die Funktion f(x) soll stetig für alle x R sein. (a) Bestimmen Sie a so, dass die Funktion f(x) die genannte Eigenschaft besitzt. Der Rechenweg, sowie die resultierende Funktion sind anzugeben. (b) Skizzieren Sie f(x) im Intervall I = [ 1, 2]. (c) Bestimmen Sie f (x) für alle x R, für die f(x) differenzierbar ist und begründen Sie gegebenenfalls, warum f (x) nicht existiert. Gehen Sie davon aus, dass f 1 : R R, f 1 (x) = e x 1 und f 2 : R R, f 2 (x) = 3x + a für alle x R stetig und differenzierbar sind.

Aufgabe 5 : Bemerkung: Die kleinste zeitliche Planungseinheit in dieser Aufgabe ist der Tag. Die Woche ist mit 7 Tagen zu rechnen. Bei einem Drogeriegroßhändler dauert das Sommersaisongeschäft 22 Wochen. In dieser Zeit liefert er pro Woche 420 Flaschen Pflegelotion an die Drogerien aus. Der Großhändler bezieht die Pflegelotion direkt vom Produzenten und zahlt pro Lieferung (unabhängig von der gelieferten Menge) 45,-e an die Transportfirma. Die Lagerung einer Flasche Pflegelotion kostet den Großhändler 0.01e pro Tag. Wie oft und in welchen Mengen sollte der Großhändler die Pflegelotion vom Produzenten liefern lassen, wenn er die Summe aus Lager- und Lieferkosten minimieren möchte und wie hoch ist diese Summe? Zusatzaufgabe: Ändert sich die minimale Summe aus Liefer- und Lagerkosten, sofern die kleinste zeitliche Planungseinheit die Stunde ist (und der Tag mit 24 Stunden gerechnet wird)? Falls ja, berechnen Sie die geänderte Summe, falls nein begründen Sie Ihre Antwort. Aufgabe 6 : Gegeben sei die Funktion f : D(f) R 2 R mit f(x, y) = ln(x 2 + y 1). Bestimmen und skizzieren Sie die Niveaulinien N c (f) dieser Funktion für die Niveaus c = 1, c = 0 sowie c = 1. Aufgabe 7 : Für eine Angebotsfunktion x = x(p) mit p 10 sind die Elastizität ɛ x,p = 3p + 1, sowie der Anfangswert x(10) = 50 bekannt. Bestimmen Sie die Angebotsfunktion x(p). Geben Sie den Rechenweg an.

Aufgabe 8 : In einem Biergarten wurden für den täglichen Absatz die folgenden Preis-Absatz-Funktionen beobachtet x 1 (p 1, p 2 ) = 200 0.4p 1 + 0.2p 2, x 2 (p 1, p 2 ) = 150 + 0.2p 1 0.6p 2, woraus sich die folgenden Umkehrfunktionen ergeben p 1 (x 1, x 2 ) = 750 3x 1 x 2, p 2 (x 1, x 2 ) = 500 x 1 2x 2. Dabei ist x 1 die Menge der verkauften Gläser Bier und x 2 die Menge der verkauften Gläser Radler. Es werden nur Gläser mit 0.5 Liter Inhalt verkauft. Weiterhin ist p 1 der Preis für ein Glas Bier in Cent und p 2 der Preis für ein Glas Radler in Cent. Radler ist ein Gemisch, das zur Hälfte aus Bier und zur Hälfte aus Limo besteht. (a) Zu welchen Preisen sollten Bier und Radler jeweils angeboten werden, um täglich maximalen Erlös zu erzielen? Wieviele Gläser Bier bzw. Radler würden dann täglich verkauft werden und wie hoch wäre der Erlös. Der Rechenweg ist ausführlich darzustellen. Weisen Sie nach, daß es sich wirklich um ein Maximum handelt. (b) An einem Montag ist leider die Bierlieferung ausgeblieben. Es sind insgesamt nur noch 60 Liter Bier vorrätig, die pur oder als Bestandteil des Radler verkauft werden können. Welche Preise sollten gefordert werden, um unter dieser Voraussetzung maximalen Erlös zu erzielen und wie hoch ist dieser? (Der Nachweis, dass es sich um ein Maximum handelt, ist nicht gefordert.) Verwenden Sie die Methode der Lagrange-Multiplikatoren. Falls sie die Nebenbedingung nicht ermitteln können, verwenden Sie die Bedingung 2.5x 1 +1.25x 2 = 300. Zusatzaufgabe: Es gibt keine Einschränkungen wie unter (b). (c) Die aktuellen Preise betragen 4, 00e für ein Glas Bier (0,5 l) und 2, 55e für ein Glas Radler (0,5 l). Die Wirtin beabsichtigt den Preis für ein Glas Bier um 15 Cent auf 3, 85e zu senken (der Radler-Preis soll konstant bleiben). Welche prozentuale Veränderung bedeutet dies näherungsweise für den Erlös? Verwenden Sie zur Berechnung die Elastitzität.

Gruppe A: Ergebnisse - keine vollständigen Lösungen 1: G(x) = 0.04x 3 + 3x 2 1 500 2: (a) G (x) = 0.12x 2 + 6x = 0 x 2 50x = 0 x 1 = 0, x 2 = 50 G (x) = 0.24x + 6 G (0) > 0, G (50) < 0 Somit ist x 1 = 0 eine lokale Minimalstelle und x 2 = 50 eine lokale Maximalstelle von G(x). Die Firma sollte pro Monat 50 Surfbretter verkaufen, um maximalen Gewinn von G(50) = 1 000e zu erzielen. (b) K(x) = E(x) G(x) = 150x + 0.04x 3 3x 2 + 1 500 K (x) = 0.12x 2 6x + 150, K (x) = 0.24x 6 K (x) = 0 x 2 50x + 1250 = 0 x 1,2 = 25 ± 625 1 250 R K (x) hat keine reelle Nullstelle K (x) > 0 für alle x 0 K(x) ist monoton wachsend für alle x 0 K (x) = 0 x = 25, K (x) < 0 für x < 25 und K (x) > 0 für x > 25 K(x) ist degressiv wachsend für x [0, 25] und progressiv wachsend für x [25, ) K(x) besitzt keine lokalen Extremwertstellen auf (0, ), da K(x) auf diesem Intervall stetig und monoton wachsend ist und das Intervall offen ist (keine Randpunkte). (c) k v (x) = 0.04x 2 3x + 150, k v(x) = 0.08x 3 = 0 x = 37, 5, k v(x) = 0.08 > 0 x = 37, 5 ist lokale Minimalstelle von k v (x). k v (37, 5) = 93, 75 Die Surfbretter können kurzfristig zu einem Preis von 93,75e verkauft werden. Damit können im Idealfall gerade so die variablen Kosten gedeckt werden. (a) w = 2 e i 3 4 π = 2(cos 3 4 π + i sin 3 4 π), w6 = 8e i π 2 = 8i 3: (b) z 0 = e i π 4, z 1 = e i 11 12 π, z 2 = e i 19 12 π = e i( 5 12 π) (c) w = 17 19i 50 5x (a) D(f) = ( π, π) \ {0}, lim 2 = lim x 0 sin 2 x x 0 10x = lim 2 sin x cos x x 0 10 = 5 2 cos 2 x 2 sin 2 x (b) f(x) besitzt an der Stelle x = 0 eine hebbare Unstetigkeitstelle. { 5x 2 x [ π, π], x 0 g(x) = sin 2 x 5 x = 0 (c) 5x lim 2 x π+0 sin 2 x =, lim x π 0 5x 2 sin 2 x = x = π und x = π sind Polstellen von f(x).

{ e x 1 für x 1 4: f 1 (1) = e 1, f 2 (1) = 3 + a a = e 4 f(x) = 3x 4 + e für x > 1 e x für x < 1 f (x) = n.def. für x = 1 3 für x > 1 Für x = 1 existiert f (x) nicht, da f 1(1) = e 3 = f 2(1). 5: m = 22 420, k 0 = 45, k l = 0.01 22 7 x th 2m k = 0 k l = 73, 48, n th = 12, 6 n 1 = 12, x 1 = 770, t 1 2 N, n 2 = 11, x 2 = 840, t 2 2 = 14 n 3 = 13, x 3 N, n 4 = 14, x 4 = 660, t 4 2 = 11 K 11 = 1 141, 80e, K 14 = 1 138, 20e Der Händler sollte die Lotion 14 mal zu je 660 Flaschen liefern lassen, um die Summe aus Liefer- und Lagerkosten mit 1 138, 20e zu minimieren. Zusatzaufgabe: Ja, die Summe ändert sich, da jetzt t 1 2 = 22 7 24 = 308 N und 12 K 12 = 1 132, 90e. 6: (a) c = 1 y = 1 + 1 e x2, c = 0 y = 2 x 2, c = 1 y = e + 1 x 2 7: ɛ x,p = x p x = 3p + 1 ist DGL mit getrennten Variablen, aber auch lineare homogene DGL mit a(p) = 3p+1 p Die allgemeine Lösung ist: x(p) = c p e 3p, c R und die Lösung des AWP mit x(10) = 50 ist x(p) = 5p e 3(p 10). 8: (a) E(x 1, x 2 ) = 750x 1 3x 2 1 2x 1 x 2 2x 2 2 + 500x 2, E x1 = 6x 1 2x 2 + 750, E x2 = 2x 1 4x 2 + 500 E x1 = E x2 = 0 x 1 = 100, x 2 = 75, p 1 = 375, p 2 = 250, E(x 1, x 2 ) = 56 250 E x1 x 1 = 6, E x1 x 2 = E x2 x 1 = 2, E x2 x 2 = 4 det H E = 6 ( 4 ( 2) ( 2) = 20 > 0 und E x1 x 1 < 0 (x 1, x 2 ) = (100, 75) ist lokale Maximalstelle von E(x 1, x 2 ). Das Bier sollte zu 3,75e und das Radler zu 2,50e pro Glas angeboten werden. Dann würden täglich 100 Glas Bier und 75 Glas Radler verkauft werden, womit ein maximaler Erlös von 562,50e erzielt wird. (b) NB: 0.5x 1 + 0.25x 2 = 60, L(x 1, x 2, λ) = 750x 1 3x 2 1 2x 1 x 2 2x 2 2 + 500x 2 + λ(60 0.5x 1 0.25x 2 ) L x1 = 750 6x 1 2x 2 0.5λ, L x2 = 500 2x 1 4x 2 0.25λ, L λ = 60 0.5x 1 0.25x 2 L x1 = L x2 = L λ = 0 x 1 = 85, x 2 = 70, p 1 = 425, p 2 = 275, E(85, 70) = 55 375 Es sollten 4,25e für ein Glas Bier und 2,75e für ein Glas Radler verlangt werden, um maximalen Erlös von 553,75e zu erzielen. (c) Zusatzaufgabe: E(p 1, p 2 ) = 200p 1 0.4p 2 1 + 0.4p 1 p 2 + 150p 2 0.6p 2 2 ɛ E,p1 = E p1 p1 = 0.1285 E Die Preissenkung des Bieres entspricht 100 15 = 3, 57%. p 400 1 = 3.57 Der Erlös steigt näherungsweise um ( 3, 57) ( 0.1285) = 0.46%.