Mathematik 1 für Wirtschaftsinformatik Wintersemester 01/13 Hochschule Augsburg
Mathematik : Gliederung 7 Folgen und Reihen 8 Finanzmathematik 9 Reelle Funktionen 10 Differenzieren 1 11 Differenzieren 1 Integration 9 Reelle Funktionen Grundbegriffe Elementare Funktionen Stetigkeit reeller Funktionen
Mathematik Warum beschäftigen wir uns mit reellen Funktionen? allgemein: kompakte und präzise Beschreibung von Abhängigkeiten zwischen mehreren Faktoren speziell: Modellierung technischer und ökonomischer Systeme Basis für Analyse und Optimierung von Systemen / Prozessen 9.. Elementare Funktionen Wesentliche Lernziele Fähigkeit mit den wesentlichen Begriffen im Zusammenhang mit Funktionen umzugehen Kennenlernen der wichtigsten Klassen reeller Funktionen Beherrschen des Stetigkeitsbegriffs 11. Differenzieren 1. Integration 17
Beispiel Mathematik Kostenfunktion Unternehmen ermittelt empirisch Kosten K für die Herstellung von x Einheiten eines Produktes Dargestellt als Wertetabelle und als Grafik 9.. Elementare Funktionen x K 1 4,5 6,00 3 8,5 4 11,00 5 14,5 6 18,00 7,5 8 7,00 K(x) 30 0 10 5 4 6 8 10 x 11. Differenzieren 1. Integration 173
Beispiel Mathematik Kostenfunktion K(x) 30 0 10 5 Jetzt: Betrachte zusätzlich Funktion K(x) = 1 4 x + x + 3 für Definitionsbereich D = {1,...,8} Darstellung durch Funktion: kompakt, eindeutig Möglicher Ausgangspunkt für Prognosen (Kosten für 9, 10,... Einheiten) 9.. Elementare Funktionen 11. Differenzieren 1. Integration 4 6 8 10 x 174
Begriff reelle Funktion Mathematik Definition f : D R heißt reellwertige Abbildung mit Definitionsbereich D Mit D R n heißt f reelle Funktion von n Variablen Darstellung von Funktionen Durch Funktionsgleichungen f(x 1,..., x n ) = y x = (x 1,..., x n): unabhängige (exogene) Variablen y: abhängige (endogene) Variablen Durch Wertetabellen Durch Graphen Für D R: Darstellung im kartesischen Koordinatensystem Für D R : 3-dimensionale Darstellung oder Niveaulinien f(x) = c mit c R 9.. Elementare Funktionen 11. Differenzieren 1. Integration 175
Beispiel Mathematik Cobb-Douglas-Funktion neoklassische Produktionsfunktion der Form f(x 1,..., x n) = a 0 x a 1 1 x a... x an n Beispiel für zwei Produktionsfaktoren f(x 1, x ) = 1 x 1/ 1 x 1/ = x 1 x Dreidimensionale Darstellung Niveaulinien für f(x 1, x ) = c mit c = 1/,..., 3 4 9.. Elementare Funktionen 11. Differenzieren 1. Integration 4 0 0 0,5 1,5 1,5 3 4 0 4 0,5 1 1,5 0,5,5 1 3 1,5 0 0 1 3 4 176
Eigenschaften von Funktionen Eine Funktion f : D W mit D R n und W R heißt: surjektiv, wenn zu jedem y W ein x D mit f(x) = y existiert, injektiv, wenn für alle x, x D gilt x x f(x) f( x), bijektiv, wenn f surjektiv und injektiv ist. Komposition von Funktionen Voraussetzung: Funktionen f : D f R und g : D g R mit D f R n und f(d f ) D g R Zusammengesetzte Funktion: g f : D f R: Zuordnung des Werts (g f)(x) = g (f(x)) für alle x D f Mathematik 9.. Elementare Funktionen 11. Differenzieren 1. Integration Inverse Funktion / Umkehrfunktion Voraussetzung: bijektive Funktion f : D W mit D, W R Inverse Funktion: f 1 : W D, y f 1 (y), wobei y für alle x D mit y = f(x) zugeordnet wird 177
Invertierung: Beispiel Mathematik Beispiel b) f : R R, f(x) = x 3 + 1 f(x) 9.. Elementare Funktionen 5 11. Differenzieren 1. Integration 1 1 1 x 178