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E-Book

Mathematik für Wirtschaftswissenschaftler

Ein Lehr- und Übungsbuch für Bachelors

AutorAndreas Pfeifer, Joachim Ohser, Werner Helm
VerlagCarl Hanser Fachbuchverlag
Erscheinungsjahr2015
Seitenanzahl534 Seiten
ISBN9783446445925
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis27,99 EUR
MATHEMATIK ist ein wichtiges Grundlagenfach für alle Studierenden der Fachrichtung Wirtschaftsingenieurwesen, Wirtschaftswissenschaften oder Wirtschaftsinformatik an Hochschulen und Universitäten.
Sie liefert das Fundament für Kostenrechnung, Statistik, Optimierung, Simulation, Prognose, Qualitätsbewertung, Operations Research, Finanzbewertung, Portfolioanalyse, volkswirtschaftliche Modellbildung und einiges mehr. Diese Gebiete gewinnen in höheren Semestern aller wirtschaftswissenschaftlichen Studiengänge immer mehr an Bedeutung. Hier setzt dieses Buch an und deckt in einem Band die volle Breite des dafür erforderlichen Grundstudiums in Mathematik der ersten beiden Semester ab.
In den einzelnen Kapiteln werden folgende Inhalte abgedeckt:
Grundlagen und Funktionen
Differenzialrechnung bei Funktionen einer Veränderlichen - Anwendung bei ökonomischen Problemen
Funktionen mit mehreren Veränderlichen
Integralrechnung
Matrizen und Lineare Gleichungssysteme
Lineare Optimierung
Finanzmathematik
Nichtlineare Optimierung - Netzplantechnik
Einsatz professioneller Software
Mit zahlreichen Bildern, vielen durchgerechneten Beispielen und Aufgaben mit Lösungen eignet sich das Buch sehr gut zum Lernen, Üben und zur effizienten Klausurvorbereitung.
Nach dem Motto: Kein stundenlanges Suchen und Fragen in Internetforen, ein Griff zum Buch und alles ist KLAR.
Ein zusätzliches Kapitel zu gewöhnlichen Differenzialgleichungen ist über die Verlagshomepage nutzbar.

Prof. Dr. Werner Helm, Prof. Dr. Andreas Pfeifer und Prof. Dr. Joachim Ohser (FB Mathematik/Naturwissenschaften) halten Mathematik-Vorlesungen für verschiedene Studiengänge an der Hochschule Darmstadt.

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Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
1 Funktionen einer reellen Variablen in ökonomischen Problemen14
1.1 Mathematische Grundbegriffe14
1.1.1 Funktionsbegriff14
1.1.2 Ein Funktionenreservoir18
1.1.3 Eigenschaften von Funktionen22
1.1.4 Umkehrfunktion25
1.2 Funktionen für ökonomische Zusammenhänge30
1.3 Funktionen und ökonomisches Wachstum31
Aufgaben 1.1 bis 1.1834
2 Differenzialrechnung für Funktionen einer reellen Variablen in ökonomischen Problemen37
2.1 Einführung37
2.2 Mathematische Grundlagen38
2.2.1 Grenzwert38
Aufgaben 2.1 bis 2.644
2.2.2 Stetigkeit45
2.2.3 Ableitung48
Aufgaben 2.7 bis 2.1556
2.2.4 Differenzial57
Aufgabe 2.1661
2.2.5 Untersuchung von Funktionen mithilfe ihrer Ableitungen61
Aufgaben 2.17 und 2.1867
2.2.6 Nichtlineare Gleichungen in ökonomischen Problemen und deren Lösung67
Aufgaben 2.19 und 2.2071
2.3 Ökonomische Probleme und Ableitungen von Funktionen72
Aufgaben 2.21 bis 2.2979
2.4 Reagibilität und Ableitungen80
Aufgaben 2.30 bis 2.4197
2.5 Extremwertaufgaben der Ökonomie99
2.5.1 Extrema für Kostenfunktionen99
Aufgaben 2.42 bis 2.48110
2.5.2 Gewinnmaximum111
Aufgaben 2.49 bis 2.57141
2.6 Die Regel von de l'Hospital143
Aufgabe 2.58146
2.7 Reihen und Potenzreihen146
2.7.1 Reihen146
2.7.2 Potenzreihen151
2.8 Entwicklung einer Funktion in eine Potenzreihe154
2.8.1 MacLaurinsche Reihen154
2.8.2 Allgemeine Taylor-Reihen158
Aufgaben 2.59 bis 2.61159
2.9 Komplexe Zahlen160
2.9.1 Definition und Darstellung komplexer Zahlen160
2.9.2 Das Rechnen mit komplexen Zahlen164
3 Funktionen mit mehreren Veränderlichen170
3.1 Definition und Darstellungsform von Funktionen mit mehreren Veränderlichen170
3.2 Partielle Differenziation173
Aufgaben 3.1 bis 3.3176
3.3 Partielle Ableitungen höherer Ordnung176
Aufgabe 3.4178
3.4 Tangentialebene und das totale Differenzial179
3.4.1 Geometrische Betrachtungen179
Aufgabe 3.5180
3.4.2 Das totale Differenzial180
3.5 Spezielle Ableitungstechniken182
3.5.1 Differenziation nach einem Parameter182
3.5.2 Implizite Differenziation183
3.6 Anwendungen183
3.6.1 Lösung nichtlinearer Gleichungssysteme184
3.6.2 Lokale Extrema und Sattelpunkte186
3.6.3 Fehlerrechnung191
3.6.4 Extremwertaufgaben mit Nebenbedingungen192
Aufgaben 3.6 bis 3.8195
4 Integralrechnung196
4.1 Integration als Umkehrung der Differenziation – das unbestimmte Integral196
Aufgaben 4.1 bis 4.3203
Aufgabe 4.4204
4.2 Das bestimmte Integral – Hauptsatz der Integralrechnung205
Aufgaben 4.5 und 4.6210
4.3 Uneigentliche Integrale210
4.4 Geometrische Anwendungen212
4.4.1 Flächenberechnung212
4.4.2 Länge einer Kurve214
4.4.3 Volumen und Oberfläche von Rotationskörpern215
4.5 Anwendung der Integralrechnung in ökonomischen Zusammenhängen217
4.6 Numerische Integration220
Aufgabe 4.7222
4.7 Doppelintegrale222
4.7.1 Doppelintegrale in kartesischen Koordinaten222
4.7.2 Doppelintegrale in Polarkoordinaten225
Aufgabe 4.8228
5 Lineare Algebra in Betriebs- und Volkswirtschaft229
5.1 Einführende Beispiele ökonomischen Inhalts229
Aufgaben 5.1 und 5.2232
5.2 Mathematische Grundlagen der Matrizen- und Vektorrechnung232
5.2.1 Matrizen und Vektoren sowie ihre Spezifizierungen233
Aufgaben 5.3 und 5.4237
5.2.2 Rechnen mit Matrizen und Vektoren237
Aufgaben 5.5 bis 5.8246
5.2.3 Inverse Matrix246
Aufgaben 5.9 bis 5.12252
5.2.4 Gaussscher Algorithmus253
Aufgaben 5.13 und 5.14258
5.2.5 Lineare Unabhängigkeit von Vektoren259
Aufgaben 5.15 bis 5.17263
5.3 Matrizen und Vektoren in Betriebs- und Volkswirtschaft264
Aufgaben 5.18 bis 5.22273
5.4 Mathematische Grundlagen linearer algebraischer Gleichungssysteme276
5.4.1 Einführung276
5.4.2 Lösung linearer algebraischer Gleichungssysteme: Begriff und Methode278
Aufgaben 5.23 bis 5.25281
5.4.3 Gaussscher Algorithmus zur Lösung linearer algebraischer Gleichungssysteme282
Aufgaben 5.26 bis 5.30292
5.4.4 Basislösungen293
Aufgaben 5.31 bis 5.36299
5.4.5 Zusammenfassende Aussagen über lineare algebraische Gleichungssysteme300
Aufgaben 5.37 bis 5.40302
5.5 Lineare algebraische Gleichungssysteme in Betriebs- und Volkswirtschaft303
Aufgaben 5.41 und 5.42311
5.6 Determinante einer Matrix312
Aufgaben 5.43 und 5.44315
5.7 Das Eigenwertproblem für quadratische Matrizen316
Aufgabe 5.45320
6 Lineare Optimierung in Volkswirtschaft und Betriebswirtschaft321
6.1 Problemstellungen und Grundbegriffe321
6.1.1 Aufgabenstellung und Beispiele321
6.1.2 Das Rechnen mit Ungleichungen324
6.1.3 Die grafische Lösung327
6.1.4 Allgemeine mathematische Formulierung des linearen Optimierungsproblems332
6.2 Der Simplex-Algorithmus334
6.2.1 Die Grundideen des Simplex-Verfahrens334
6.2.2 Der Austauschschritt im Simplex-Tableau335
6.2.3 Die Simplex-Regeln339
6.2.4 Der Simplex-Algorithmus (Phase II)341
6.2.5 Theoretische Ergänzungen und Sonderfälle342
6.3 Der Simplex-Algorithmus für allgemeine lineare Programme344
6.3.1 Minimumprobleme, Gleichungsrestriktionen, Varianten der Vorzeichenbeschränkungen, obere und untere Schranken344
6.3.2 Simplex-Algorithmus: Phase I und Phase II347
6.4 Dualität349
6.4.1 Primal-Dual Beziehung und Dualitätssätze349
6.4.2 Primal-Dual Beziehung und Komplementarität352
6.4.3 Dualer Simplex-Algorithmus (Phase III)354
6.4.4 Ökonomische Interpretationen der Größen in den Simplex-Tableaus357
6.5 Weiterführende Aspekte358
6.5.1 Modellbildung358
6.5.2 Spezialfälle linearer Optimierung360
6.5.3 Sensitivitätsanalyse bei der linearen Optimierung363
6.5.4 Parametrische (lineare) Optimierung364
6.5.5 Effizienz und Vergleich von LP-Solvern364
6.5.6 Ganzzahlige lineare Optimierung364
6.5.7 Nichtlineare Optimierung365
Aufgaben 6.1 bis 6.11365
7 Finanzmathematik369
7.1 Zinsrechnung370
7.1.1 Einfache Zinsen und Zinseszinsen370
7.1.2 Vorschüssige Verzinsung376
7.1.3 Gemischte Verzinsung378
7.1.4 Unterjährige Verzinsung379
7.1.5 Stetige Verzinsung381
Aufgaben 7.1 bis 7.11382
7.2 Barwert, Äquivalenz und Rendite383
7.2.1 Barwert und Äquivalenz383
7.2.2 Kapitalwertmethode385
7.2.3 Rendite387
7.2.4 Mittlerer Zahlungstermin und Duration391
Aufgaben 7.12 bis 7.20392
7.3 Rentenrechnung393
7.3.1 Nachschüssige und vorschüssige Renten393
7.3.2 Aufgeschobene, abgebrochene und ewige Rente399
7.3.3 Jährliche Verzinsung – unterjährige Rentenzahlung401
7.3.4 Unterjährige Verzinsung406
Aufgaben 7.21 bis 7.31407
7.4 Kreditrechnung409
7.4.1 Grundbegriffe409
7.4.2 Ratentilgung411
7.4.3 Annuitätentilgung411
7.4.4 Unterjährige Verzinsung, Tilgung und Rückzahlung415
7.4.5 Ratenkredit422
Aufgaben 7.32 bis 7.41423
7.5 Kurs- und Renditerechnung425
7.5.1 Grundlagen425
7.5.2 Zinsschuld426
7.5.3 Annuitätenschuld430
Aufgaben 7.42 bis 7.48434
7.6 Abschreibung435
7.6.1 Grundlagen435
7.6.2 Lineare Abschreibung436
7.6.3 Geometrisch-degressive Abschreibung437
7.6.4 Weitere Abschreibungsarten438
7.6.5 Vergleich linearer und geometrisch-degressiver Abschreibung440
Aufgaben 7.49 bis 7.55442
7.7 Weitergehende Betrachtungen443
7.7.1 Rendite und Risiko443
7.7.2 „Neuere“ Finanzprodukte445
Aufgaben 7.56 bis 7.58446
8 Weitere praktische Probleme und deren Lösung447
8.1 Nichtlineare Optimierung447
8.1.1 Problemstellung, Grundlagen und grafische Lösungen448
8.1.2 Karush-Kuhn-Tucker-Theorie (KKT-Theorie)455
8.1.3 Nichtlineare Optimierungsprobleme ohne Nebenbedingungen459
8.1.4 Bausteine der allgemeinen NLP-Techniken (Übersicht)461
Aufgaben 8.1 bis 8.5463
8.2 Problemlösungen mit einem Standard-Software-System463
8.2.1 (Allgemeine) LP-Probleme464
8.2.2 Ausgewählte NLP-Probleme468
8.2.3 Portfolio-Probleme469
8.2.4 Transportprobleme472
8.2.5 Zuordnungsprobleme474
8.2.6 Netzwerkprobleme475
8.2.7 Netzplantechniken477
8.2.8 Kundenwanderung484
8.2.9 Verwaltung von Modellen: Algebraische Eingabe und Solver486
Lösungen489
Literaturverzeichnis522
Sachwortverzeichnis524

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