viernes, 22 de mayo de 2015

4.7 Aplicaciones a las ciencias económico administrativas: costo marginal, ingreso marginal, utilidad marginal, propensión marginal al consumo y propensión marginal al ahorro.

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Aplicaciones a las ciencias económico administrativas: costo marginal, ingreso marginal, utilidad marginal, propensión marginal al consumo y propensión marginal al ahorro.


Objetivo
El objetivo de este blog es ayudar y recopilar información para aquellas personas que estén necesitando ayuda en temas de matemáticas administrativas.


Aplicaciones a las ciencias económico administrativas: costo marginal, ingreso marginal, utilidad marginal, propensión marginal al consumo y propensión marginal al ahorro.

Unidad IV. Tópicos complementarios de diferenciación.
4.7 Aplicaciones a las ciencias económico administrativas: costo marginal, ingreso marginal, utilidad marginal, propensión marginal al consumo y propensión marginal al ahorro.

Costo marginal

El costo marginal se define como la variación en el costo total, ante el aumento de una unidad en la cantidad producida, es decir, es el costo de producir una unidad adicional.
Matemáticamente se expresa como la derivada parcial del costo total respecto a la cantidad:
Costo Marginal = ∂Costo Total / ∂Cantidad
CMg = ∂CT / ∂Q

El costo marginal es un concepto fundamental en la teoría micro-económica, debido a que se utiliza para determinar la cantidad de producción de las empresas y los precios de los productos.


Ingreso marginal
En Micro-economía, el ingreso marginal es el cambio en el ingreso total que se produce cuando la cantidad vendida se incrementa una unidad, es decir, al incremento del ingreso total que supone la venta adicional de una unidad de un determinado bien. Matemáticamente, la función del ingreso marginal IM es expresada como la derivada primera de la función del ingreso total IT con respecto a la cantidad.1
IT=P \cdot Q
Así la derivada de un producto:
IM=\frac{dIT}{dQ}=\frac{dP}{dQ} \cdot Q + \frac{dQ}{dQ} \cdot P=P + Q \cdot \frac{dP}{dQ}


Utilidad marginal

La utilidad marginal es la noción que ordena el valor, es decir el significado que otorga un agente económico a un bien por cada unidad adicional del mismo que obtiene, entendida como medio para alcanzar sus fines. Cada unidad adicional equivalente de un bien será asignada a un fin de menor prioridad que la anterior.
El concepto de utilidad marginal aclara el viejo enigma del agua y los diamantes. El precio de un bien se define a través de su utilidad marginal, no a través de la utilidad objetiva. Allí donde el agua está disponible en abundancia, su utilidad marginal es baja; la utilidad marginal de los diamantes es alta a causa de su rareza. Este enunciado aclara la observación diaria de que la oferta repentina amplia de un bien -por ejemplo, tomate- en general conduce a una caída de su precio.



Propensión marginal al consumo 

Formulación matemática
La propensión marginal al consumo se define como el aumento del consumo con la renta disponible, matemáticamente puede expresarse como la siguiente derivada:
\mbox{PMC}=\frac{dC}{dY_{D}}
que explica cuánto varía el consumo cuando varía el ingreso. En el análisis de consumo keynesiano, se formula la siguiente expresión de consumo:
C = C_0 + cY_D\,
Que se considera aproximadamente válida para intervalos de variación de la renta en los que la PMC permanece aproximadamente constante:
C\, = Consumo
C_0\, = Consumo autónomo o fijo.
c\, = Propensión marginal a consumir
Y_D\, = Ingreso disponible Y(1-t)
(1-c)=b\, = Propensión marginal a ahorrar.



 Propensión marginal al ahorro. 

La Propensión Marginal al AhorroPMA o por sus siglas en inglés MPS, hace referencia al incremento en el ahorro que resulta de un aumento de la renta. Por ejemplo, si la Propensión Marginal al Ahorro es igual a 0.35 y una familia ve incrementada su renta en un euro, la familia gastará 65 céntimos y ahorrará los 35 restantes. Es un concepto crucial, junto con la Propensión marginal al consumo, en la teoría económica de Keynes y es una de las claves que determinan el valor del multiplicador keynesiano.

La propensión marginal al ahorro cuantifica que cantidad de un aumento en el ingreso disponible se destinará a ahorro. Por ejemplo, si una familia gana un dólar adicional de ingreso disponible, y la propensión marginal al consumo es 0,40, el hogar ahorrará 40 centavos y consumirá(propensión marginal al consumo) 60 centavos.


Formulación matemática

La propensión marginal al ahorro se define partir de la propensión marginal a consumir. Matemáticamente puede expresarse como la siguiente derivada:
\mbox{PMC}=\frac{dC}{dY_{D}}
que explica cuánto varía el consumo cuando varía el ingreso. En el análisis de consumo keynesianismo, se formula la siguiente expresión de consumo:
C = C_0 + cY_D\,
Que se considera aproximademente válida para intervalos de variación de la renta en los que la PMC permanece aproximadamente constante:
C\, = Consumo
C_0\, = Consumo autónomo o fijo.
c\, = Propensión marginal al consumo
Y_D\, = Ingreso disponible Y(1-t)
(1-c)=b\, = Propensión marginal a ahorrar.




Bibliografía: aqui

4.6 Diferenciales.

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Diferenciales.

Objetivo:

El objetivo de este blog es ayudar y recopilar información para aquellas personas que estén necesitando ayuda en temas de matemáticas administrativas.
EL CONCEPTO DE DIFERENCIAL
Existen muchas situaciones, dentro y fuera de las matemáticas, en que necesitamos estimar una diferencia, como por ejemplo en las aproximaciones de valores de funciones, en el cálculo de errores al efectuar mediciones (Valor real menos valor aproximado) o simplemente al calcular variaciones de la variable dependiente cuando la variable independiente varía "un poco", etc. Utilizando a la recta tangente como la mejor aproximación lineal a la función en las cercanías del punto de tangencia, aproximaremos esta DIFERENCIA con la diferencia sobre la recta tangente, a la que llamaremos EL DIFERENCIAL de la función en el punto.
DEFINICION Y EJEMPLOS
Consideremos la siguiente ilustración en donde aproximamos a la función f por su recta tangente.

Considerando que la recta tangente es la mejor aproximación lineal a la gráfica de f en las cercanías del punto de tangencia PT, si le llamamos  a la variación de f cuando x varía de xo a xo + h y  a la variación de la recta tangente en el mismo rango de variación en x, podemos afirmar que para valores de h "cercanos" a 0, estas dos variaciones son muy parecidas, es decir, D f @ DRT .
Podemos expresar a D RT en términos de h y el ángulo q que forma la recta tangente con el eje de las abscisas. En el triángulo de la figura, que extraemos a continuación, se observa lo siguiente:


En virtud de que D RT es un aproximador de la DIFERENCIA D f, lo definiremos como EL DIFERENCIAL DE f en el punto xo, con respecto al incremento h y lo denotaremos por df, es decir,
df = f '(xo)h
ObservaciónEl diferencial, en general depende de h y del punto xo. Por ejemplo el diferencial de f(x) = x2 es:
df = f ' (xo)h = (2xo)h
que también lo podemos expresar como:
d(x2) = (2xo)h
Si especificamos el punto xo, el diferencial dependerá únicamente de h, como se aprecia en los siguientes ejemplos:

a) El diferencial de f(x) = x2 en xo =3 es d(x2) = 6h
b) El diferencial de f(x) = x2 en xo =7 es d(x2) = 14h
c) El diferencial de f(x) = x3 en xo =2 es d(x3) = 12h
En el caso de la función identidad f(x) = x, como f '(xo) = 1 para todo xo, su diferencial nos queda como df = f '(xo)h = h o bien dx = h
Como h es el diferencial de la función identidad, podemos re-escribir el diferencial de una función f derivable en xo, como:
df = f '(xo)dx
Esta expresión nos dice que la variación de una función f es aproximadamente proporcional a la variación de su variable independiente, donde la constante de proporcionalidad es la derivada en el punto en cuestión.
En los siguientes ejemplos estimaremos la variación D f para xo y h dados y la compararemos con el diferencial.
Ejemplo . Verifique que:
a) Para f(x) = x2 se cumple que D f @ df en xo = 1 y h = 0.1
      Solución:
D f = f(1.1) - f(1) = 1.21 - 1 = 0.21
df = f ' (1)dx =(2x|x=1 )(0.1) = (2)(0.1) = 0.20
La variación real difiere de la aproximada en una centésima.
Observación: El punto xo + h es un punto cercano a xo, que se encuentra a la derecha de éste si h es positivo y a la izquierda si h es negativo. En el siguiente ejemplo consideraremos un incremento negativo.
b) Para f(x) = x2 se cumple que D f @ df en xo = 1 y h = -0.1
Solución:
D f = f(0.9) - f(1) = 0.81 - 1 = -0.19
df = f ' (1)dx =(2x|x=1 )(-0.1) = (2)(-0.1) = -0.20
La variación real difiere de la aproximada en una centésima..
c) Para f(x) = x2 se cumple que D f @ df en xo = 2 y h = 0.006
Solución:
D f = f(2.006) - f(2) = 4.024036 - 4 = 0.02403
df = f ' (2)dx =(2x|x=2 )(0.006) = (4)(0.006) = 0.02400
La variación real difiere de la aproximada en tres cienmilésimas
.
d) Para f(x) =  se cumple que D f @ df en xo = 8 y h = 0.2
Solución:
D f = f(8.2) - f(8) = 2.016529 - 2 = 0.016529
df = f ' (8)dx =(|x=8 )(0.2) = (1/12)(0.2) = 0.016666
La variación real difiere de la aproximada en una diezmilésima.
e) Para f(x) =  se cumple que D f @ df en xo = 64, h = 0.2
Solución:
D f = f(64.2) - f(64) = 4.004162334 - 4 = 0.004162334
df = f ' (649)dx =(|x=64 )(0.2) = (1/48)(0.2) = 0.00416666
La variación real difiere de la aproximada en cuatro millonésimas.
f) Para f(x) = sen(x) se cumple que D f @ df en xo = p /3, h = 0.1
Solución:
D f = f(p /3 + 0.1) - f(p /3) = 0.9116155 - 0.8660254 = 0.04559
df = f ' (p /3)dx =(cos(x)|x=p /3 )(0.1) = (0.5)(0.1) = 0.050
La variación real difiere de la aproximada en cinco milésimas.

Bibliografía: http://www.mat.uson.mx/eduardo/calculo2/soldifer/soldiferHTML/diferencial.htm

4.5 Derivadas de orden superior.

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Derivadas de orden superior.


Objetivo
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Sea f(x) una función diferenciable, entonces se dice que f '(x) es la primera derivada de f(x). Puede resultar f '(x) ser una función derivable, entonces podriamos encontrar su segunda derivada, es decir f(x). Mientras las derivadas cumplan ser funciones continuas y que sean derivables podemos encontrar la n-ésima derivada. A estas derivadas se les conoce como derivadas de orden superior.

Contenido

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Notación

Se utiliza la siguientes notaciones para representar las derivadas de orden superior

1ra Derivada

{f}'_{(x)} ; \frac{\mathrm{d} }{\mathrm{d} x} ; D_x[f_{(x)}] ; \frac{\mathrm{d} y}{\mathrm{d} x} ; \dot{y} ; {y}'

2da Derivada

{f}''_{(x)} ; \frac{\mathrm{d^2} }{\mathrm{d} x^2} ; D_{xx}[f_{(x)}] ; \frac{\mathrm{d^2} y}{\mathrm{d} x^2} ; \ddot{y} ; {y}''

3ra Derivada

{f}'''_{(x)} ; \frac{\mathrm{d^3} }{\mathrm{d} x^3} ; D_{xxx}[f_{(x)}] ; \frac{\mathrm{d^3} y}{\mathrm{d} x^3} ; \dddot{y} ; {y}'''

n-Derivada

{f}^n_{(x)} ; \frac{\mathrm{d^n} }{\mathrm{d} x^n} ; \frac{\mathrm{d^n} y}{\mathrm{d} x^n} ; {y}^n
Cuando el orden de la derivada es mayor a o igual a 4 hay ciertas notaciones que ya no se utilizan.

Ejemplo #1


Encontrar la 2da derivada de
 f(x)= 2x^{4}-3x+3
Encontramos la 1ra derivada.
 f'(x)= 8x^{3}-3
derivamos f'(x). 
 f''(x)= 24x^{2}  
--Jorgetr 21:54 3 ago 2009 (CST)

Ejemplo # 2

f=(3s+5)^8

f'=8(3s+5)^7

f''=56(3s+5)^6

f'''=336(3s+5)^5

f^4=1680(3s+5)^4

f^5=6720(3s+5)^3

f^6=20160(3s+5)^2

f^7=40320(3s+5)

f^8=40320 ( 3) = 120,960

f^9= 0

Ejemplo # 3

f=2x^3 - 4x^2 + 7x - 8

f'=6x^2 - 8x + 7

f''=12x - 8

f'''=12

f^4=0

Ejemplo # 4

f=x^5 + x^2

f'=5x^4 + 2x

f''=20x^3 + 2

f'''= 60x^2 + 0

f^4=120x

f^5=120

f^6=0

Ejemplo # 5

f=5x^3 + 2x^2 + x

f'=15x^2 + 4x + 1

f''=30x + 4 + 0

f'''= 30 + 0

f^4=0


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Bibliografía: http://www.wikimatematica.org/index.php?title=Derivadas_de_orden_superior