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MATEMATICA COMO LENGUAJE -2022- UNIVERSIDAD NACIONAL DEL LITORAL FACULTAD DE CIENCIAS ECONÓMICAS Equipo Docente: Claudia Zanabria Marta Nardoni Gabriela Roldán Cristina Rogiano Verónica Valetti Agustina Huespe Hernan Roitbarg Lujan Alvarez Belen Kerz “La matemática tienen un rol crecientemente significativo en la Economía. Ello se refleja, entre otras cosas, en que más del 80% de la literatura especializada viene expresada en lenguaje matemático” (Ernesto Sheriff en Economía y matemáticas: Una relación Intima”, 2013) “Al Principio, esperaba que la exposición podía efectuarse sin recurrir al lenguaje matemático. Me di cuenta rápidamente que tal procedimiento, si bien es posible, daría origen a un manuscrito mucho más voluminoso que el presente” (Paul Samuelso mencionado por Sergio Hauque y Nestor perticarari enen Introducción a la Economia, 2da ed. 2013) “…Se utilizan principalmente herramientas matemáticas que permiten mostrar con rapidez y precisión los distintos elementos de los modelos económicos y las relaciones propuestas entre los mismos…estas herramientas sirven para más sencilla la formulación de los modelos económicos” (Sergio Hauque y Nestor perticarari en Introducción a la Economia, 2da ed. 2013) http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=Las+matem%C3%A1ticas+en+econom%C3%ADa&source=web&cd=8&ved=0CGkQFjAH&url=http%3A%2F%2Fwww.sheriffasoc.com%2Fpublicaciones%2Feconomina_matematicas.pdf&ei=Jml4UZKxF9G34AOepYAQ&usg=AFQjCNHZdsR7Wn5p9QDJQZp_q4NzSsQGwQ&bvm=bv.45645796,d.dmg&cad=rja http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=Las+matem%C3%A1ticas+en+econom%C3%ADa&source=web&cd=8&ved=0CGkQFjAH&url=http%3A%2F%2Fwww.sheriffasoc.com%2Fpublicaciones%2Feconomina_matematicas.pdf&ei=Jml4UZKxF9G34AOepYAQ&usg=AFQjCNHZdsR7Wn5p9QDJQZp_q4NzSsQGwQ&bvm=bv.45645796,d.dmg&cad=rja EL LENGUAJE DE LA MATEMÁTICA MODELAR Y ARGUMENTAR Autor: Mg. Claudia Zanabria 2022 MCL-FCE-UNL MATEMÁTICA COMO LENGUAJE El lenguaje de la Matemática 1 MATEMÁTICA COMO LENGUAJE La siguiente información, está expresada en un lenguaje que no es el que usas habitualmente, pero ¿puedes comprenderla? De todos los lenguajes que se han creado a lo largo de la historia, el matemático, con sus diferentes registros de representación verbal, numérico, gráfico o simbólico, es el que cuenta con los significados más precisos, simples y sin ambigüedades para comprender el mundo. Por esta razón las ciencias, y en general la información que circula día a día por distintos medios, “hablan” en lenguaje matemático para expresar ideas o teorías. El lenguaje de la Matemática 2 MATEMÁTICA COMO LENGUAJE Introducción Comenzamos un trayecto formativo en el cual es esencial entendernos para poder comunicarnos Por tal motivo, la finalidad del presente material es presentar y significar conceptos que favorecerán tanto la comunicación como los procesos de aprendizaje y evaluación. En este sentido, consideramos fundamental que desde el inicio conozcas cuales son las competencias que se van a trabajar y valorar a lo largo de dicho trayecto: Leer, escribir, interpretar las distintas representaciones semióticas del lenguaje matemático. Interpretar y elaborar modelos matemáticos en contextos intra o extra matemáticos. Producir argumentos que sustenten la toma de decisiones. Con la finalidad de significar los conceptos que nos permitirán comunicarnos y aprender, te proponemos actividades que combinan lectura y análisis de textos acompañados de ejemplos e interrogantes cuyas respuestas aportarán a la comprensión de los mismos. Actividad I. Acercamiento al significado de conceptos De cada uno de los enunciados anteriores, que describen las competencias que se van a trabajar durante el trayecto formativo, señala las palabras que desconozcas y con ellas elabora un diccionario. El lenguaje de la Matemática 3 MATEMÁTICA COMO LENGUAJE Actividad II: Significado de los conceptos: LENGUAJE MATEMÁTICO MODELOS MATEMÁTICOS ARGUMENTACION Estos son los conceptos que definen el enfoque que le otorgamos al proceso de enseñan y aprendizaje de la matemática y por lo tanto se trabajarán a lo largo de todo el trayecto formativo. LENGUAJE. EL LENGUAJE MATEMÁTICO Distintas acciones de la vida cotidiana se realizan mediante la comunicación. Nos comunicamos para relacionarnos, informarnos, divertirnos, expresarnos, aprender. Al comunicarnos empleamos sistemas de signos, cuya característica común es significar. Un signo es una representación portadora de un significado. Un signo puede ser una palabra, un sonido, una imagen, una señal, un símbolo. El sistema de signos que permiten tanto la comunicación entre los sujetos como la comprensión (sentidos y significados) de la realidad o el desarrollo de una actividad específica, se denomina lenguaje. A través del lenguaje aprendemos a significar y a transmitir a otros los significados. ¿Qué representa la imagen que acompaña al párrafo anterior? El lenguaje de la Matemática 4 MATEMÁTICA COMO LENGUAJE Comprendemos un signo (palabra, expresión, etc) cuando inferimos lo que él significa. Para significarlo es fundamental comprender las dimensiones del lenguaje: Sintáctica, Semántica y Pragmática. La sintáctica responde a la pregunta: ¿Cómo se expresa? e indica la relación entre los signos del mismo sistema al margen de su significación. No es lo mismo escribir: papa (sin acento) que papá (con acento) -52 que (-5)2 “No, comprendo” que “No comprendo” 8 (2+6) que 8.2 + 6 Si! Si? Si 4! 4% 4 La semántica responde a la pregunta: ¿Qué significa la expresión en su propio contexto?, se ocupa de la relación entre los signos y sus significados. Expresa el significado de: papa papá 8.(2+6) 8.2 +6 4! 4% 4 El lenguaje de la Matemática 5 MATEMÁTICA COMO LENGUAJE La pragmática, responde a la pregunta: ¿Qué significa la expresión en un contexto de aplicación?, aborda la relación entre tales signos y los contextos de aplicación o circunstancias en que se usan tales signos. La expresión: 8.(2+6) en el contexto relativo al cálculo de áreas de determinadas superficies indica el valor del área de la superficie correspondiente a un cuadrado cuyo lado mide 8 unidades. 8.(2+6) = 8. 8 = 82 En un contexto de mercado en el que se compran 2 unidades de un determinado producto y 6 de otro producto y ambos tienen un precio unitario de 8 unidades monetarias, la expresión: 8.(2+6) significa… El lenguaje de la Matemática 6 MATEMÁTICA COMO LENGUAJE La matemática como ciencia tiene su propio lenguaje que abarca un conjunto de signos que transmiten significados a través de distintos registros de representación semiótica: verbal (coloquial), numérico, simbólico y gráfico. Un registro de representación semiótica en matemática. Las distintas representaciones semióticas del lenguaje matemático son fundamentales tanto para fines de comunicación como para el desarrollo de la actividad matemática. Un concepto admite diferentes formas de representación. La comprensión de un concepto necesita la comprensión de más de un sistema de representación. Expresa en por lo menos dos registros de representación: “El veinticinco por ciento de seiscientos” El lenguaje matemático favorece las competencias: argumentar y modelar El lenguaje de la Matemática 7 MATEMÁTICA COMO LENGUAJE MODELOS MATEMÁTICOS. MODELAR Un modelo es una expresión en lenguaje matemático de la relación entre dos o más variables, parámetros o constantes. Si bien estos modelos tienen significado dentro del contexto matemático (intra matemático) su importancia se basa en que se utilizan para representar y estudiar distintas situaciones de contexto extra matemático como social, económico, natural, etc. En este sentido, los modelos son representaciones simplificadas de la realidad que se formulan a los efectos de un análisis científico. A lo largo del trayecto formativo trabajaremos dos competencias relacionadas con los modelos matemáticos, ellas son: - Interpretar modelos. - Elaborar modelos, modelar. - Interpretar modelos Interpretar un modelo matemático implica atribuirle significado a fin de expresar la información que representa, realizar un estudio o predecir datos futuros, como se muestra a continuación. “En economía se emplea frecuentemente un modelo simple, conocido como “regla del 70”, que es útil para comprender los efectos de las tasas de crecimiento en el largo plazo. Esta regla señala que, si una variable crece a una tasa de "x" por ciento por año, esta variable se duplica cada 𝑇 = 𝟕𝟎 𝒙 años. Si en una determinada economía los ingresos per cápita crecen al 1%, dicho ingreso tardará 70 años en duplicarse. Si los ingresos crecen al 3%, estos se duplican cada 23 años. Suponiendo que los ingresos de una librería electrónica crecen al 4% anual: El lenguaje de la Matemática 8 MATEMÁTICA COMO LENGUAJE Elaborar modelos, modelar Modelar significa “traducir” y expresar una determinada situación mediante el lenguaje matemático con el fin de analizarla, extraer información variada o realizar predicciones. Elaboración de modelo en contexto extra matemático La decisión del consumidor en cuanto al conjunto de bienes que desea adquirir para su consumo se determinada por dos factores: Presupuesto y Preferencias. Nos dedicaremos sólo al factor Presupuesto y, a efectos de simplificar la explicación, consideraremos que el consumidor únicamente puede elegir entre 2 tipos de bienes. No obstante, este análisis es válido para analizar la vida real en la que el consumidor tiene acceso a una amplísima gama de bienes. El Presupuesto o Renta disponible fija un límite a la capacidad de gasto del consumidor, quien podrá consumir como máximo el importe de su presupuesto. Por ejemplo: Un consumidor dispone de 3000 um y puede elegir entre adquirir comida (10 um/ kg) o bebida (20 um /litro). La información dada se puede expresar mediante el siguiente modelo: Si se definen las variables: y es la cantidad de Kg de comida. x la cantidad de litros de bebidas. El modelo que describe esta situación en registro simbólico es: 10 y +20x = 3000 o, en forma equivalente, se puede expresar: y = -2x + 300 El lenguaje de la Matemática 9 MATEMÁTICA COMO LENGUAJE El modelo expresado en registro gráfico es: Analizando el modelo se infiere que este consumidor, en el caso de no gastar todo su presupuesto, podrá adquirir cualquier combinación de cantidad de comida y bebida ubicada en algún punto interior de la superficie sombreada. En el caso de gastar totalmente su presupuesto puede adquirir cualquier combinación ubicada en algún punto de la línea de presupuesto. Lo que no podrá hacer es elegir una combinación de comida y bebida situada fuera del área pues supera el presupuesto. Un empleado tiene un salario mensual que se compone de $20000 más un 30% de las ventas que realiza en el mes. Elabora un modelo matemático que represente su salario. ARGUMENTAR ¿Por qué aprender a argumentar? La toma de decisiones es una de las competencias exigidas en los perfiles de las distintas carreras de grado de la FCE y requiere de la producción de argumentos que sostengan dicha decisión. La argumentación en las ciencias es considerada como la capacidad cognitiva y lingüística que se expresa por medio del lenguaje oral o escrito. El lenguaje de la Matemática 10 MATEMÁTICA COMO LENGUAJE Un texto argumentativo tiene por función persuadir o convencer sobre la validez de una afirmación, idea o acción. Dos requisitos que se necesitan para cumplir con esta función son: tener conocimiento sobre el tema a tratar y emplear un lenguaje apropiado. Algunas cuestiones importantes para elaborar un texto argumentativo refieren a su estructura. En este sentido, emplearemos el modelo argumentativo de Toulmin, investigador reconocido en esta temática. En el modelo intervienen tres elementos constitutivos de la argumentación: Datos, Cuerpo de la Argumentación y Conclusión como se ve en la siguiente gráfica. Estableceremos un argumento que sustente si la palabra “examen” lleva o no tilde en la letra “a” Datos: Reglas de acentuación para la palabra “examen” Cuerpo del argumento: La palabra examen se compone de tres sílabas: “e – xa - men” de las cuales “xa” es sílaba tónica y por lo tanto la palabra “examen” según su acentuación se clasifica como “grave”. El lenguaje de la Matemática 11 MATEMÁTICA COMO LENGUAJE Aplicando reglas de acentuación de palabras graves, estas llevan tilde si no terminan en “n”, “s” o “vocal”. Luego, la palabra “examen” es grave y termina en “n” Conclusión: La palabra “examen” no lleva tilde. En este caso el cuerpo del argumento se compone de una justificación, es decir se basa en sustentos teóricos. Elaboraremos un argumento que sustente que no es cierta la siguiente afirmación relativa a una propiedad de las operaciones entre números reales: En registro verbal: “La potenciación cumple la propiedad distributiva respecto de la suma" En registro simbólico: (a + b)n = an + bn siendo a y b números reales Datos: a y b números reales, (a+b)n , an + bn Cuerpo del argumento: Contraejemplo: si a = 3 y b= 1 (3+1)2 = 42 = 16 32 + 12 = 9 + 1 = 10 Luego: (3+1)2 32 + 12 Conclusión: No es cierto que “La potenciación es cumple la propiedad distributiva respecto a la suma" En este caso el cuerpo del argumento consta de un contraejemplo. Analiza la siguiente situación que generó debates en las redes, tras la publicación de la noticia en mayo 2020: El lenguaje de la Matemática 12 MATEMÁTICA COMO LENGUAJE Algunas respuestas expresadas por los usuarios de redes que participaron del debate, respecto a si el número cero es par o impar, son: -El cero no es par ni impar. -No es par porque los números pares son los múltiplos de 2 y que 0 no lo es - No es par porque no es positivo ni negativo. - Es par porque los números pares son los múltiplos del número dos y se pueden expresar de la forma 2n (n nro entero) ¿Estás de acuerdo con alguno de estos argumentos? Produce un argumento que sustente tu opinión respecto a si “El cero es un número par o impar” Desde este lunes, los comercios que dan a la calle pudieron abrir sus puertas. Entre otros requisitos, se dispuso que la atención sea por la terminación del DNI: los días pares, DNI pares, y días impares DNI impares. Esta flexibilización arrojó una nueva duda y hasta en las redes sociales se armó un debate: ¿Si mi documento termina en cero, debo salir un día par? https://www.semana.com/el-cero-numero-par-impar/165747/ https://www.semana.com/el-cero-numero-par-impar/165747/ El lenguaje de la Matemática 13 MATEMÁTICA COMO LENGUAJE Argumenta si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas. El número 4 es un número racional. Rusia es un país del continente Europeo. El sector público sólo puede obtener recursos mediante cobro de impuestos. A continuación comenzaremos a abordar las unidades temáticas del programa de estudio con un enfoque basado en: Leer, escribir, interpretar las distintas representaciones semióticas del lenguaje matemático. Interpretar y elaborar modelos matemáticos en contextos intra o extra matemáticos. -Producir argumentos que sustente la toma de decisiones. + ACTIVIDADES PROPUESTAS EN EL AULA VIRTUAL como eje fundamental para la adquisición de las competencias que se valorarán durante el trayecto formativo. MATERIALES PRODUCIDOS POR LA CÁTEDRA MATEMÁTICA COMO LENGUAJE FCE-UNL EXPRESIONES SIMBÓLICAS DE LOS ENUNCIADOS CUANTIFICADOS En el ejemplo ya tratado: Todas las niñas del grupo se llaman Mary Emplearemos los siguientes símbolos para poder expresar el enunciado en el lenguaje simbólico: Para: simbolizar el cuantificados universal “Todos”: utilizaremos: indicar que el cuantificador se refiere a las niñas del grupo, usaremos: G nombrar a cada niña del grupo introduciremos la variable: x definir la propiedad que cumplen las niñas del grupo, en el ejm.: el nombre es Mary , utilizaremos: Px Luego, la expresión: Todas las niñas del grupo se llaman Mary se expresa simbólicamente: x G: Px Análogamente para expresar en el lenguaje simbólico un enunciado cuantificado existencialmente, como: Algunas las niñas del grupo se llaman Mary Escribiremos : x G / Px donde: es la expresión simbólica del cuantificador existencial: En síntesis: Nombre Notación Se lee cuantificador universal Para todo x... cuantificador existencial Existe por lo menos un x... De acuerdo a lo ya analizado, para expresar simbólicamente la negación de los enunciados cuantificados: x G: Px x G / Px equivalente a x G / Px x G: Px equivalente a Algo más .... FUNCIONES PROPOSICIONALES Otra forma de expresar simbólicamente un enunciado cuantificado es mediante el lenguaje correspondiente a la teoría de conjuntos: x G: Px se puede expresar como: G= {x G / Px} = {x G / x se llama Mary} Es el conjunto de las niñas del grupo que se llaman Mary. En este caso a expresiones como: x se llama Mary la denominaremos: Función Proposicional Otros ejemplos de funciones proposicionales: x es una planta y es un número entero Tengamos en cuenta que las funciones proposiciones no son proposiciones pues no es posible determinar su valor de verdad. No es cierto que, todas las niñas del grupo se llaman Mary Algunas niñas del grupo, no se llaman Mary No es verdad que, algunas niñas del grupo se llaman Mary todas las niñas cumplen la propiedad de no llamarse Mary o bien: ninguna niña del grupo se llama Mary Sin embargo, las funciones proposicionales se pueden transformar en proposiciones mediante sustitución o cuantificación de variables: Y es un número entero 3 es un número entero Y es un número entero Todos los número reales son enteros FUNCIÓN PROPOSICIONAL PROPOSICION VERDADERA SUSTITUCIÓN FUNCIÓN PROPOSICIONAL PROPOSICION FALSA CUANTIFICACIÓN CONDICIÓN NECESARIA Y SUFICIENTE Introducción Hay conceptos que empleamos frecuentemente en nuestros razonamientos y que, en tanto se manifiesten en el marco del lenguaje ordinario, no suelen crear ningún problema de ambigüedad, pero la situación puede complicarse cuando necesitamos hacer un uso científico de los mismos. Evidentemente habrá que ser rigurosos con el uso del significado de los conceptos. Aquí vamos a tratar fundamentalmente de aclarar y diferenciar el uso lógico de la CONDICIÓN NECESARIA y SUFICIENTE, cuyo empleo en el lenguaje se lleva a cabo a través de oraciones condicionales, así como también analizar la presencia de tales estructuras relacionales en el lenguaje cotidiano y el modo en que pueden descubrirse. En lógica, las palabras necesario y suficiente describen la relación que mantienen dos proposiciones, si una es condicionante de la otra. Por ejemplo, podemos expresar que: * El tomar agua regularmente es necesario para que una persona se mantenga con vida. * Tener no menos de 18 años es una condición necesaria para obtener el carnet de conductor. * El tener una credencial de identificación es una condición necesaria y suficiente para ser admitido. * Es suficiente haber realizado el Curso de Articulación, presentado toda la documentación requerida y haber realizado el examen médico para ingresar a la UNL. * En 2009 el número de vehículos en la ciudad de Santa Fe era de 128.839, en 2010 la cifra trepó a 136.702 y este año llegó a 146.565. El dato implica un incremento del parque automotor de 14% en dos años. * De igual forma, aplicar correctamente una regla que castigue un ilícito tiene por condición necesaria la verdad del caso específico. Por ejemplo, los que causan la muerte de un ser humano, es la condición que debe existir, y que tiene como consecuencia la condena. La regla se aplica, en este caso, si dicha condición es verdadera. Analicemos los siguientes ejemplos: Consideremos las siguientes proposiciones: p: el joven es santafesino. q: el joven es argentino. Queremos establecer qué relación hay entre estas proposiciones, para esto nos preguntarnos ¿Es suficiente que el joven sea santafesino para afirmar que sea argentino? La respuesta es SI, entonces decimos que la proposición p es condición suficiente para q o bien que la proposición q es condición necesaria para p. En forma simbólica escribimos: pq En función de lo que simbolizan p y q decimos: http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%B3gica Es suficiente que el joven sea santafesino para que sea argentino. o bien Es necesario que el joven sea argentino para que sea santafesino. Ahora nos preguntamos: ¿Es suficiente que el joven sea argentino para afirmar que sea santafesino? La respuesta es NO entonces decimos que q no es condición suficiente para p o bien que p no es condición necesaria para q. Decir que la proposición p es condición suficiente para la proposición q es equivalente a decir que q es condición necesaria para p. Ejemplo: Sean las proposiciones: r: Ana tiene más de 10 años. s: Ana tiene más de 15 años. Se desea conocer qué relación existe entre estas proposiciones. Nos preguntamos Saber que Ana tiene más de 10, ¿es suficiente para asegurar que tiene más de 15 años? La respuesta es NO, lo que significa que r no es suficiente para s. Ahora analizamos si s es condición suficiente para r y nos preguntamos: Saber que Ana tiene más de 15 años, ¿es suficiente para asegurar que tiene más de 10 años? La respuesta es SI con lo cual decimos que: s es condición suficiente para r, que es lo mismo que decir que r es condición necesaria para s. Simbólicamente: s r Ejemplo: Dadas las proposiciones: p: el triángulo abc es rectángulo q: el triángulo abc tiene un ángulo recto Nos preguntamos ¿es suficiente que el el triángulo abc sea rectángulo para que tenga un ángulo recto? Si, entonces decimos que p es condición suficiente para q y se simboliza p q. Por otra parte, ¿es suficiente que el triángulo abc tenga un ángulo recto para que sea rectángulo? Si, entonces q es condición suficiente para p que es lo mismo que decir p es condición necesaria para q y se simboliza q p. Concluimos que: p es condición suficiente y necesaria para q Simbólicamente: p q Ejemplo: Dadas las proposiciones p: 4 < 7 y q: 4 es múltiplo de 2. Vemos que p no es suficiente para afirmar q y afirmar q no es suficiente para asegurar p ¿Es suficiente que 4 sea menor que 7 para que 4 sea un múltiplo de 2? La respuesta es No entonces p no es condición suficientes para q. ¿Es suficiente que 4 sea un múltiplo de 2 para que 4 sea menor que 7? La respuesta es No entonces q no es condición suficiente para p. Luego, p no es condición necesaria ni suficiente para q Condición suficiente Podemos decir que la proposición p es condición suficiente para la proposición q cuando al darse la proposición p debe darse necesariamente q, pero sin que ello signifique que de la existencia de q se pueda deducir p. En la Lógica Proposicional, la proposición llamada condicional o implicación p q, está definida precisamente desde el punto de vista de la condición suficiente, recordando que sólo se considera falsa una proposición condicional cuando su antecedente es verdadero y su consecuente es falso. Condición necesaria Una proposición q es condición necesaria para otra proposición p cuando, si bien es cierto que debe darse q para que se de p, no basta con ello. Cuando por ejemplo escuchamos en el contexto de una discusión sobre requisitos legales para trabajar: "Si ingresó a la administración pública nacional entonces tiene aprobado el ciclo secundario”, entendemos que para poder ingresar a la administración pública nacional hay que tener necesariamente el nivel secundario aprobado, sin que ello quiera decir que con sólo este requisito esté garantizado ingreso. Condición necesaria y suficiente Diremos que una proposición p es condición necesaria y suficiente para otra proposición q si al darse la proposición p se da necesariamente q y viceversa. Las definiciones son ejemplos de condición necesaria y suficiente siendo las proposiciones que la componen equivalentes. Una definición en matemática tiene la estructura pq, y estamos diciendo que p es equivalente a q Ejemplo: La proposición “Una relación entre dos conjuntos es función si y solo si cumple las condiciones de existencia y unicidad” es un ejemplo de una relación de condición necesaria y suficiente entre dos proposiciones. Siendo p: una relación R entre dos conjuntos es función q: la relación R cumple las condiciones de existencia y unicidad De esta manera, decir p es equivalente a decir q Resumiendo: Si p → q es verdadera entonces p es condición suficiente para q y q es condición necesaria para p. Estas condiciones suelen expresarse así: q si p (condición suficiente) p solo si q (condición necesaria) OBSERVACIONES Dadas dos proposiciones p y q pueden presentarse 4 situaciones: 1) p es condición suficiente para q, que es equivalente a decir, q es condición necesaria para p. En símbolos: p q 2) p es condición necesaria para q, que es equivalente a decir, q es condición suficiente para p. En símbolos: q p 3) p es condición suficiente y necesaria para q, que es equivalente a decir, q es condición necesaria y suficiente para p. En símbolos: p q 4) p no es condición suficiente ni necesaria para q, que es equivalente a decir que: q no es condición necesaria ni suficiente para p. Recomendaciones para determinar la condición que cumple una proposición con otra; podemos razonar de la siguiente manera: Tomamos a una de las dos proposiciones como dato cierto y nos preguntamos si ese sólo dato es suficiente para asegurar o concluir la otra proposición. Si la respuesta es si la proposición tomada como dato es suficiente para la otra. Si la respuesta es no la proposición de donde partimos no es suficiente para la otra. Luego, se hace análogamente el mismo razonamiento pero intercambiando las proposiciones. Para leer: “Tus manos son necesarias para tu vida. Tu corazón, además de necesario, es suficiente” Lo que es necesario, literalmente es eso; una condición o un elemento que resulta de importancia para la existencia de algo; en cambio, cuando algo es suficiente, quiere decir que con eso basta como mínimo. Como corolario podrías sacar que lo que es suficiente también es necesario, pero no a la inversa. Actividad 1 1. Analiza condición necesaria y/o suficiente. a) Px: x es un número múltiplo de 6. Qx: x es un número múltiplo de 2. b) Px: x es un impar. Qx: x es un número primo. c) p: Juan tiene 21 años de edad. q: Juan es mayor de edad. d) p: El gobierno aumenta los salarios. q: Habrá mayor consumo en la población. e) p: Pedro vive en Sudamérica. q: Pedro vive en Argentina. f) p: El rectángulo tiene los cuatro lados que miden iguales. q: El rectángulo es un cuadrado. g) p: Llueve en el parque. q: Las plantas del parque están mojadas. h) p: El alumno finalizó el ciclo secundario. q: El alumno está inscripto en la universidad. i) p: Los ángulos interiores de un polígono suman 180 grados. q: El polígono es un triángulo. j) p: El semáforo está rojo. q: El vehículo detiene su marcha. k) p: El sistema de ecuaciones lineales es compatible. q: El sistema de ecuaciones lineales tiene única solución. l) A y B conjuntos PA, B: A B = A QA,B : A B m) Pf: f es una función creciente. Qf: f es una función lineal. n) a y b son números reales. Pa, b: a b Qa, b: a b o a ≤ -b ñ) p: La figura es un triángulo. q: La figura tiene tres lados. o) A y B son rectas en el plano. PA, B: A y B son paralelas. QA,B: A y B no tienen puntos en común. 2. Escribe cada una de las proposiciones siguientes en la forma “Si p entonces q”. a) Hoy es miércoles implica que ayer fue martes. b) Resolver crucigramas es suficiente para volverme loco. c) El director contratará más profesores solo si la junta escolar lo aprueba. d) Un triángulo con dos lados de la misma longitud se llama isósceles. e) Defender la ecología es necesario para ser electo como diputado. f) Un número es irracional si su expresión decimal tiene infinitas cifras decimales no periódicas. 3. Considera el conjunto Universal (U) formado por cuadriláteros cerrados. Los siguientes conjuntos A, B, C y D están contenidos en U. Un cuadrilátero es un paralelogramo si y solo si el cuadrilátero tiene dos pares de lados paralelos, A = {x/ x es un paralelogramo}. Todo cuadrilátero que tenga dos pares de lados paralelos será un paralelogramo. Un cuadrilátero es un rombo si y solo si el cuadrilátero tiene sus lados congruentes. Una propiedad del rombo es que tiene dos pares de lados paralelos, B = {x/ x es un rombo}. Un cuadrilátero es un cuadrado si y solo si el cuadrilátero tiene sus lados y sus ángulos congruentes, C = {x/ x es un cuadrado}. Un cuadrilátero es un trapecio si y solo si el cuadrilátero tiene un par de lados paralelos, D = {x/ x es un trapecio}. Establece la condición de p respecto de q. a) p: La figura es un cuadrado. q: La figura es un rombo. b) p: La figura es un paralelogramo. q: La figura es un cuadrilátero cerrado. c) p: La figura es un rombo. q: La figura es un paralelogramo. d) p: La figura es un cuadrilátero cerrado. q: La figura es un trapecio. e) p: La figura es un cuadrado. q: La figura es un trapecio. Funciones proposicionales y condición necesaria y suficiente Consideremos las siguientes funciones proposicionales: Px : x es natural, múltiplo de 4 y Qx : x es natural, múltiplo de 2 Donde x pertenece al conjunto de los números naturales. Todo número que haga cierta Px, también hará cierta Qx pues todo múltiplo de 4 también es múltiplo de 2. En general: Se dice que una función proposicional cualquiera Px ES CONDICIÓN SUFICIENTE PARA otra función proposicional Qx si: x A se cumple que: cuando Px es verdadero se puede asegurar que Qx también lo es. En símbolos: x A : Px es V Qx es V En este caso también se dice que Qx ES CONDICIÓN NECESARIA PARA Px En el ejemplo dado Px es condición suficiente para Qx, pero Qx no es condición suficiente para Px , pues 6 es múltiplo de 2 pero no es múltiplo de 4. Ejemplos: a) Rx : abcd es paralelogramo ; Sx : abcd es cuadrado Sx es condición suficiente para Rx Rx no es condición suficiente para Sx b) Tx : x es entero mayor que 8 ; Wx : x es entero positivo Tx es condición suficiente para Wx Wx no es condición suficiente para Tx c) Px : x es divisible por 2 ; Qx : la última cifra de x es divisible por 2 Px es condición necesaria y suficiente para Qx d) Ux : x es divisible por 10 ; Vx : x es divisible por 5 Ux es condición suficiente para Vx, pero no necesaria e) Un : n es equilátero ; Vn : n es equiángulo Un es condición necesaria y suficiente para Vn f) Pz : z es entero impar ; Qz : z es múltiplo de 5 Pz no es condición necesaria ni suficiente para Qx Nota ¿En qué tipo de ejercitación o expresiones aplicamos la condición necesaria y suficiente? Veamos el siguiente ejercicio de múltiple opción: Si el número natural “x” es divisible por 6, podemos asegurar que: a) x es divisible por 3. b) x es un número par. c) x es un número impar. d) x es un número divisible por 4. Para resolver correctamente este ejercicio se debe analizar si la función proposicional “x es divisible por 6” es condición suficiente para alguna de las alternativas propuestas. Así, el hecho de que un número natural es divisible por 6 es condición suficiente para afirmar que es divisible por 3 y que es un número par. Por lo tanto las respuestas correctas son a) y b). Conclusión: En los ejercicios de múltiple opción la expresión “podemos asegurar”, está indicando que el dato dado debe ser suficiente para alguna de las alternativas. Actividad 2 1. Indica la condición de p respecto de q siendo p: t r y q: r t 2. Indica la opción correcta y justifica por qué no son correctas las restantes opciones. i) Si las raíces de un polinomio P(x) de grado tres son –1, 0 y 3, se puede asegurar que: a) P(x) = x (x + 1) (x – 3) b) P(x) = 2 x (x + 1) (x – 3) c) P(x) = (1/3) x (x + 1) (x – 3) d) Ninguna de las anteriores. ii) Si en la ecuación y = ax2 + bx + c es a < 0, se puede asegurar que la gráfica de dicha ecuación es: a) Una parábola que no interseca al eje x. b) Una parábola con vértice en el primer cuadrante. c) Una parábola cóncava hacia abajo. d) Ninguna de las anteriores. iii) Si la fracción a/b es irreducible, se puede asegurar que: a) a es divisible por b. b) a y b son primos entre sí. c) a y b son impares. d) Ninguna de las anteriores. ACTIVIDADES INTEGRADORAS 1. Para cada una de las siguientes proposiciones compuestas: a) Indica cuales son las proposiciones simples que intervienen. b) Expresa el enunciado en forma simbólica. c) Construye la tabla de verdad. i) Si 4 es divisible por 2, entonces 2 es múltiplo de 4 o 4 es divisible por 2. ii) Si sus gastos son menores que sus ingresos, entonces su ahorro neto no es negativo y aumenta su activo. 2. Determina el valor de verdad de las siguientes proposiciones compuestas: a) Si 4 + 2 = 6, entonces – 4 + 3 > 6. b) No es verdad que 3 + 3 = 5 si y solo si 4 + 4 = 9 c) Santa Fe está en Argentina o Chaco en Paraguay. d) Si 2 + 2 = 4, entonces no es verdad que (2 + 1 = 3 y 5 + 5 = 10). 3. Completa los siguientes enunciados de manera que resulten verdaderos. a) En la implicación r s, r se denomina ....................... y s se denomina ........................ b) Si la negación de una proposición es verdadera, la proposición es ........................... c) Una implicación es falsa sólo cuando .......................................................................... d) Si (m t) r es falsa, r es ............., t es ..........m es ………………….. e) Si r q es V, el valor de la proposición r q es ................................................... f) Si p (q r) es falsa entonces el valor de la proposición r p es ...................... 4. Expresa simbólicamente los enunciados, niega su expresión simbólica y enuncia la negación en palabras. a) No fuimos de excursión y vimos la televisión. b) Hoy voy al cine o voy a patinar. c) Si el gobierno gasta más dinero en investigación entonces los salarios de los investigadores aumentarán o habrá más investigadores. d) Para mí es suficiente con que haya poca humedad y haya sol para jugar al tenis esta tarde. e) Es necesario que termine de estudiar lógica antes de almorzar para jugar tenis esta tarde. 5. Sabiendo que p es V, q es F y r es V, determina el valor de verdad de las siguientes proposiciones compuestas: a) [(p q) (p r)] q b) (r q) (p r) 6. Expresa el contrarrecíproco de cada una de las siguientes implicaciones: a) p (r s) b) (r t) (m s) 9. Determina el valor de verdad de cada uno de los siguientes enunciados. a) x R: x + 1 > x b) x R / x2 = x c) x Z / x + 2 = x d) x R: x R e) x R : x3 > x 10. Para cada enunciado: i) Determina cuantificador, conjunto referencial y función proposicional. ii) Exprésalo simbólicamente. iii) Determina su valor de verdad. a) Todos los consumidores ahorran. b) Algunos enteros son iguales a su cuadrado. c) Todos los números reales son menores que su duplo. d) No hay números naturales menores que (-3). e) Todos los triángulos son equiláteros o algunos teoremas son fáciles. 11. Para cada par de enunciados, indica si uno es la negación del otro. a) Todo hombre es analfabeto. Ningún hombre es analfabeto. b) Compro acciones y pierdo dinero. No compro acciones o no pierdo dinero. 12. Para cada par de funciones proposicionales Rx y Qx, determina si: i) R es condición suficiente para Q. ii) R es condición necesaria para Q. iii) R es condición suficiente y necesaria para Q. iv) R y Q no están relacionadas. a) Rx : x es un triángulo isósceles. Qx : x es un triángulo equilátero. b) Rx : x es un número natural par. Qx : x es un número natural múltiplo de 4. c) RA, B : A B QA, B : A posee todos los elementos de B. d) RA : A QA, B : A B 13. Indica la condición de “p” respecto de “q” en los siguientes casos: a) p: h es falsa q: r h es falsa b) p: r h es verdadera q: h es falsa c) p: r h es falsa q: r es falsa RESPUESTAS Actividad 1 1. a) Px es condición suficiente para Qx b) Px no es condición suficiente ni necesaria para Qx c) p es condición suficiente para q d) p es condición suficiente para q e) q es condición suficiente para p f) p es condición suficiente y necesaria para q g) p es condición suficiente para q h) p no es condición suficiente ni necesaria para q i) p es condición suficiente y necesaria para q j) p es condición suficiente para q k) q es condición suficiente para p l) p es condición suficiente y necesaria para q m) Pf no es condición suficiente ni necesaria para Qf n) Pa, b es condición suficiente y necesaria para Qa, b ñ) p es condición suficiente para q o) PA, B es condición necesaria para QA, B 2. a) Si hoy es miércoles entonces ayer fue martes. b) Si resuelvo crucigramas entonces me volveré loco. c) Si el director contrata más profesores, entonces la junta escolar lo aprueba. d) Si un triángulo tiene dos lados de la misma longitud entonces se llama isósceles. e) Si es electo diputado entonces debe defender la ecología. f) Si un número es irracional, entonces su expresión decimal tiene infinitas cifras decimales no periódicas. 3. a) p es suficiente para q b) p es suficiente para q c) p es suficiente para q d) p es necesaria para q e) p es suficiente para q Actividad 2 1. p es condición suficiente para q 2. i) d) ii) c) iii) b) RESPUESTAS A LAS ACTIVIDADES INTEGRADORAS 1. i) a) p: “4 es divisible por 2” ; q: “2 es múltiplo de 4” b) p (q p) c) p (q p) V V V V V V V F V V F V V V F F V F F F ii) a) p: sus gastos son menores que sus ingresos b) p (q r) q: su ahorro neto no es negativo r: el aumenta el activo c) p ( q r ) V V V V V V F V F F V F F F V V F F F F F V V V V F V V F F F V F F V F V F F F 2. a) V b) F c) V d) F 3. a) Antecedente.....consecuente b) Falsa c) El antecedente es verdadero y el consecuente es falso. d) r es falso, t es verdadera, m es verdadera. e) Falso f) Falso 4. a) p: fuimos de excursión q: vimos la televisión Forma proposicional: p q Su negación es: p q es decir: Fuimos de excursión o no vimos la televisión. b) p: voy al cine q: voy a patinar Forma proposicional: p q Su negación es: p q, es decir: Hoy no voy al cine y no voy a patinar. c) p: El gobierno gasta más dinero en investigación q: el gobierno aumentará los salarios de los investigadores r: habrá más investigadores p (q r) Su negación es: p q r, es decir: El gobierno gasta más dinero en investigación y no aumentarán los salarios de los investigadores y no habrá más investigadores. d) h: hay poca humedad s: hay sol t: jugaré al tenis esta tarde (h s) t Su negación es: h s t, es decir: Hay poca humedad y hay sol y no jugaré al tenis esta tarde. e) t: juego al tenis esta tarde e: terminé de estudiar lógica antes de almorzar t e Su negación es: t e, es decir: Jugaré al tenis esta tarde y no terminé de estudiar lógica antes de almorzar. 5. a) V b) F 6. a) (r s) p ( r s) p b) (m s) (r t) ( m s) ( r t) 7. a) (p q) b) p (q z) c) (p q) (q p) 8. a) p q b) r (p q) c) F0 d) p t 9. a) V b) V c) F d) F e) F 10. a) i) Todos los consumidores ahorran Cuantificador: Conjunto referencial: C = {x es un consumidor} x es una persona Función proposicional: Ax: x ahorra. ii) x C : A x iii) Falso b) i) Algunos números enteros son iguales a su cuadrado Cuantificador: Conjunto referencial: C = {x es un número entero} x es un número Función proposicional: Ax: x igual a su cuadrado. ii) x C / A x iii) Verdadero c) i) Todos los números reales son menores que su duplo Cuantificador: Conjunto referencial: C = {x es un número real} x es un número Función proposicional: Ax: x es menor que su duplo. ii) x C : A x iii) Falso d) i) No hay números naturales menores que -3. Cuantificador: Conjunto referencial: C = {x es un número natural} x es un número Función proposicional: Ax: x es menor que -3. ii) x C / x < -3 iii) Verdadero e) i) Todos los triángulos son equiláteros o algunos teoremas son fáciles. Donde, Tx: x es equilátero, y es un teorema, Fy: y es fácil. C = {x/ x es un triángulo} ; D = {y / y es un teorema} ii) x C : Tx y D / Fy iii) Verdadero 11. a) No, pues la negación del primero es: Algún hombre no es analfabeto. b) Uno es la negación del otro. 12. a) Rx es condición necesaria pero no suficiente para Qx b) Rx es condición necesaria pero no suficiente para Qx c) R y Q no son condiciones necesarias ni suficientes d) RA es condición suficiente pero no necesaria para QA; B 13. a) p es condición necesaria para q. b) p no es ni necesaria ni suficiente para q. c) p es condición suficiente para q. RESPUESTAS TRABAJO PRÁCTICO DE LÓGICA 1) a) 7 es número par - proposición falsa b) Un rectángulo es un cuadrado - proposición falsa c) 6 = 5+3 -proposición falsa d) Los caballos vuelan - proposición falsa e) El cero es un número racional - proposición verdadera f) Preste atención -no es proposición g) 7 > 9 - proposición falsa 4) 5) 6) 7) Expresa simbólicamente y niega las siguientes proposiciones: a) Algunos hombres son estudiosos 𝐴 = {𝑥/𝑥 𝑒𝑠 𝑢𝑛 ℎ𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒} Px: x es estudioso ∃𝑥 ∈ 𝐴/𝑃𝑥 Negación ∀𝑥 ∈ 𝐴: ~𝑃𝑥 b) Todos los números reales son positivos Px: x es positivo ∀𝑥 ∈ 𝑅: 𝑃𝑥 Negación ∃𝑥 ∈ 𝐴/~𝑃𝑥 c) Algunos funciones son lineales 𝐴 = {𝑥/𝑥 𝑒𝑠 𝑢𝑛 𝑢𝑛𝑎 𝑓𝑢𝑛𝑐𝑖ó𝑛} Px: x es lineal ∃𝑥 ∈ 𝐴/𝑃𝑥 Negación ∀𝑥 ∈ 𝐴: ~𝑃𝑥 d) Todos los libros son interesantes 𝐴 = {𝑥/𝑥 𝑒𝑠 𝑢𝑛 𝑙𝑖𝑏𝑟𝑜} Px: x es interesante ∀𝑥 ∈ 𝐴: 𝑃𝑥 Negación ∃𝑥 ∈ 𝐴/~𝑃𝑥 2) a) Contrario: s m Recíproco: m s Contrarrecíproco: m s b) Sean p: Juan obedece la ley y q: Juan va a la cárcel La proposición: Si Juan obedece la ley entonces no va a la cárcel en símbolos es: p q. Luego, sus condicionales asociados son: Contrario: pq Si Juan no obedece la ley entonces va a la cárcel. Recíproco: q p Si Juan no va a la cárcel entonces obedece la ley. Contrarrecíproco: q p Si Juan va a la cárcel entonces no obedece la ley. 11) a) p es condición necesaria para q. b) p no es ni necesaria ni suficiente para q. c) p es condición suficiente para q. 12) a) Rx es condición necesaria pero no suficiente para Qx b) Rx es condición necesaria pero no suficiente para Qx c) R y Q no son condiciones necesarias ni suficientes d) RA es condición suficiente pero no necesaria para QA; B MATEMÁTICAS PARA ADMINISTRACIÓN Y ECONOMÍA M ATEM ÁTICAS PARA ADM INISTRACIÓN Y ECONOM ÍA ERNEST F. HAEUSSLER, JR. RICHARD S. PAUL RICHARD J. WOODISBN 978-970-26-1147-9 Este reconocido libro de Haeussler proporciona los fundamentos matemáti- cos para aquellos estudiantes que cursen carreras relacionadas con negocios, economía y ciencias sociales. El texto inicia con temas de ecuaciones, funciones, álgebra de matrices, programación lineal, matemáticas financieras y probabilidad; después avanza a través del cálculo, tanto de una como de varias variables, incluyendo varia- bles aleatorias continuas. Los autores incorporan demostraciones que ilustran cómo se realizaron los cálculos correspondientes a los problemas aplicados. Las condiciones y com- paraciones se describen de manera detallada. Por otra parte, se ha conserva- do la sección “Ahora resuelva el problema …”, sumamente apreciada por profesores y alumnos. El libro contiene más de 850 ejemplos, casi 500 diagramas, más de 5000 ejer- cicios, y una gran cantidad de problemas del mundo cotidiano con datos reales, así como material opcional para trabajar por medio de una calcu- ladora graficadora. La página Web de este libro www.pearsoneducacion.net/haeussler contiene material adicional para el instructor. HAEUSSLER PAUL WOOD Decimosegunda edición Decimosegunda edición Reglas algebraicas para los números reales a � b � b � a ab � ba a � (b � c) � (a � b) � c a(bc) � (ab)c a(b � c) � ab � ac a(b � c) � ab � ac (a � b)c � ac � bc (a � b)c � ac � bc a � 0 � a a � 0 � 0 a � 1 � a a � (�a) � 0 �(�a) � a (�1)a � �a a � b � a � (�b) a � (�b) � a � b a 1 a � 1 a b � a � 1 b (�a)b � �(ab) � a(�b) (�a)(�b) � ab �a �b � a b �a b � � a b � a �b a c � b c � a � b c a c � b c � a � b c a b � c d � ac bd a�b c�d � adbc a b � ac bc (c � 0) Fórmulas de factorización ab � ac � a(b � c) a2 � b2 � (a � b)(a � b) a2 � 2ab � b2 � (a � b)2 a2 � 2ab � b2 � (a � b)2 a3 � b3 � (a � b)(a2 � ab � b2) a3 � b3 � (a � b)(a2 � ab � b2) Exponentes a0 � 1 (a � 0) a�n � 1 an (a � 0) aman � am�n (am)n � amn (ab)n � anbn a b n � an bn am an � am�n Radicales n a � a1�n ( n a)n � a, n an � a (a > 0) n am � ( n a)m � am�n n ab � n a n b n a b � n a n b m n a � mn a Productos especiales x(y � z) � xy � xz (x � a)(x � b) � x2 � (a � b)x � ab (x � a)2 � x2 � 2ax � a2 (x � a)2 � x2 � 2ax � a2 (x � a)(x � a) � x2 � a2 (x � a)3 � x3 � 3ax2 � 3a2x � a3 (x � a)3 � x3 � 3ax2 � 3a2x � a3 Fórmulas de diferenciación d dx (c) � 0 dy dx � dy du � du dx d dx (xn) � nxn�1 d dx (un) � nun�1 du dx d dx (c f (x)) � c f �(x) d dx (ln u) � 1 u du dx d dx ( f (x) � g(x)) � f �(x) � g�(x) d dx (eu) � eu du dx d dx ( f (x)g(x)) � f (x)g�(x) � g(x) f �(x) d dx (logb u) � 1 (ln b)u � du dx d dx f (x) g(x) � g(x) f �(x) � f (x)g�(x) (g(x))2 d dx (au) � au(ln a) du dx Fórmulas de integración Se supone que u es una función diferenciable de x. kdx � kx � C ( f (x) � g(x)) dx � f (x) dx � g(x) dx xn dx � xn�1 n � 1 � C, n � �1 un du � un�1 n � 1 � C, n � 1 ex dx � ex � C eu du � eu � C kf (x) dx � k f (x) dx 1 u du � ln �u� � C, u � 0 Líneas rectas Fórmula cuadrática Si ax2 � bx � c � 0, donde a � 0, entonces x � �b � b2 � 4ac 2a m � y2 � y1 x2 � x1 (fórmula de la pendiente) y � y1 � m(x � x1) (forma punto-pendiente) y � mx � b (forma punto-intersección) x � constante (recta vertical) y � constante (recta horizontal) Desigualdades Si a < b, entonces a � c < b � c. Si a < b y c > 0, entonces ac < bc. Si a < b y c > 0, entonces a(�c) > b(�c). Logaritmos logb x � y si y sólo si x � b y logb(mn) � logb m � logb n logb m n � logb m � logb n logb m r � r logb m logb 1 � 0 logb b � 1 logb b r � r blogb m � m logb m � loga m loga b Conteo n Pr � n! (n � r)! nCr � n! r !(n � r)! Alfabeto griego alfa nu beta xi gamma ómicron delta pi épsilon ro zeta sigma eta tau theta ípsilon iota fi kappa ji lambda psi mu � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � a b g d e z h u i k l m n j o p r s t y f, w x c vomega Contenido iii Matemáticas para administración y economía Matemáticas para administración y economía Decimosegunda edición Richard J. Wood Dalhousie University Salvador Sandoval Bravo Semei Leopoldo Coronado Ramírez Juan Manuel Rodríguez Alfaro Héctor Arturo Caramón Loyo Víctor Hugo Gualajara Estrada Departamento de Métodos Cuantitativos Centro Universitario de Ciencias Económico Administrativas Universidad de Guadalajara, México Angélica Holguín López Instituto de Ciencias Sociales y Administración Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, México José Cruz Ramos Báez Departamento de Matemáticas Universidad Panamericana, México Ernest F. Haeussler, Jr. The Pennsylvania State University Richard S. Paul The Pennsylvania State University TRADUCCIÓN Jesús Elmer Murrieta Murrieta Maestro en Investigación de Operaciones Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, campus Morelos REVISIÓN TÉCNICA Irma Beatriz Rumbos Pellicer Departamento Académico de Matemáticas Instituto Tecnológico Autónomo de México Leopoldo Xavier Cárdenas González Facultad de Ingeniería y Matemáticas Universidad del Valle de Atemajac, Guadalajara, México María Graciela Scápolla María Rosa Meoli Facultad de Ciencias Económicas Pontificia Universidad Católica Argentina Jorge Augusto Pérez Alcázar Departamento de Matemáticas Escuela de Administración de Negocios, Bogotá, Colombia María Nubia Quevedo Cubillos Facultad de Ciencias Económicas Universidad Militar Nueva Granada, Bogotá, Colombia Sergio Iván Restrepo Ochoa Mauricio Restrepo López Facultad de Ciencias Económicas Universidad de Antioquia, Medellín, Colombia Vilma Ortiz de Jofre Departamento de Ciencias Básicas Facultad de Ingeniería Universidad Rafael Landívar, Guatemala Manuel Emilio Fuenzalida Álamos Miguel Ángel Olivares Barrientos Facultad de Ciencias y Tecnología Universidad Adolfo Ibáñez, Chile Authorized translation from the English languaje edition, entitled Introductory Mathematical Analysis for Business, Economics, and the Life and Social Sciences 12ed. by Ernest F. Haeussler, Jr., Richard S. Paul and Richard J. Wood published by Pearson Education, Inc., publishing as PRENTICE HALL, INC., Copyright © 2008. All rights reserved. ISBN 013-240422-2 Traducción autorizada de la edición en idioma inglés, Introductory Mathematical Analysis for Business, Economics, and the Life and Social Sciences 12 ed., por Ernest F. Haeussler, Jr., Richard S. Paul and Richard J. Wood publicada por Pearson Education, Inc., publicada como PRENTICE HALL, INC., Copyright © 2008. Todos los derechos reservados. Edición en español: Editor: Rubén Fuerte Rivera e-mail: ruben.fuerte@pearsoned.com Editor de desarrollo: Bernardino Gutiérrez Hernández Supervisor de producción: Enrique Trejo Hernández DECIMOSEGUNDA EDICIÓN, 2008 D.R. © 2008 por Pearson Educación de México, S.A. de C.V. Atlacomulco 500-5° piso Col. Industrial Atoto, C.P. 53519, Naucalpan de Juárez, Edo. de México E-mail: editorial.universidades@pearsoned.com Cámara Nacional de la Industria Editorial Mexicana. Reg. Núm. 1031. Prentice Hall es una marca registrada de Pearson Educación de México, S.A. de C.V. Reservados todos los derechos. Ni la totalidad ni parte de esta publicación pueden reproducirse, registrarse o transmitirse, por un sistema de recuperación de información, en ninguna forma ni por ningún medio, sea electrónico, mecánico, fotoquímico, magnético o electroóptico, por fotocopia, grabación o cualquier otro, sin permiso previo por escrito del editor. El préstamo, alquiler o cualquier otra forma de cesión de uso de este ejemplar requerirá también la autorización del editor o de sus represen- tantes. ISBN 10: 970-26-1147-4 ISBN 13: 978-970-26-1147-9 Impreso en México. Printed in Mexico. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 - 11 10 09 08 Datos de catalogación bibliográfica Haeussler, Jr., Ernest F.; Richard S. Paul y Richard J. Wood Matemáticas para administración y economía. Decimosegunda edición PEARSON EDUCACIÓN, México, 2008 ISBN: 978-970-26-1147-9 Área: Matemáticas Formato: 21 × 27 cm Páginas: 920 Edición en inglés: Acquisitions Editor: Chuck Synovec Vice President and Editorial Director, Mathematics: Christine Hoag Project Manager: Michael Bell Production Editor: Debbie Ryan Senior Managing Editor: Linda Mihatov Behrens Executive Managing Editor: Kathleen Schiaparelli Manufacturing Buyer: Maura Zaldivar Manufacturing Manager: Alexis Heydt-Long Marketing Manager: Wayne Parkins Marketing Assistant: Jennifer de Leeuwerk Editorial Assistant/Print Supplements Editor: Joanne Wendelken Art Director: Maureen Eide Interior Designer: Dina Curro Cover Designer: Kris Carney Art Editor: Thomas Benfatti Creative Director: Juan R. López Director of Creative Services: Paul Belfanti Cover Photo: Ian Cumming/Axiom Photographic Agency/Getty Images Manager,Cover Visual Research & Permissions: Karen Sanatar Director, Image Resource Center: Melinda Patelli Manager, Rights and Permissions: Zina Arabia Manager, Visual Research: Beth Brenzel Image Permission Coordinator: Nancy Seise Photo Researcher: Rachel Lucas Art Studio: Laserwords Para Lesly UNIVERSIDAD IBEROAMERICANA Humberto Mondragón Suárez Cristóbal Cárdenas Oviedo Víctor Manuel Mendoza Olivares Mariangela Borello Gretel Ana Keller Cortina Lázaro Francisco Vinicio Mendive Abreu Esperanza Rojas Oropeza Hugo Serrato González Aurelio Morales Macías Ramiro Garibay Jiménez Efraín González Castillo Irma Irian García Salazar Alejandro Guillén Santiago Marco Antonio Rodríguez Vélez Patricia Novo Covarrubias Erik Leal Enríquez Miguel Ángel Álvarez Rodríguez Daniel Smeke Zwaiman UNIVERSIDAD DEL VALLE DE ATEMAJAC (UNIVA) Ignacio Navarro Ruiz Felipe Oregel Sánchez Mónica Juárez Valenzuela Leopoldo Xavier Cárdenas González UNIVERSIDAD PANAMERICANA GUADALAJARA Alberto Lancaster Jones Cristina Eccius Wellmann Carlos Guillermo Cedeño UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE GUADALAJARA Mario Mesino González INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TEPIC Víctor Manuel Lamas Huízar ITESM-CAMPUS SANTA FÉ Teresa de Jesús Cotera Rivera Sergio Rogelio Morales Vargas ITESM-CAMPUS QUERÉTARO Sithanantham Kanthinathinathan Lauro Ayala Centeno Dulce Hernández Méndez María Rosa Hernández Mondragón María Griselda Tapia Mercado ITESM-CAMPUS CHIHUAHUA Sofía Flores Carlos Manzanera Quintana Gabriela Athanea Luna ITESM-CAMPUS CIUDAD JUÁREZ Judith Camargo INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CIUDAD JUÁREZ Josefina Reyes Lomelí José Jiménez Jiménez UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CIUDAD JUÁREZ Eduardo Encerrado UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA Jamer Carmona López Janeth Carolina Rendón Aguirre Luis Eduardo Tobón Cardona James Serna Mesa Camilo Restrepo Estrada UNIVERSIDAD CEIPA Pablo Gallo Francisco Jaramillo UNIVERSIDAD DE LA SALLE Marco Fidel Castillo M É X I C O C O L O M B I A Pearson Educación agradece a los centros de estudios y profesores usuarios de esta obra por su apoyo y retroalimentación, elemento fundamental para esta nueva edición de Matemáticas para administración y economía. AGRADECIMIENTOS ESCUELA DE ADMINISTRACIÓN DE NEGOCIOS-EAN María Teresa Vargas UNIVERSIDAD CENTRAL Myriam Rodríguez UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BUCARAMANGA Nohora Nájera COLEGIO UNIVERSIDAD MAYOR DE CUNDINAMARCA José Diafonte Gutiérrez Muñoz UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA Edgar Pinto Montenegro Jose Tito Turga Arévalo Juan de Jesús Díaz Juan de Jesús Guerrero UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA-UPTC-TUNJA Publio Suárez Sotomonte Miguel Díaz Moreno José Francisco Leguizamon UNIVERSIDAD SUR COLOMBIANA Julio Roberto Cano Barrera UNIVERSIDAD DE LA SABANA Mauricio Restrepo UNIVERSIDAD PILOTO DE COLOMBIA Marisol Camacho Esperanza Florez Carlos Garzón UNIVERSIDAD AUTÓNOMA Gladys Villamarín Hilda González Óscar Prada UNIVERSIDAD ANTONIO NARIÑO Álvaro Suárez José René Camacho PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA Álvaro Moros Fabio Molina UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS Héctor Ruiz UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR Flavio Parra Patricio Ruales ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO Arturo Zurita Iván Ñúnez Verónica Reina UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA Lupe Beatriz Espejo UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL Mauricio García PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL ECUADOR Germán Luna Casar Monroy UNIVERSIDAD SAN FRANCISCO DE QUITO Eduardo Alba UNIVERSIDAD DE SAN MARTÍN DE PORRES Randy Guardales Vásquez UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS Agustín Curo Cubas Gloria Espinoza Colán E C U A D O R P E R Ú x Agradecimientos xi CONTENIDO Prefacio xvii CAPÍTULO 0 Repaso de álgebra 1 0.1 Conjuntos de números reales 2 0.2 Algunas propiedades de los números reales 3 0.3 Exponentes y radicales 9 0.4 Operaciones con expresiones algebraicas 14 0.5 Factorización 19 0.6 Fracciones 21 0.7 Ecuaciones, en particular ecuaciones lineales 27 0.8 Ecuaciones cuadráticas 37 Aplicación práctica: Modelado del comportamiento de una celda de carga 44 CAPÍTULO 1 Aplicaciones y más álgebra 46 1.1 Aplicaciones de ecuaciones 47 1.2 Desigualdades lineales 54 1.3 Aplicaciones de las desigualdades 58 1.4 Valor absoluto 61 1.5 Notación de sumatoria 65 1.6 Repaso 69 Aplicación práctica: Grabación de calidad variable 72 CAPÍTULO 2 Funciones y gráficas 74 2.1 Funciones 75 2.2 Funciones especiales 82 2.3 Combinaciones de funciones 86 2.4 Funciones inversas 91 2.5 Gráficas en coordenadas rectangulares 94 2.6 Simetría 103 2.7 Traslaciones y reflexiones 108 2.8 Repaso 110 Aplicación práctica: Una experiencia con impuestos 114 CAPÍTULO 3 Rectas, parábolas y sistemas de ecuaciones 116 3.1 Rectas 117 3.2 Aplicaciones y funciones lineales 124 3.3 Funciones cuadráticas 130 3.4 Sistemas de ecuaciones lineales 138 3.5 Sistemas no lineales 148 3.6 Aplicaciones de sistemas de ecuaciones 150 3.7 Repaso 157 Aplicación práctica: Planes de cobro en telefonía celular 160 xii Contenido CAPÍTULO 4 Funciones exponenciales y logarítmicas 162 4.1 Funciones exponenciales 163 4.2 Funciones logarítmicas 175 4.3 Propiedades de los logaritmos 181 4.4 Ecuaciones logarítmicas y exponenciales 186 4.5 Repaso 191 Aplicación práctica: Dosis de medicamento 194 CAPÍTULO 5 Matemáticas financieras 196 5.1 Interés compuesto 197 5.2 Valor presente 201 5.3 Interés compuesto continuamente 205 5.4 Anualidades 208 5.5 Amortización de préstamos 218 5.6 Repaso 222 Aplicación práctica: Bonos del tesoro 224 CAPÍTULO 6 Álgebra matricial 226 6.1 Matrices 227 6.2 Suma de matrices y multiplicación por un escalar 232 6.3 Multiplicación de matrices 238 6.4 Resolución de sistemas mediante la reducción de matrices 249 6.5 Resolución de sistemas mediante la reducción de matrices (continuación) 259 6.6 Inversas 263 6.7 Análisis de insumo-producto de Leontief 271 6.8 Repaso 275 Aplicación práctica: Requerimientos de insulina como un proceso lineal 278 CAPÍTULO 7 Programación lineal 280 7.1 Desigualdades lineales en dos variables 281 7.2 Programación lineal 284 7.3 Soluciones óptimas múltiples 294 7.4 Método simplex 296 7.5 Degeneración, soluciones no acotadas y soluciones óptimas múltiples 309 7.6 Variables artificiales 314 7.7 Minimización 325 7.8 El dual 330 7.9 Repaso 338 Aplicación práctica: Terapias con medicamentos y radiación 342 Contenido xiii CAPÍTULO 8 Introducción a la probabilidad y la estadística 344 8.1 Principio básico de conteo y permutaciones 345 8.2 Combinaciones y otros principios de conteo 351 8.3 Espacios muestrales y eventos 362 8.4 Probabilidad 369 8.5 Probabilidad condicional y procesos estocásticos 381 8.6 Eventos independientes 394 8.7 Fórmula de Bayes 403 8.8 Repaso 412 Aplicación práctica: Probabilidad y autómatas celulares 418 CAPÍTULO 9 Temas adicionales en probabilidad 420 9.1 Variables aleatorias discretas y valor esperado 421 9.2 La distribución binomial 428 9.3 Cadenas de Markov 433 9.4 Repaso 442 Aplicación práctica: Cadenas de Markov en la teoría de juegos 446 CAPÍTULO 10 Límites y continuidad 448 10.1 Límites 449 10.2 Límites (continuación) 458 10.3 Continuidad 466 10.4 Continuidad aplicada a desigualdades 472 10.5 Repaso 476 Aplicación práctica: Deuda nacional 478 CAPÍTULO 11 Diferenciación 480 11.1 La derivada 481 11.2 Reglas para la diferenciación 489 11.3 La derivada como una razón de cambio 497 11.4 La regla del producto y la regla del cociente 506 11.5 La regla de la cadena y la regla de la potencia 515 11.6 Repaso 523 Aplicación práctica: Propensión marginal al consumo 526 xiv Contenido CAPÍTULO 12 Temas adicionales de diferenciación 528 12.1 Derivadas de funciones logarítmicas 529 12.2 Derivadas de funciones exponenciales 534 12.3 Elasticidad de la demanda 539 12.4 Diferenciación implícita 544 12.5 Diferenciación logarítmica 549 12.6 Método de Newton 553 12.7 Derivadas de orden superior 557 12.8 Repaso 560 Aplicación práctica: Cantidad económica de pedido 564 CAPÍTULO 13 Trazado de curvas 566 13.1 Extremos relativos 567 13.2 Extremos absolutos en un intervalo cerrado 578 13.3 Concavidad 580 13.4 Prueba de la segunda derivada 587 13.5 Asíntotas 589 13.6 Aplicación de máximos y mínimos 599 13.7 Repaso 611 Aplicación práctica: Cambio de la población a lo largo del tiempo 616 CAPÍTULO 14 Integración 618 14.1 Diferenciales 619 14.2 La integral indefinida 623 14.3 Integración con condiciones iniciales 629 14.4 Más fórmulas de integración 633 14.5 Técnicas de integración 640 14.6 La integral definida 645 14.7 Teorema fundamental del cálculo integral 651 14.8 Integración aproximada 659 14.9 Área 664 14.10 Área entre curvas 668 14.11 Excedentes de los consumidores y de los productores 675 14.12 Repaso 678 Aplicación práctica: Cargos de envío 682 CAPÍTULO 15 Métodos y aplicaciones de la integración 684 15.1 Integración por partes 685 15.2 Integración mediante fracciones parciales 689 15.3 Integración por medio de tablas 695 15.4 Valor promedio de una función 700 15.5 Ecuaciones diferenciales 702 15.6 Más aplicaciones de las ecuaciones diferenciales 709 15.7 Integrales impropias 716 15.8 Repaso 719 Aplicación práctica: Dietas 722 Contenido xv CAPÍTULO 16 Variables aleatorias continuas 724 16.1 Variables aleatorias continuas 725 16.2 La distribución normal 732 16.3 Aproximación normal a la distribución binomial 737 16.4 Repaso 740 Aplicación práctica: Distribución acumulada de datos 742 CAPÍTULO 17 Cálculo de varias variables 744 17.1 Funciones de varias variables 745 17.2 Derivadas parciales 750 17.3 Aplicaciones de las derivadas parciales 755 17.4 Diferenciación parcial implícita 761 17.5 Derivadas parciales de orden superior 763 17.6 Regla de la cadena 766 17.7 Máximos y mínimos para funciones de dos variables 769 17.8 Multiplicadores de Lagrange 778 17.9 Rectas de regresión 785 17.10 Integrales múltiples 790 17.11 Repaso 794 Aplicación práctica: Análisis de datos para un modelo de enfriamiento 798 APÉNDICE A Conjuntos 801 APÉNDICE B Tablas de interés compuesto 821 APÉNDICE C Tabla de integrales seleccionadas 837 APÉNDICE D Áreas bajo la curva normal estándar 841 Respuestas a los problemas con número impar R-1 Índice I-1 La decimosegunda edición de Matemáticas para administración y economía con-tinúa proporcionando los fundamentos matemáticos para los estudiantes de ne-gocios, economía, y ciencias sociales y de la vida. Inicia con temas que no son de cálculo, como funciones, ecuaciones, matemáticas financieras, álgebra de matrices, pro- gramación lineal y probabilidad. Después avanza a través del cálculo de una y de varias variables, incluyendo las variables aleatorias continuas. Las demostraciones técnicas, las condiciones y comparaciones se describen de manera suficiente pero sin abundar demasiado. La filosofía que guía este texto nos ha llevado a incluir aquellas demostra- ciones y cálculos generales que den luz sobre la manera como se realizaron los cálculos correspondientes en los problemas aplicados. A menudo también se dan argumentos intuitivos informales. Cambios en la organización de la decimosegunda edición Los cambios en la organización de esta edición reflejan los comentarios de usuarios y revisores. El material del antiguo Apéndice A (como apareció en las ediciones 9 a 11) se ha incluido en el cuerpo del texto. En particular, la Notación de la sumatoria ahora apa- rece como la sección 5 del capítulo 1. La antigua sección de la Sumatoria del capítulo 14 también se ha incluido en la nueva sección 5 del capítulo 1. Muchos profesores opinaron que hacer coincidir la introducción de la notación de la sumatoria con otros conceptos importantes como la integral, podría representar una distracción. Nuestra intención al ubicar la sumatoria en el capítulo 1 es que este tema obtenga un estatus más apropiado. La notación de la sumatoria es simple, pero como será nueva para muchos alumnos, revitalizará un capítulo que de otra manera sólo sería un repaso para la mayoría de los estudiantes. Contar con la notación de la sumatoria al inicio del libro nos permite practi- carla varias veces, de manera notable en el trabajo sobre análisis combinatorio y proba- bilidad (capítulo 8), antes de volverse indispensable, junto con la integral (capítulo 14). El tema de interés compuesto continuamente se ha movido del capítulo 10 para convertirse en la sección 3 del capítulo 5, que está dedicado a las matemáticas finan- cieras. Como las funciones exponenciales y el número e se introducen en el capítulo 4, se trata de un movimiento bastante natural que permite un tratamiento más unificado de las tasas de interés. Algunos profesores consideraron importante poder comparar el interés compuesto continuamente con el interés compuesto ordinario mientras este último todavía está fresco en la mente de los estudiantes. Sin embargo, las anualidades continuas aún se encuentran en el capítulo 15 como una aplicación de la integración. Por último, diferenciabilidad y continuidad, que antes era una sección independien- te, ahora se incluye como parte de la sección 1 en el capítulo 11, y se ha eliminado la sección “un comentario sobre funciones homogéneas” del capítulo 17. Aplicaciones Este libro incluye una gran cantidad y variedad de aplicaciones, destinadas al lector; de esta forma, los estudiantes ven cómo pueden utilizar las matemáticas que están apren- diendo. Estas aplicaciones cubren áreas tan diversas como administración, economía, biología, medicina, sociología, psicología, ecología, estadística, ciencias de la tierra y arqueología. Muchas de estas situaciones de la vida cotidiana se tomaron de la litera- tura existente, y están documentadas mediante referencias (en ocasiones de la Web). En algunas aplicaciones se ofrecen los antecedentes y el contexto con el fin de esti- mular el interés en el tema. Sin embargo, el texto es independiente, en el sentido de que no supone un conocimiento previo de los conceptos sobre los cuales están basadas esas aplicaciones. El elemento Principios en práctica proporciona a los estudiantes aún más aplicaciones. Ubicados en los márgenes (ladillos) de los capítulos 1 a 17, estos ejer- cicios adicionales ofrecen a los estudiantes aplicaciones del mundo real y más oportuni- PREFACIO xvii dades para ver el material del capítulo puesto en la práctica. Un icono indica los proble- mas de Principios en práctica que pueden resolverse mediante el uso de una calculadora graficadora. Las respuestas a estos problemas específicos aparecen al final del texto. Se ha simplificado el lenguaje y la terminología En esta edición se ha hecho un esfuerzo especial para utilizar terminología adecuada, sin introducir de manera simultánea una palabra o frase alternativa conectada mediante la palabra o. Por ejemplo, cuando se presenta la terminología para un punto (a, b) en el plano, “a se llama abscisa o coordenada x ...” se ha sustituido por “a se llama coordenada x ...”. En general, se ha tratado de emplear un lenguaje más coloquial cuando esto puede hacerse sin sacrificar la precisión matemática. Pedagogía mejorada Al revisar la sección 9.3, sobre Cadenas de Markov, nos dimos cuenta que se simplifica considerablemente el problema de encontrar vectores de estado estable si se escriben vectores de estado como columnas en lugar de filas. Esto requiere que una matriz de transición T � [tij] tenga tij � probabilidad de que el siguiente estado sea i dado que el estado actual es j pero evita las transposiciones artificiales posteriores. En el capítulo 13, que trata sobre el trazado de curvas, se ha incrementado el uso de gráficas de signo. En particular, una gráfica de signo para una primera derivada siempre está acompañada por una línea adicional que interpreta los resultados para la función que será graficada. Así, en un intervalo donde se registra ‘+’ para f � también se registra ‘/’ para f y en un intervalo donde se registra ‘-’ para f � también se registra ‘\’ para f. Las cadenas resultantes de dichos elementos, por ejemplo /\/, con adornos adicionales que se describen en el texto, proporcionan un bosquejo muy preliminar de la curva en cuestión. Reconocemos que ésta es una técnica de pizarrón usada por muchos profesores pero que aparece muy pocas veces en libros de texto. A lo largo del texto se ha conservado el popular enfoque “Ahora resuelva el proble- ma n” de otros libros de Pearson Educación. El objetivo es que después de un ejemplo los estudiantes resuelvan un problema al final de la sección que refuerce las ideas del ejemplo. En su mayoría, estos problemas tienen número impar, de modo que los alum- nos pueden verificar su trabajo con las respuestas que aparecen al final del texto. En el mismo sentido, se ha extendido el uso de advertencias precautorias para el es- tudiante. Estas notas se indican con el título ADVERTENCIA y destacan errores que se cometen con frecuencia. Como sucedía con anterioridad, las definiciones se establecen y se muestran de manera clara. Los conceptos importantes, así como las reglas y fórmu- las principales, se colocan dentro de recuadros para enfatizar su importancia. Cada capítulo (excepto el 0) tiene una sección de repaso con una lista de términos y símbolos importantes, un resumen y una gran cantidad de problemas de repaso. En esta decimosegunda edición se incluye una lista que hace referencia a los ejemplos clave que corresponden a cada grupo de términos y símbolos relevantes. Las respuestas a los problemas con número impar aparecen al final del libro. Para muchos de los problemas de diferenciación, las respuestas aparecen en forma “no sim- plificada” y “simplificada”. (Por supuesto, “simplificada” es en cualquier caso un tér- mino subjetivo cuando se aplica a expresiones matemáticas, que tienden a presuponer la naturaleza de los cálculos subsecuentes con tales expresiones.) Esto permite a los estudiantes verificar con rapidez su trabajo. Ejemplos y ejercicios Se resuelven con detalle más de 850 ejemplos. Algunos incluyen una estrategia diseña- da de manera específica para guiar al estudiante a través de la logística de la solución, xviii Prefacio antes de obtener ésta. Se incluye una gran cantidad de diagramas (casi 500) y ejercicios (más de 5000); de estos últimos, más de 900 son nuevos en esta edición. En cada serie de ejercicios, los grupos de problemas están organizados en orden creciente de dificultad. En muchos casos los problemas van desde los que sirven para practicar y se resuelven en forma mecánica, hasta los más interesantes que obligan a reflexionar. También se in- cluye gran variedad de problemas de la vida cotidiana con datos reales. Se ha hecho un esfuerzo considerable para alcanzar el equilibrio entre los ejercicios de entrenamiento y los problemas que requieren de la integración de los conceptos aprendidos. Tecnología Con el propósito de que el estudiante aprecie el valor de la tecnología actual, a lo lar- go del texto se presenta material opcional para calculadoras graficadora, tanto en la exposición como en los ejercicios, por varias razones: como una herramienta matemá- tica, como una ayuda computacional y para visualizar y reforzar conceptos. Aunque el análisis de la tecnología correspondiente se ilustra con las pantallas de una calculadora TI-83 Plus, el enfoque es suficientemente general, de modo que pueda aplicarse en otras calculadoras graficadoras. En las series de ejercicios, los problemas que se resuelven con calculadora se indican por medio de un icono como el que aparece al margen de este párrafo. Para dar al ins- tructor flexibilidad en la planeación de tareas, estos problemas están colocados al final de las series de ejercicios. Planeación del curso Existe un número considerable de cursos que pueden utilizar este libro como texto. Como los profesores planifican el curso para que sirva a las necesidades específicas de una clase y de un temario en particular, no proporcionaremos directrices detalladas. Sin embargo, dependiendo de los antecedentes de los estudiantes, algunos profesores elegirán omitir el capítulo 0 (Repaso de álgebra). Un programa que incluya tres trimestres de matemáticas, para estudiantes de admi- nistración bien preparados, puede iniciar un primer curso con el capítulo 1 y con los te- mas que le interese de los capítulos 2 a 9. Por ejemplo, si los estudiantes están tomando al mismo tiempo un curso de finanzas, podría optar por excluir el capítulo 5, que trata de matemáticas financieras (y así evitar la duplicidad de material para créditos distintos). Otros podrían considerar que el capítulo 7, que está dedicado a la programación lineal, incluye más material del que requieren sus estudiantes. En este caso, se puede pres- cindir de secciones específicas como las 7.3, 7.5 y 7.8, sin perder continuidad. Por otro lado, en la sección 1.1 se introducen algunos términos de administración, como ingresos totales, costo fijo, costo variable y rendimiento, que son recurrentes a lo largo del libro. De manera similar, en la sección 3.2 se introducen las nociones sobre las ecuaciones de oferta y demanda, y en la sección 3.6 se analiza el punto de equilibrio y el punto de quiebre, todos ellos de importancia fundamental para las aplicaciones de negocios. Un segundo curso, de un solo trimestre, sobre cálculo diferencial podría utilizar el capítulo 10 sobre Límites y continuidad, seguido por los tres capítulos de diferenciación: del 11 al 13 . Aquí, la sección 12.6, sobre el Método de Newton, puede omitirse sin perder continuidad, mientras que otros profesores pueden preferir revisar el capítulo 4, que habla sobre Funciones exponenciales y logarítmicas antes de su estudio como funciones diferenciales. Por último, con los capítulos 14 a 17 podría definirse un tercer curso de un solo trimestre sobre cálculo integral, con una introducción al cálculo multivariado. En un curso con aplicaciones resulta conveniente enfatizar el uso de tablas para encontrar integrales, y por ende el uso de técnicas “por partes” y “de fracciones parciales”, las secciones 15.1 y 15.2 respectivamente, deben considerarse como opcionales. El capítulo 16 ciertamente no es prerrequisito para el capítulo 17, y la sección 15.7, que trata de las integrales impropias, puede omitirse con seguridad si no se cubre el capítulo 16. Prefacio xix Las escuelas con dos periodos académicos por año tienden a dar a los estudiantes de administración un semestre dedicado a las matemáticas finitas y otro destinado al cálculo. Se recomiendan los capítulos 1 a 9 para el primer curso, iniciando donde lo per- mita la preparación de los estudiantes, y los capítulos 10 a 17 para el segundo semestre —sin incluir el material opcional. Suplementos El Manual de soluciones del profesor tiene respuestas desarrolladas para todos los pro- blemas, incluyendo los ejercicios de Principios en práctica y los ejemplos de final de capítulo. El Test Item File (Archivo de preguntas de examen), usado por algunos profesores proporciona más de 1700 preguntas de examen, clasificadas por capítulo y por sección. Incluye una herramienta de edición que permite agregar o modificar preguntas. Tam- bién para el uso de los maestros contamos con el TestGen, un generador de exámenes al- gorítmico, completamente editable, que permite la creación de múltiples pruebas. Cabe mencionar que todo el material complementario se encuentra sólo en idioma inglés. Reconocimientos Agradecemos a los siguientes colegas su contribución con comentarios y sugerencias valiosos para el desarrollo de este libro: E. Adibi (Chapman University); R. M. Alliston (Pennsylvania State University); R. A. Alo (University of Houston); K. T. Andrews (Oakland University); M. N. de Arce (University of Puerto Rico); E. Barbut (University of Idaho); G. R. Bates (Western Illinois University); D. E. Bennett (Murray State University); C. Bernett (Harper College); A. Bishop (Western Illinois University); P. Blau (Shawnee State University); R. Blute (University of Ottawa) S. A. Book (California State University); A. Brink (St. Cloud State University); R. Brown (York University); R. W. Brown (University of Alaska); S. D. Bul- man-Fleming (Wilfrid Laurier University); D. Calvetti (National College); D. Cameron (University of Akron); K. S. Chung (Kapiolani Community College); D. N. Clark
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