Giáo trình Finite Mathematics for Business, Economics - Barnett, Ziegler, Byleen

• Tác giả: Raymond A. Barnett
• Trường học: Merritt College
• Chuyên ngành: Toán hữu hạn
• Đề tài: Toán hữu hạn cho kinh doanh, kinh tế, khoa học đời sống và khoa học xã hội
• Loại tài liệu: Giáo trình
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Upper Saddle River

Tóm tắt

I. Tổng quan về Finite Mathematics phiên bản toàn cầu lần 13

Finite Mathematics for Business, Economics, Life Sciences, and Social Sciences phiên bản thứ 13 do Raymond A. Barnett, Michael R. Ziegler và Karl E. Byleen biên soạn là giáo trình toán học hữu hạn hàng đầu thế giới. Cuốn sách được xuất bản bởi Pearson Education và dành riêng cho sinh viên các ngành kinh doanh, kinh tế, khoa học tự nhiên và khoa học xã hội. Phiên bản Global Edition thứ 13 cập nhật các ví dụ thực tế từ nhiều nền kinh tế khác nhau trên thế giới. Nội dung bao gồm các chủ đề từ phương trình tuyến tính, ma trận, xác suất cho đến thống kê cơ bản và toán tài chính. Đây không phải giáo trình toán thuần túy mà tập trung vào ứng dụng thực tế trong quản trị kinh doanh và phân tích kinh tế. Mỗi chương đều có bài tập thực hành với dữ liệu thực từ chỉ số CPI, phân tích hòa vốn và mô hình hồi quy tuyến tính. Cấu trúc bài học rõ ràng, từng bước giải quyết vấn đề giúp người học không chuyên toán vẫn nắm bắt được kiến thức cốt lõi.

1.1. Tác giả và nhà xuất bản giáo trình

Raymond A. Barnett giảng dạy tại Merritt College, Michael R. Ziegler và Karl E. Byleen công tác tại Marquette University. Cả ba tác giả có nhiều thập kỷ kinh nghiệm giảng dạy toán ứng dụng cho sinh viên không chuyên. Pearson Education phát hành phiên bản Global Edition năm 2015 với mã ISBN 978-0-321-94552-5. Phiên bản này được điều chỉnh từ ấn bản Mỹ để phù hợp với sinh viên quốc tế, cập nhật ví dụ và bài tập với ngữ cảnh toàn cầu hơn.

1.2. Đối tượng sử dụng giáo trình Barnett

Giáo trình phù hợp với sinh viên đại học năm nhất và năm hai theo học các ngành quản trị kinh doanh, tài chính, kinh tế học, sinh học ứng dụng và khoa học xã hội. Yêu cầu đầu vào chỉ là đại số trung học cơ bản. Giáo viên có thể lựa chọn các chương theo nhu cầu chương trình, không cần dạy tuần tự toàn bộ sách. Đây là lựa chọn phổ biến tại các trường đại học Mỹ, Anh, Úc và nhiều quốc gia châu Á.

II. Phân tích nội dung chính và cấu trúc chương sách

Giáo trình được chia thành nhiều phần lớn bao quát toàn bộ nền tảng toán học hữu hạn cần thiết. Phần đầu tập trung vào phương trình và đồ thị tuyến tính, đặt nền móng cho toàn bộ giáo trình. Sinh viên học cách xây dựng mô hình tuyến tính từ dữ liệu thực, ví dụ mô hình liên hệ tốc độ âm thanh và nhiệt độ nước biển. Phần toán tài chính giới thiệu lãi suất đơn, lãi kép, giá trị hiện tại và tương lai của dòng tiền. Phần đại số tuyến tính và ma trận cung cấp công cụ giải hệ phương trình nhiều biến. Lập trình tuyến tính giúp tối ưu hóa nguồn lực trong kinh doanh. Xác suất và thống kê chiếm phần quan trọng cuối sách, bao gồm xác suất có điều kiện, phân phối nhị thức và bình thường. Mỗi chương đều có ví dụ giải từng bước, bài tập được chia theo mức độ từ cơ bản đến nâng cao. Dữ liệu sử dụng trong bài tập được lấy từ nguồn thực tế như Bureau of Labor Statistics và Energy Information Administration.

2.1. Các chủ đề toán hữu hạn cốt lõi trong giáo trình

Chương 1 về phương trình tuyến tính và đồ thị là nền tảng quan trọng nhất. Sinh viên học cách giải phương trình một ẩn, xây dựng mô hình hòa vốn và phân tích chỉ số CPI. Ví dụ điển hình: công ty cần bán 9.600 đĩa DVD để hòa vốn với chi phí cố định 48.000 USD và biến phí 12,40 USD mỗi đơn vị. Các chương sau bao gồm hệ phương trình, ma trận và định thức, lập trình tuyến tính với phương pháp đơn hình, toán tài chính với công thức lãi suất phức tạp.

2.2. Ứng dụng thực tế nổi bật trong từng chương

Giáo trình tích hợp ứng dụng thực tế xuyên suốt. Phân tích hòa vốn được áp dụng cho ngành sản xuất phim ảnh và sản phẩm tiêu dùng. Chỉ số giá tiêu dùng CPI được dùng để tính lương tương đương qua các thời kỳ. Mô hình hồi quy tuyến tính phân tích sản xuất nhiên liệu hóa thạch theo thời gian. Áp suất nước theo độ sâu được mô hình hóa bằng hàm tuyến tính. Những bài toán này giúp sinh viên hiểu toán học không phải lý thuyết trừu tượng mà là công cụ ra quyết định thực tiễn.

III. Phương pháp học hiệu quả với giáo trình Barnett ấn bản 13

Học tốt giáo trình Finite Mathematics đòi hỏi chiến lược học tập có hệ thống. Đọc ví dụ mẫu trước, không đọc định nghĩa thuần túy là cách tiếp cận hiệu quả nhất. Mỗi ví dụ trong sách được giải theo quy trình 5 bước rõ ràng: xác định ẩn số, lập phương trình, giải phương trình, kiểm tra kết quả và trả lời câu hỏi ban đầu. Sau mỗi ví dụ là bài tập tương tự giúp củng cố ngay kiến thức vừa học. Không nên bỏ qua phần Matched Problem vì đây là cầu nối giữa ví dụ và bài tập độc lập. Sinh viên kinh tế nên ưu tiên các chương về toán tài chính và lập trình tuyến tính. Sinh viên sinh học nên tập trung vào xác suất và thống kê. Sử dụng đồ thị và biểu đồ kèm theo để hiểu trực quan trước khi đọc công thức. Nhóm học tập nhỏ giải bài tập ứng dụng chung sẽ tăng hiệu quả tiếp thu kiến thức đáng kể.

3.1. Kỹ thuật giải bài toán ứng dụng theo mô hình 5 bước

Mô hình giải toán 5 bước của Barnett là công cụ học tập mạnh mẽ. Bước 1: xác định ẩn số cần tìm và đặt tên biến. Bước 2: thu thập dữ liệu và lập biểu thức toán học. Bước 3: giải phương trình hoặc hệ phương trình. Bước 4: kiểm tra lại kết quả bằng cách thay ngược vào điều kiện ban đầu. Bước 5: trả lời câu hỏi bằng ngôn ngữ thông thường, không chỉ ghi con số. Việc kiên trì theo đúng 5 bước này xây dựng thói quen tư duy logic bền vững cho sinh viên.

3.2. Tài nguyên bổ trợ và công cụ học tập đi kèm

Pearson cung cấp nhiều tài nguyên bổ sung cho giáo trình này. MyMathLab là nền tảng trực tuyến đi kèm với bài tập tương tác, video giải bài và hệ thống phản hồi tức thì. Sách giải bài tập riêng biệt cung cấp lời giải chi tiết cho tất cả bài tập số lẻ. Student Solutions Manual giải thích từng bước giúp tự học hiệu quả. Các trường đại học thường cung cấp thêm slide bài giảng và đề thi mẫu từ giảng viên. Kết hợp giáo trình chính với các tài nguyên này tạo hệ sinh thái học tập toàn diện.

IV. Kết luận và ứng dụng giáo trình trong học thuật hiện đại

Finite Mathematics for Business, Economics, Life Sciences, and Social Sciences phiên bản 13 khẳng định vị trí là giáo trình chuẩn mực sau hơn ba thập kỷ phát triển. Sức mạnh của giáo trình nằm ở sự cân bằng giữa lý thuyết chặt chẽ và ứng dụng thực tiễn phong phú. Các trường đại học trên thế giới tiếp tục chọn giáo trình này vì tính toàn diện và độ tin cậy của nội dung. Phiên bản Global Edition đặc biệt phù hợp với môi trường học tập đa văn hóa và kinh tế quốc tế. Sinh viên hoàn thành giáo trình này có nền tảng vững chắc để tiếp tục học các môn kinh tế lượng, thống kê nâng cao và nghiên cứu hoạt động. Trong bối cảnh phân tích dữ liệu ngày càng quan trọng, các kỹ năng từ giáo trình như hồi quy tuyến tính và xác suất thống kê trở nên thiết yếu hơn bao giờ hết. Giáo trình Barnett không chỉ dạy toán mà còn rèn luyện tư duy phân tích định lượng cần thiết cho mọi lĩnh vực nghề nghiệp hiện đại.

4.1. Vai trò của giáo trình trong chương trình đào tạo đại học

Hầu hết các chương trình cử nhân kinh doanh và kinh tế tại Mỹ yêu cầu môn Toán Hữu Hạn là môn học bắt buộc. Giáo trình Barnett là lựa chọn số một cho môn học này tại hàng trăm trường. Kiến thức từ sách trực tiếp hỗ trợ các môn học sau như Kinh tế vi mô, Quản lý tài chính và Nghiên cứu Marketing. Sinh viên khoa học xã hội sử dụng phần xác suất và thống kê cho nghiên cứu điều tra xã hội học. Sinh viên sinh học ứng dụng phần toán hữu hạn vào mô hình dân số và di truyền học quần thể.

4.2. So sánh với các phiên bản trước và xu hướng cập nhật

Phiên bản thứ 13 cải thiện đáng kể so với các ấn bản trước ở phần trình bày đồ họa và bài tập dữ liệu thực. Dữ liệu kinh tế được cập nhật đến năm 2012-2015, phản ánh thực tế thị trường gần hơn. Phần công nghệ được bổ sung hướng dẫn sử dụng máy tính đồ thị và phần mềm bảng tính. Định dạng Global Edition loại bỏ một số tham chiếu đặc thù Mỹ và thay bằng ví dụ có tính quốc tế. Xu hướng các ấn bản tiếp theo sẽ tích hợp nhiều hơn phân tích dữ liệu lớn và trực quan hóa thông tin số.

Trích đoạn nội dung tài liệu

GlobAl edITIon Finite Mathematics for Business, Economics, Life Sciences, and Social Sciences THIRTeenTH edITIon Raymond A.com FInIte M AtheM AtIcs For BusIness, econoMIcs, LIFe scIences, And socIAL scIences thirteenth edition Global edition rAyMond A. BArnett Merritt college MIchAeL r. ZIeGLer Marquette university KArL e. ByLeen Marquette universit y Boston columbus Indianapolis new york san Francisco upper saddle river Amsterdam cape town dubai London Madrid Milan Munich Paris Montréal toronto delhi Mexico city são Paulo sydney hong Kong seoul singapore taipei tokyo www.com Editor in Chief: Deirdre Lynch Rights and Permissions Advisor: Joseph Croscup Head of Learning Asset Acquisition, Global Edition: Laura Dent Senior Manufacturing Controller, Production, Global Edition: Trudy Executive Editor: Jennifer Crum Kimber Project Manager: Kerri Consalvo Senior Manufacturing Buyer: Carol Melville Assistant Acquisitions Editor, Global Edition: Murchana Borthakur Associate Project Editor, Global Edition: Uttaran Das Gupta Cover photo: Carlos Caetano/Shutterstock Editorial Assistant: Joanne Wendelken Photo credits: page 18, iStockphoto/Thinkstock; page 58, Purestock/ Senior Managing Editor: Karen Wernholm Thinstock; page 142, Fuse/Thinkstock; page 189, Senior Production Supervisor: Ron Hampton iStockphoto/Thinkstock; page 271, Glen Gaffney/ Interior and Cover Design: Beth Paquin Shutterstock; page 301, Deusexlupus/Fotolia; page 361, Executive Manager, Course Production: Peter Silvia Phil Date/Shutterstock; page 401, Mark Thomas/ Associate Media Producer: Christina Maestri Alamy; page 463, Sritangphoto/Shutterstock; page 503, Digital Assets Manager: Marianne Groth Jack Sullivan/Alamy; page 536, Doug Mills/ZUMA Executive Marketing Manager: Jeff Weidenaar Press, Inc./Alamy Marketing Assistant: Brooke Smith Many of the designations used by manufacturers and sellers to distinguish their products are claimed as trademarks. Where those designations appear in this book, and Pearson was aware of a trademark claim, the designations have been printed in initial caps or all caps. Pearson Education Limited Edinburgh Gate Harlow Essex CM 20 2JE England and Associated Companies throughout the world Visit us on the World Wide Web at: www.com © Pearson Education Limited 2015 The rights of Raymond A. Ziegler, and Karl E. Byleen to be identified as the authors of this work have been asserted by them in accordance with the Copyright, Designs and Patents Act 1988. Authorized adaptation from the United States edition, entitled Finite Mathematics for Business, Economics, Life Sciences, and Social Sciences, 13th edition, ISBN 978-0-321-94552-5, by Raymond A. Ziegler, and Karl E. Byleen, published by Pearson Education © 2015. All rights reserved. No part of this publication may be reproduced, stored in a retrieval system, or transmitted in any form or by any means, electronic, mechanical, photocopying, recording or otherwise, without either the prior written permission of the publisher or a license permitting restricted copying in the United Kingdom issued by the Copyright Licensing Agency Ltd, Saffron House, 6–10 Kirby Street, London EC1N 8TS. All trademarks used herein are the property of their respective owners. The use of any trademark in this text does not vest in the author or publisher any trademark ownership rights in such trademarks, nor does the use of such trademarks imply any affiliation with or endorsement of this book by such owners. ISBN 10: 1-292-06229-0 ISBN 13: 978-1-292-06229-7 (Print) ISBN 13: 978-1-292-06645-5 (PDF) British Library Cataloguing-in-Publication Data A catalogue record for this book is available from the British Library 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 14 13 12 11 Typeset by Intergra in Times LT Std 11 pt. Printed and bound by Courier Kendallville in The United States of America.com contents Preface . 6 Diagnostic Prerequisite Test . 16 Part 1 A LibrAry of ELEmEnTAry funcTions chapter 1 Linear Equations and Graphs .1 Linear equations and Inequalities .2 Graphs and Lines . 42 chapter 1 summary and review . 55 chapter 2 functions and Graphs .2 elementary Functions: Graphs and transformations .4 Polynomial and rational Functions . 122 chapter 2 summary and review . 136 Part 2 finiTE mAThEmATics chapter 3 mathematics of finance .2 compound and continuous compound Interest .3 Future Value of an Annuity; sinking Funds .4 Present Value of an Annuity; Amortization . 171 chapter 3 summary and review . 185 chapter 4 systems of Linear Equations; matrices .1 review: systems of Linear equations in two Variables .2 systems of Linear equations and Augmented Matrices .3 Gauss–Jordan elimination .4 Matrices: Basic operations .5 Inverse of a square Matrix .6 Matrix equations and systems of Linear equations.7 Leontief Input–output Analysis . 258 chapter 4 summary and review .com 4 conTEnTs chapter 5 Linear inequalities and Linear Programming .1 Linear Inequalities in two Variables .2 systems of Linear Inequalities in two Variables .3 Linear Programming in two dimensions: A Geometric Approach . 286 chapter 5 summary and review . 299 chapter 6 Linear Programming: The simplex method .1 the table Method: An Introduction to the simplex Method .2 the simplex Method: Maximization with Problem constraints of the Form … .3 the dual Problem: Minimization with Problem constraints of the Form Ú .4 Maximization and Minimization with Mixed Problem constraints . 342 chapter 6 summary and review . 358 chapter 7 Logic, sets, and counting .3 Basic counting Principles .4 Permutations and combinations . 385 chapter 7 summary and review .1 sample spaces, events, and Probability .2 union, Intersection, and complement of events; odds .3 conditional Probability, Intersection, and Independence .5 random Variable, Probability distribution, and expected Value. 448 chapter 8 summary and review . 459 chapter 9 markov chains .1 Properties of Markov chains.2 regular Markov chains .3 Absorbing Markov chains . 485 chapter 9 summary and review .com conTEnTs 5 chapter 10 Games and Decisions .1 strictly determined Games .2 Mixed-strategy Games .3 Linear Programming and 2 * 2 Games: A Geometric Approach.4 Linear Programming and m * n Games: simplex Method and the dual Problem . 527 chapter 10 summary and review . 534 chapter 11 Data Description and Probability Distributions .2 Measures of central tendency .3 Measures of dispersion .4 Bernoulli trials and Binomial distributions . 574 chapter 11 summary and review . 585 Appendix A basic Algebra review .2 operations on Polynomials .4 operations on rational expressions .5 Integer exponents and scientific notation .6 rational exponents and radicals . 622 Appendix b special Topics .1 sequences, series, and summation notation .2 Arithmetic and Geometric sequences . 647 table I Area under the standard normal curve . 647 table II Basic Geometric Formulas . i-1 index of Applications .com PreFAce The thirteenth edition of Finite Mathematics for Business, Economics, Life Sciences, and Social Sciences is designed for a one-term course in finite mathematics for students who have had one to two years of high school algebra or the equivalent. The book’s over- all approach, refined by the authors’ experience with large sections of college freshmen, addresses the challenges of teaching and learning when prerequisite knowledge varies greatly from student to student. The authors had three main goals when writing this text: ▶ To write a text that students can easily comprehend ▶ To make connections between what students are learning and how they may apply that knowledge ▶ To give flexibility to instructors to tailor a course to the needs of their students. Many elements play a role in determining a book’s effectiveness for students. Not only is it critical that the text be accurate and readable, but also, in order for a book to be effective, aspects such as the page design, the interactive nature of the presentation, and the ability to support and challenge all students have an incredible impact on how easily students com- prehend the material. Here are some of the ways this text addresses the needs of students at all levels: ▶ Page layout is clean and free of potentially distracting elements. ▶ Matched Problems that accompany each of the completely worked examples help students gain solid knowledge of the basic topics and assess their own level of under- standing before moving on. ▶ Review material (Appendix A and Chapters 1 and 2) can be used judiciously to help remedy gaps in prerequisite knowledge. ▶ A Diagnostic Prerequisite Test prior to Chapter 1 helps students assess their skills, while the Basic Algebra Review in Appendix A provides students with the content they need to remediate those skills. ▶ Explore and Discuss problems lead the discussion into new concepts or build upon a current topic. They help students of all levels gain better insight into the mathemati- cal concepts through thought-provoking questions that are effective in both small and large classroom settings. ▶ Instructors are able to easily craft homework assignments that best meet the needs of their students by taking advantage of the variety of types and difficulty levels of the exercises. Exercise sets at the end of each section consist of a Skills Warm-up (four to eight problems that review prerequisite knowledge specific to that section) followed by problems divided into categories A, B, and C by level of difficulty, with level-C exercises being the most challenging. ▶ The MyMathLab course for this text is designed to help students help themselves and provide instructors with actionable information about their progress. The immedi- ate feedback students receive when doing homework and practice in MyMathLab is invaluable, and the easily accessible e-book enhances student learning in a way that the printed page sometimes cannot. Most important, all students get substantial experience in modeling and solving real-world problems through application examples and exercises chosen from business and econom- ics, life sciences, and social sciences. Great care has been taken to write a book that is mathematically correct, with its emphasis on computational skills, ideas, and problem solving rather than mathematical theory.com PrEfAcE 7 Finally, the choice and independence of topics make the text readily adaptable to a variety of courses (see the chapter dependencies chart on page 11). This text is one of three books in the authors’ college mathematics series. The others are Calculus for Business, Economics, Life Sciences, and Social Sciences, and College Mathematics for Business, Economics, Life Sciences, and Social Sciences; the latter contains selected content from the other two books. Additional Calculus Topics, a supplement written to accompany the Barnett/Ziegler/Byleen series, can be used in conjunction with any of these books. new to This Edition Fundamental to a book’s effectiveness is classroom use and feedback. Now in its thirteenth edition, Finite Mathematics for Business, Economics, Life Sciences, and Social Sciences has had the benefit of a substantial amount of both. Improvements in this edition evolved out of the generous response from a large number of users of the last and previous editions as well as survey results from instructors, mathematics departments, course outlines, and college catalogs. In this edition, ▶ The Diagnostic Prerequisite Test has been revised to identify the specific deficien- cies in prerequisite knowledge that cause students the most difficulty with finite mathematics. ▶ Most exercise sets now begin with a Skills Warm-up—four to eight problems that review prerequisite knowledge specific to that section in a just-in-time approach. References to review material are given for the benefit of students who struggle with the warm-up problems and need a refresher.1 has been rewritten to better motivate and introduce the simplex method and associated terminology. ▶ Examples and exercises have been given up-to-date contexts and data. ▶ Exposition has been simplified and clarified throughout the book. ▶ An Annotated Instructor’s Edition is now available, providing answers to exercises directly on the page (whenever possible). Teaching Tips provide less-experienced instructors with insight on common student pitfalls, suggestions for how to approach a topic, or reminders of which prerequisite skills students will need. Lastly, the dif- ficulty level of exercises is indicated only in the AIE so as not to discourage students from attempting the most challenging “C” level exercises. ▶ MyMathLab for this text has been enhanced greatly in this revision. Most notably, a “Getting Ready for Chapter X” has been added to each chapter as an optional resource for instructors and students as a way to address the prerequisite skills that students need, and are often missing, for each chapter. Many more improvements have been made. See the detailed description on pages 14 and 15 for more information.