Universidade de S~ao Paulo · 2011. 4. 27. · um produto. Chama-se decusto marginal a derivada de...
Transcript of Universidade de S~ao Paulo · 2011. 4. 27. · um produto. Chama-se decusto marginal a derivada de...
Introducao Funcoes Marginais Consideracoes Finais Referencias
Universidade de Sao PauloEscola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”
Aplicacoes de DerivadaTopicos em Microeconomia
Everton Batista da RochaRoseli Aparecida Leandro
LCE0103 - Calculo Diferencial e IntegralDepartamento de Ciencias Exatas/ESALQ/USP
Piracicaba/2011
Introducao Funcoes Marginais Consideracoes Finais Referencias
Sumario
Introducao
Funcoes Marginais
Consideracoes Finais
Referencias
Introducao Funcoes Marginais Consideracoes Finais Referencias
Funcoes Marginais
• Matematica• Calculo Diferencial e Integral• Algebra Linear
• Economia• Microeconomia• Series Temporais• Econometria• Matematica Financeira
Introducao Funcoes Marginais Consideracoes Finais Referencias
Funcoes Marginais
• Em Economia, Administracao, dada uma funcao f (x),costuma-se utilizar o conceito de funcao marginal para avaliaro efeito causado em f (x) por uma pequena variacao de x .
• Chama-se funcao marginal de f (x) a funcao derivada de f (x).Assim, a funcao custo marginal, e a derivada da funcao custo,a funcao receita marginal e a derivada da funcao receita, eassim por diante.
• Objetivo: estudar algumas funcoes marginais e suasinterpretacoes.
Introducao Funcoes Marginais Consideracoes Finais Referencias
Custo Marginal
• Seja C (x) a funcao de custo de producao de x unidades deum produto. Chama-se de custo marginal a derivada de C (x)em relacao a x . O custo marginal sera indicado por Cmg (x).
• Exemplo: Considere a funcao de custoC (x) = 0, 01x3 − 0, 5x2 + 300x + 100.
• O custo marginal e dado porCmg (x) = C
′(x) = 0, 03x2 − x + 300.
• Assim, caso se deseje o custo marginal para x = 10, tem-se,Cmg (10) = 0, 03.(10)2 − 10 + 300 = 293.
• Esse resultado pode ser interpretado da seguinte forma:
Introducao Funcoes Marginais Consideracoes Finais Referencias
Custo MarginalSendo
Cmg (x) = lim∆x→0
∆C
∆x,
tem-se que
Cmg (x) ∼=∆C
∆x(para ∆x pequeno)
Frequentemente, esse ∆x pequeno e suposto como igual a 1.Assim,
Cmg (x) ∼= ∆C = C (x + 1)− C (x).
• Portanto, o custo marginal e aproximadamente igual avariacao do custo, decorrente da producao de uma unidadeadicional a partir de x unidades.
• No exemplo dado, Cmg (10) = 293 representa,aproximadamente, C (11)− C (10), ou seja, o custo daproducao da 11a unidade.
Introducao Funcoes Marginais Consideracoes Finais Referencias
Receita Marginal
• Seja R(x) a funcao receita de vendas de x unidades de umproduto. Chama-se de receita marginal a derivada de R(x) emrelacao a x . A receita marginal sera indicado por Rmg (x).
• Exemplo: Considere a funcao receita R(x) = −2x2 + 1000x .
• A receita marginal e dada por Rmg (x) = R′(x) = −4x + 1000.
• Assim, caso se deseje a receita marginal no ponto x = 50,tem-se, Rmg (50) = −4.(50)2 + 1000 = 800.
• Esse resultado pode ser interpretado da seguinte forma:
Introducao Funcoes Marginais Consideracoes Finais Referencias
Receita MarginalSendo
Rmg (x) = lim∆x→0
∆R
∆x,
tem-se que
Rmg (x) ∼=∆R
∆x(para ∆x pequeno)
Supondo ∆x = 1,
Rmg (x) ∼= ∆R = R(x + 1)− R(x).
• Portanto, a receita marginal e aproximadamente igual avariacao da receita decorrente da venda de uma unidadeadicional, a partir de x unidades.
• No exemplo dado, Rmg (50) = 800 representa,aproximadamente, R(51)− R(50), ou seja, o aumento dareceita decorrente da venda da 51a unidade.
Introducao Funcoes Marginais Consideracoes Finais Referencias
Exercıcios
1. Dada a funcao custo C (x) = 0, 3x3 − 2, 5x2 + 20x + 200,obtenha:
a) o custo marginal Cmg ;b) Cmg (5) e a interpretacao do resultado;c) Cmg (10) e a interpretacao do resultado;
2. Dada a funcao receita R(x) = −4x2 + 500x , obtenha
a) a receita marginal Rmg ;b) Rmg (10) e a interpretacao do resultado;c) Rmg (20) e a interpretacao do resultado;
Introducao Funcoes Marginais Consideracoes Finais Referencias
Propensao Marginal a Consumir e a Poupar
• Chamando de y a renda disponıvel e , C o consumo, tem-seque C e funcao de y , e a funcao C(y) e chamada de funcao deconsumo.
• Denomina-se propensao marginal a consumir, e indica-se porpCmg a derivada de C em relacao a y . Isto e:
pCmg (y) = C′(y).
• Analogamente, a poupanca S e tambem funcao de y , e assim,a funcao S(y) e chamada de funcao poupanca.
• Denomina-se propensao marginal a poupar, e indica-se porpSmg , a derivada de S em relacao a y , ou seja,
pSmg (y) = S′(y).
Introducao Funcoes Marginais Consideracoes Finais Referencias
Propensao Marginal a Consumir e a Poupar
• Exemplo: Suponha que a funcao consumo de uma famılia sejaC(y) = 20 + 0, 4y0,75.
• Para a propensao marginal a consumir, tem-se
pCmg (y) = 0, 3y−0,25
• Caso seja de interesse o valor desta propencao para y = 16,tem-se
pCmg (16) = 0, 3.(16)−0,25 = 0, 15.
• A interpretacao e analoga a feita para o custo e a receitamarginal, ou seja, aumentando-se em uma unidade a rendadisponıvel (de 16 para 17), o aumento do consumo seraaproximadamente igual a 0,15.
Introducao Funcoes Marginais Consideracoes Finais Referencias
Propensao Marginal a Consumir e a Poupar
• Exemplo: Suponha que a funcao consumo de uma famılia sejaC(y) = 20 + 0, 4y0,75.
• Para o obtencao da funcao poupanca, e importante lembrarque,S = y − C, ou seja,
S(y) = y − 20− 0, 4y0,75
• A propensao marginal a poupar e:
pSmg (y) = 1− 0, 3y−0,25
• Caso seja de interesse o valor desta propensao para y = 16,tem-se:
pSmg (16) = 1− 0, 3.(16)−0,25 = 0, 85.
• Portanto, se a renda passar de 16 para 17, o aumento dapoupanca sera aproximadamente 0,85.
Introducao Funcoes Marginais Consideracoes Finais Referencias
Exercıcios
1. Dada a funcao de consumo C = 30 + 0, 4y0,5, obtenha:
a) pCmg (64) e interprete o resultado;
b) pSmg (64) e interprete o resultado;
Introducao Funcoes Marginais Consideracoes Finais Referencias
Produtividade Marginal
• Seja P uma funcao de producao que dependa da quantidade xde um fator variavel, chama-se produtividade marginal dofator a derivada de P em relacao a x .
• Exemplo: Considere a funcao de producao P(x) = 50x0,5 emque P e a quantidade (em toneladas) produzidas por mes deum produto, e x , o trabalho mensal envolvido (medido emhomens-hora).
• A produtividade marginal do trabalho e
P′(x) = 25x−0,5
• Se x = 10000, entao
P′(10000) = 25.(10000)−0,5 = 0, 25
• Assim, se o numero de homens-hora passar de 10000 para10001, o aumento na produtividade mensal sera,aproximadamente, 0,25 toneladas.
Introducao Funcoes Marginais Consideracoes Finais Referencias
Exercıcios
1. A produtividade anual de algodao (em toneladas) de umagricultor e funcao da quantidade x de fertilizante empregada(em toneladas), segundo a relacao P = 100 + 200x − x2.
a) Determine a produtividade marginal do fertilizante para x = 50e interprete o resultado.
b) Determine a produtividade marginal do fertilizante para x = 75e interprete o resultado.
Introducao Funcoes Marginais Consideracoes Finais Referencias
Elasticidades
• A funcao de demanda relaciona o preco unitario p com aquantidade demandada x .
• Um indicador da sensibilidade da variacao da demanda emrelacao ao preco poderia ser a derivada de x em relacao a p.Todavia, esta derivada depende das unidades de medidasutilizadas. Assim, se a queda de $1, 00 por kg de aboborafizesse o consumidor aumentar em 1kg por mes o consumodesse produto, a relacao cosumo/preco seria 1 se o consumofosse medido em quilogramas, mas seria 1000 se o consumofosse medido em gramas.
• Costuma-se definir um indicador de sensibilidade queindependa das unidades de medida utilizadas. Tal indicador echamado de elasticidade.
Introducao Funcoes Marginais Consideracoes Finais Referencias
Elasticidades
• Suponha que a um preco p0 a quantidade demandada seja x0.Suponha, ainda, que o preco sofra uma variacao ∆p e partirde p0 e, como consequencia, a quantidade demandada sofrauma variacao ∆x , a partir de x0.
• Considere:
• A variacao porcentual no preco:∆p
p0.
• A variacao porcentual na quantidade:∆x
x0• Chama-se de elasticidade da demanda no ponto (x0, p0) o
numero:
e =
∣∣∣∣∣∣∣∣ lim∆p→0
∆x
x0
∆p
p0
∣∣∣∣∣∣∣∣ =p0
x0
∣∣∣∣∆x
∆p
∣∣∣∣
Introducao Funcoes Marginais Consideracoes Finais Referencias
Elasticidades
• (continuacao)
• O limite dentro do modulo edx
dp(derivada da quantidade em
relacao ao preco). O modulo e introduzido na definicao paraque a elasticidade resulte num numero positivo, uma vez que,
em geral,dx
dp< 0, entretanto alguns autores preferem fazer a
definicao sem uso do modulo.• Assim,
e =p0
x0
∣∣∣∣dxdp∣∣∣∣ ,
em que a derivadadx
dpe calculada no ponto (x0, p0).
• E importante salientar que a elasticidade e uma caracterısticado ponto da curva de demanda e nao da curva em si.
Introducao Funcoes Marginais Consideracoes Finais Referencias
Elasticidades
• Exemplo: Seja a equacao de demanda for dada porx = 500− 10p:
• Tem-se,
dx
dp= −10
• Portanto,
e =p0
x010
• Assim, se p0 = 40, entao x0 = 500− 400 = 100 e
e =40
10010 = 4
Introducao Funcoes Marginais Consideracoes Finais Referencias
Elasticidades
• (continuacao)• Isso significa que, para ∆p pequeno,
4 ∼=
∆x
100∆p
40
.
• Admitindo∆p
40= 1% (como e usual), tem-se
∆x
100∼= −4%(pois ∆x e ∆p tem sinais contrarios)
• Em outras palavras, se o preco for 40 e sofrer um aumentopercentual de 1%, a queda percentual na demanda sera deaproximadamente 4%.
• De modo analogo, ao se admitir um aumento percentual de2%, a queda percentual na demanda sera de aproximadamente8%.
Introducao Funcoes Marginais Consideracoes Finais Referencias
Elasticidades
• Se e > 1, a demanda e dita elastica no ponto considerado.
• Se 0 < e < 1, a demanda e dita inelastica.
• E se e = 1, a demanda tem elasticidade unitaria no pontoconsiderado.
Introducao Funcoes Marginais Consideracoes Finais Referencias
Elasticidades
• Para a funcao de oferta, define-se elasticidade da oferta emrelacao ao preco de modo analogo:
f =
∣∣∣∣∣∣∣∣ lim∆p→0
∆x
x0
∆p
p0
∣∣∣∣∣∣∣∣ =p0
x0
dx
dp
em quedx
dpe calculada no ponto x = x0 e p = p0 da equacao
da oferta.
• Nesse caso, o modulo foi omitido, poisdx
dp> 0.
Introducao Funcoes Marginais Consideracoes Finais Referencias
Elasticidades
• Exemplo: Seja a equacao de oferta x = 64 + p2.• Entao,
dx
dp= 2p
• Caso seja de interesse a elasticidade para p0 = 6, entao
x0 = 64 + 62 = 100 edx
dp= 12, no ponto em que p0 = 6.
• Assim,
f =6
10012 = 0, 72
• Desse modo, para um acrescimo percentual de 1% no preco (apartir de 6), o acrescimo porcentual na quantidade ofertada (apartir de 100)sera de aproximadamente 0,72%.
Introducao Funcoes Marginais Consideracoes Finais Referencias
Exercıcios
1. Se a equacao de demanda for dada por x =10− p
5, obtenha
a elasticidade da demanda para p = 5 e interprete o resultado.
2. Obtenha a elasticidade da oferta para p = 9, sabendo que aequacao da oferta e dada por x = 20− 0, 05p + p1/2.Interprete o resultado.
Introducao Funcoes Marginais Consideracoes Finais Referencias
Consideracoes Finais
• Aula MAPLE - Derivadas =⇒ 02/05/2011, 10hs-12hs, emsala de aula.
• Prova MAPLE - Derivadas =⇒ 10/05/2011, 14hs-15:30hs(Grupo 1)
• Prova MAPLE - Derivadas =⇒ 10/05/2011,16:15hs-17:45hs (Grupo 2)
• Entrega dos exercıcios propostos: no dia da prova doMAPLE.
• Todos os exercıcios deverao ser entregues feitos a mao e noMAPLE (IMPRESSO).
• O material da aula do dia 02/05/2011 estara disponıvel ate adata da mesma, assim como uma lista de exercıcios, adicionaisa deste texto, que tambem devera ser entregue feita a mao eno MAPLE (IMPRESSO), no dia da prova do MAPLE.
Introducao Funcoes Marginais Consideracoes Finais Referencias
Referencias
Pedro A. Morettin, Samuel Hazzan, Wilton de O. Bussab; Calculo-Funcoes de uma e varias variaveis. Editora Saraiva, Sao Paulo,2003.