MAT1043 İşletme Matematiği I

Diferansiyel hesap (türev), marjinal analiz ve matrislerin işletme uygulamaları.

1. HAFTA

Sayılar, Eşitsizlikler ve Mutlak Değer

İşletme problemlerini modellerken temel sayı kümelerini ve kısıtları (eşitsizlikleri) kullanırız. Bütçe kısıtları buna en iyi örnektir.

1. Reel Sayı Aralıkları

  • Kapalı Aralık [a, b]: a ve b dahildir. ($ a \le x \le b $)
  • Açık Aralık (a, b): a ve b dahil değildir. ($ a < x < b $)

2. Eşitsizlikler

Bir malın maliyeti 100 TL'den az olmalıysa: $ C(x) < 100 $.

Örnek: Bütçe Kısıtı

Bir öğrencinin aylık bütçesi 5000 TL'dir. Kira (K) ve Gıda (G) harcamaları toplamı bütçeyi aşamaz.
Eşitsizlik: $$ K + G \le 5000 $$

Örnek: Eşitsizlik Çözümü

$$ 3x - 5 \le 4x + 2 $$ x'leri bir tarafa toplayalım: $$ -5 - 2 \le 4x - 3x $$ $$ -7 \le x $$ Çözüm Kümesi: $ [-7, \infty) $

3. Mutlak Değer

Uzaklık kavramıdır. Negatif olamaz. İşletmede "sapma" analizinde kullanılır.

$$ |x| = \begin{cases} x, & x \ge 0 \\ -x, & x < 0 \end{cases} $$
2. HAFTA

Fonksiyon Kavramı ve Türleri

Girdi (x) ile Çıktı (y) arasındaki ilişkiyi tanımlar. İşletmede x genellikle miktar, y ise Maliyet, Gelir veya Kâr'dır.

Fonksiyon Türleri

Doğrusal (Lineer) $ f(x) = ax + b $
İkinci Derece (Kuadratik) $ f(x) = ax^2 + bx + c $ (Parabol)
Üstel $ f(x) = a^x $ (Bileşik Faiz)
Logaritmik $ f(x) = \log_a(x) $
Örnek: Tanım Kümesi

$$ f(x) = \frac{2x+1}{x-3} $$ Payda sıfır olamaz, bu yüzden $ x - 3 \ne 0 \Rightarrow x \ne 3 $.
Tanım Kümesi: $ \mathbb{R} - \{3\} $

3. HAFTA

Doğrusal Fonksiyonlar ve İşletme Uygulamaları

İşletme matematiğinin en temel modelleridir. Kâr-Zarar analizleri genelde doğrusal modellerle başlar.

1. Maliyet, Gelir ve Kâr Fonksiyonları

$ C(x) = \text{Sabit Mal.} + (\text{Birim Değ. Mal.} \times x) $
$ R(x) = \text{Birim Satış Fiyatı} \times x $
$ P(x) = R(x) - C(x) $
Örnek: Kâr Fonksiyonu Kurma

Bir ayakkabı atölyesinin aylık kirası 10.000 TL (Sabit). Bir ayakkabının malzeme maliyeti 200 TL. Satış fiyatı 500 TL.

1. Maliyet Fonk: $ C(x) = 200x + 10000 $
2. Gelir Fonk: $ R(x) = 500x $
3. Kâr Fonk: $ P(x) = 500x - (200x + 10000) = 300x - 10000 $

2. Başabaş Noktası (Break-Even)

Kârın sıfır olduğu ($ R(x) = C(x) $) üretim miktarıdır. Zarardan kâra geçiş noktasıdır.

Örnek: Başabaş Analizi

Yukarıdaki örnek için başabaş noktası nedir? $$ P(x) = 0 \Rightarrow 300x - 10000 = 0 $$ $$ 300x = 10000 $$ $$ x \approx 33.33 $$ Atölye en az 34 adet ayakkabı satmalıdır ki kâra geçsin.

3. Piyasa Dengesi (Arz - Talep)

Arzın ($ S $) Talebe ($ D $) eşit olduğu fiyat ve miktar dengesidir.

Örnek: Denge Fiyatı

Talep: $ p = 100 - 2q $
Arz: $ p = 20 + 3q $
Denge için eşitle:
$ 100 - 2q = 20 + 3q $
$ 80 = 5q \Rightarrow q = 16 $ (Denge Miktarı)
Fiyatı bulmak için yerine koy: $ p = 20 + 3(16) = 20 + 48 = 68 $ TL.

4. HAFTA

Limit ve Süreklilik

1. Limit Kavramı

x bir değere yaklaşırken fonksiyonun nereye gittiğini gösterir. Belirsizlik ($ 0/0 $) durumlarında sadeleştirme yapılır.

Örnek: Belirsizlik Giderme

$$ \lim_{x \to 3} \frac{x^2 - 9}{x - 3} $$ Doğrudan 3 koyarsak $ 0/0 $ olur. $$ \frac{(x-3)(x+3)}{(x-3)} = x+3 $$ Şimdi x yerine 3 koyalım: $ 3+3 = 6 $.

2. Süreklilik

Bir fonksiyonun grafiği "kalem kaldırılmadan" çizilebiliyorsa süreklidir. Ekonomik modellerde (örneğin vergi dilimleri hariç) genelde sürekli fonksiyonlar kullanılır.

Süreklilik Şartı: $ \lim_{x \to a} f(x) = f(a) $
5. HAFTA

Türev ve Uygulamaları

Türev, ani değişim oranıdır. Bir eğrinin herhangi bir noktasındaki teğetinin eğimidir.

1. Türev Alma Kuralları

Kuvvet Kuralı $ f(x) = x^n \Rightarrow f'(x) = n \cdot x^{n-1} $
Sabit Sayı $ f(x) = c \Rightarrow f'(x) = 0 $
Çarpım Kuralı $ (u \cdot v)' = u'v + uv' $
Bölüm Kuralı $ (\frac{u}{v})' = \frac{u'v - uv'}{v^2} $
Bol Pratik

a) $ f(x) = 3x^4 - 2x^2 + 5 $
$ f'(x) = 12x^3 - 4x $

b) $ f(x) = (2x+1)(x^2) $ (Çarpım Kuralı)
$ f'(x) = (2)(x^2) + (2x+1)(2x) = 2x^2 + 4x^2 + 2x = 6x^2 + 2x $

6. HAFTA

Türevin İşletme Uygulamaları (Marjinal Analiz)

Ekonomide "Marjinal" = "Türev" demektir. Bir birim fazla üretmenin maliyete/gelire etkisidir.

Marjinal Maliyet (MC) $ MC(x) = C'(x) $
Marjinal Gelir (MR) $ MR(x) = R'(x) $
Marjinal Kâr (MP) $ MP(x) = P'(x) $

1. Kâr Maksimizasyonu

Bir işletmenin kârını maksimize ettiği nokta, Marjinal Kârın sıfır olduğu ($ P'(x) = 0 $) veya $ MR = MC $ olduğu noktadır.

Örnek: Maksimum Kâr

Fiyat Fonksiyonu: $ p(x) = 400 - 2x $
Maliyet Fonksiyonu: $ C(x) = 40x + 2000 $
Maksimum kâr için kaç birim üretilmeli?

1. Gelir: $ R(x) = x \cdot (400 - 2x) = 400x - 2x^2 $
2. Kâr: $ P(x) = (400x - 2x^2) - (40x + 2000) = -2x^2 + 360x - 2000 $
3. Türev Al: $ P'(x) = -4x + 360 $
4. Sıfıra Eşitle: $ -4x + 360 = 0 \Rightarrow 4x = 360 \Rightarrow \mathbf{x = 90} $

7. HAFTA

Olasılık

Belirsizlik altında karar verme sürecinin temelidir.

1. Temel Kavramlar

  • Örnek Uzay (S): Olası tüm sonuçların kümesi.
  • Olay (E): Örnek uzayın alt kümesi.
  • Olasılık P(E): $ \frac{\text{İstenen Durum Sayısı}}{\text{Tüm Durum Sayısı}} $
Örnek: Para ve Zar

Bir madeni para ve bir zar birlikte atılıyor.
Soru: Paranın Tura (T) ve Zarın çift sayı gelme olasılığı nedir?
Çözüm:
Para Olasılığı P(T) = 1/2
Zar Çift (2,4,6) P(Ç) = 3/6 = 1/2
Bağımsız olaylar olduğu için çarpılır: $ \frac{1}{2} \cdot \frac{1}{2} = \frac{1}{4} $

2. Kombinasyon (Seçme)

Sıranın önemli olmadığı seçimlerde kullanılır. $ C(n,r) = \binom{n}{r} $

Örnek: Personel Seçimi

10 kişilik bir başvuru havuzundan 3 kişilik bir ekip kaç farklı şekilde seçilebilir? $$ C(10,3) = \frac{10!}{3!(10-3)!} = \frac{10 \cdot 9 \cdot 8}{3 \cdot 2 \cdot 1} = 120 \text{ farklı ekip.} $$

Ara Sınav Haftası

Bu haftaya kadar işlenen (1-7. Hafta) konulardan sorumlu olacaksınız. Özellikle Türev uygulamaları ve Fonksiyon problemlerine dikkat ediniz. Başarılar!

9. HAFTA

Olasılık Fonksiyonları ve Beklenen Değer

Belirsizlik altında karar verirken, bir olayın ortalama sonucunu (Beklenen Değer) bilmek stratejiktir.

1. Beklenen Değer (Expected Value)

Bir rastgele değişkenin (X) alabileceği değerlerin, olasılıklarıyla ağırlıklandırılmış ortalamasıdır.

$$ E(X) = \sum [x \cdot P(x)] $$
Örnek: Yatırım Kararı

Bir yatırım projesinin getirileri ve olasılıkları şöyledir:
• %40 olasılıkla 10.000 TL Kâr
• %30 olasılıkla 2.000 TL Kâr
• %30 olasılıkla 5.000 TL Zarar (-5.000)

Beklenen Getiri: $$ E(X) = (10000 \cdot 0.40) + (2000 \cdot 0.30) + (-5000 \cdot 0.30) $$ $$ E(X) = 4000 + 600 - 1500 = 3100 \text{ TL} $$ Sonuç pozitif olduğu için yatırım mantıklıdır.

10. HAFTA

Çok Değişkenli Fonksiyonlar

Gerçek hayatta sonuçlar birden fazla değişkene bağlıdır. Örneğin talep; hem fiyata, hem de reklam harcamalarına bağlıdır.

1. Kısmi Türev (Partial Derivative)

Bir değişkene göre türev alınırken, diğer değişkenler sabit sayı gibi kabul edilir.

$ z = f(x, y) $ için:
$ f_x = \frac{\partial z}{\partial x} $ (y sabit)
$ f_y = \frac{\partial z}{\partial y} $ (x sabit)
Örnek: Kısmi Türev Alma

$$ f(x, y) = 3x^2y + 5y^3 - 2x + 10 $$
x'e göre türev ($ f_x $): y sabit sayı gibi düşünülür. $$ f_x = 3(2x)y - 2 = 6xy - 2 $$
y'ye göre türev ($ f_y $): x sabit sayı gibi düşünülür. $$ f_y = 3x^2(1) + 15y^2 = 3x^2 + 15y^2 $$

11. HAFTA

Çok Değişkenli Fonksiyonlarda Ekstremum (Max/Min)

1. Kritik Noktalar

Fonksiyonun tepe (max) veya dip (min) noktalarını bulmak için tüm kısmi türevler aynı anda sıfıra eşitlenir.

Koşul: $ f_x = 0 $ ve $ f_y = 0 $
Örnek: Yerel Ekstremum

$$ f(x, y) = x^2 + y^2 - 4x - 6y + 13 $$ Fonksiyonun minumum noktasını bulunuz.

1. $ f_x = 2x - 4 = 0 \Rightarrow 2x = 4 \Rightarrow x = 2 $
2. $ f_y = 2y - 6 = 0 \Rightarrow 2y = 6 \Rightarrow y = 3 $

Kritik Nokta: (2, 3) noktasıdır.

12. HAFTA

Çok Değişkenli Fonksiyonların İşletme Uygulamaları

İşletmeler genellikle birden fazla ürün üretir. Toplam kârı maksimize etmek için çok değişkenli analiz kullanılır.

Örnek: Ürün Karması Kâr Maksimizasyonu

Bir fabrika A ve B mallarını üretiyor.
Kâr Fonksiyonu: $ P(x, y) = -x^2 - y^2 + 10x + 20y $
x: A malı miktarı, y: B malı miktarı. Max kâr için üretim ne olmalı?

Çözüm:
$ P_x = -2x + 10 = 0 \Rightarrow 2x = 10 \Rightarrow \mathbf{x = 5} $
$ P_y = -2y + 20 = 0 \Rightarrow 2y = 20 \Rightarrow \mathbf{y = 10} $

5 birim A ve 10 birim B malı üretilmelidir.
Max Kâr = $ -(25) - (100) + 50 + 200 = 125 $ TL.

13. HAFTA

Lineer Programlama (Doğrusal Programlama)

Kısıtlı kaynaklarla (sermaye, işgücü, hammadde) en iyi sonucu (Optimum) elde etme yöntemidir.

1. Modelin Bileşenleri

  • Karar Değişkenleri: x, y (Üretilecek miktarlar)
  • Amaç Fonksiyonu: Maximize $ Z = ax + by $ veya Minimize $ C = ... $
  • Kısıtlar: Kaynak sınırları (Eşitsizlikler)
  • Negatif Olmama: $ x, y \ge 0 $
Örnek Model Kurma

Bir atölye Masa (M) ve Sandalye (S) üretiyor.
• Masa 2 saat, Sandalye 1 saat işçilik gerektiriyor. Toplam 100 saat var.
• Masa kâr 50 TL, Sandalye 30 TL.

Model:
Maks. $ Z = 50M + 30S $
Kısıt: $ 2M + 1S \le 100 $ (İşçilik)
Kısıt: $ M, S \ge 0 $

14. HAFTA

İşletme Problemlerinin Grafik Çözümü

İki değişkenli lineer programlama problemleri grafik çizilerek çözülebilir. Optimum çözüm her zaman "Köşe Noktaları"ndan birindedir.

Örnek: Grafik Çözüm

Maks. $ Z = 3x + 2y $
Kısıtlar:
1) $ x + y \le 4 $
2) $ x, y \ge 0 $

Köşe Noktaları:
Doğruyu çiz ($ x+y=4 $): Eksenleri (4,0) ve (0,4)'te keser.
Olası Köşeler: (0,0), (4,0), (0,4).

Değerlendirme:
(0,0) $\to Z = 0$
(4,0) $\to Z = 3(4) + 0 = 12$ (Maksimum)
(0,4) $\to Z = 0 + 3(4) = 8$

15-16. HAFTA

Genel Tekrar ve Çalışma Soruları

Final sınavına hazırlık için karma örnekler.

Marjinal Analiz Sorusu

$ C(x) = 100 + 5x + x^2 $. Marjinal Maliyet nedir?
Cevap: $ MC = C'(x) = 5 + 2x $

Kısmi Türev Sorusu

$ f(x,y) = x^3 y^2 $. $ f_y $ nedir?
Cevap: $ 2x^3 y $

Dönem Sonu (Final)

Dönem boyunca işlediğimiz tüm konulardan (Vize öncesi ve sonrası) sorumlu olacaksınız. Kısmi türevler ve Lineer Programlama ağırlıklı olabilir. Tüm öğrencilere başarılar dilerim.

Marmara Üniversitesi İşletme Fakültesi, İşletme Bölümü Öğrencileri İçin Hazırlanmıştır.