MATHEMATICS 2
Obiettivi formativi
Scopo del corso è fornire conoscenza operativa di metodi e strumenti di algebra lineare che sono necessari nello studio di materie economiche, finanziarie e organizzative. Al termine del corso gli studenti saranno in grado di svolgere esercizi adattando i metodi appresi e di argomentare l'importanza dei principali risultati teorici discussi in classe.
Risultati di apprendimento attesi
Conoscenza e capacità di comprensione:
Il corso fornirà molti strumenti matematici di base, unitamente alla loro interpretazione teorica e ad esempi delle loro possibili applicazioni all'analisi quantitativa in Economia, Finanza, Statistica, eventualmente utilizzando anche il software MATLAB.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
Gli studenti saranno in grado di adattare e applicare una varietà di tecniche per risolvere problemi matematici non standard, nonché di discutere gli argomenti che giustificano l'uso di tali tecniche.
Autonomia di giudizio:
Gli studenti devono essere in grado di scegliere correttamente la migliore strategia di soluzione per ogni problema matematico e capire come applicare concetti e strumenti a problemi economici e finanziari. Questa capacità sarà valutata tramite esercizi ed esami.
Abilità comunicative:
Gli studenti impareranno a formulare e comunicare concetti matematici e ragionamenti logici, utilizzando la lingua inglese. Saranno in grado di capire come problemi concreti diversi possono essere studiati utilizzando tecniche simili.
Capacità di apprendimento:
Gli studenti amplieranno le loro conoscenze e ragionamenti matematici e diventeranno in grado di lavorare in modo indipendente con concetti e strumenti matematici avanzati; impareranno anche le basi del linguaggio MATLAB.
Contenuti Del Corso
Un’introduzione all’algebra lineare, con attenzion alle applicazioni economiche.
Matrici, sistemi di equazioni lineari, spazi, sottospazi e basi, autovalori e autovettori, ortogonalità, minimi quadrati, programmazione lineare.
Testi Di Riferimento
Testo di base: R.Larson, Elementary Linear Algebra, 8th edition, Cengage
Altre letture richieste:
D.C. Lay, S.R. Lay and J.J. McDonald, Linear Algebra and Its Applications, 5th Edition, Pearson.
S.J. Leon, Linear Algebra with Applications, 8th Edition, Pearson.
K.Sydsaeter, P.J.Hammond, A.Strom, A.Carvajal, Essential Mathematics for Economic Analysis, 6th Edition, Pearson.
W.H.Green, Econometric Analysis, 8th Edition, Pearson
Metodologie Didattiche
Lezioni teoriche su ciascun argomento, corredate di esempi e brevi esercizi.
Esercitazioni settimanali: esercizi scritti ed esercizi svolti con Matlab. Il materiale di studio sarà fornito agli studenti con qualche giorno di anticipo rispetto all'esercitazione e poi svolto in classe.
Modalità di verifica dell'apprendimento
La valutazione degli studenti in questo corso sarà determinata dal rendimento individuale, dalla partecipazione attiva alle attività in classe e dal costante impegno nello svolgimento dei compiti assegnati. Durante il semestre, gli studenti completeranno le valutazioni MATLAB, che insieme contribuiranno al 20% del voto finale. Queste valutazioni saranno condotte durante il corso e anche come parte dell'esame finale. Un esame intermedio si terrà dopo la sesta settimana di lezione e contribuirà al 10% del voto finale, ma solo se migliorerà la media complessiva dello studente. La data esatta dell'esame intermedio sarà annunciata entro la terza settimana del semestre. È importante notare che non saranno consentite ripetizioni di questa prova. Il rendimento finale rifletterà anche la partecipazione attiva in classe e il completamento dei compiti settimanali, che potrebbero far guadagnare agli studenti punti bonus, o frazioni di essi, da aggiungere al voto finale. Il peso dell'esame finale varierà a seconda che venga applicato o meno il voto intermedio: se il voto intermedio conta, l'esame finale rappresenterà il 70% del voto complessivo; in caso contrario, rappresenterà l'80%. L'esame finale includerà quindi sia la parte scritta che il completamento dell'esame MATLAB. In tutti gli esami scritti, gli studenti dovranno presentare le soluzioni in modo chiaro e sistematico, fornendo spiegazioni e giustificazioni appropriate e utilizzando un linguaggio tecnico preciso. Le risposte dovranno dimostrare non solo la comprensione teorica, ma anche la capacità di applicare il materiale del corso in contesti pratici. Dopo ogni esame scritto, e prima della registrazione ufficiale dei voti finali, agli studenti verrà offerta l'opportunità di rivedere il proprio lavoro in un incontro dedicato con i docenti. Condizioni speciali: agli studenti che non partecipano alle attività in aula o che sono assenti verrà aggiunta la percentuale normalmente attribuita a queste componenti al peso dell'esame finale, garantendo che la valutazione finale costituisca un totale del 100%.
Criteri per l’assegnazione dell’elaborato finale
Colloquio con il docente.
Settimana 1
1) Sistemi di equazioni lineari. 2) Eliminazione di Gauss e di Gauss-Jordan. (Larson, capitolo 1).
Esercitazioni sugli argomenti delle lezioni della settimana in corso
Settimana 2
1) Operazioni e proprietà delle matrici. 2) L'inversa di una matrice 3) Catene di Markov (Larson, capitolo 2). Esercitazioni sugli argomenti delle lezioni della settimana in corso.
Settimana 3
1) Il determinante di una matrice. 2) Proprietà dei determinanti. (Larson, capitolo 3) Esercitazioni sugli argomenti delle lezioni della settimana in corso.
Settimana 4
1) Spazi e sottospazi vettoriali 2) Spanning sets e indipendenza lineare. (Larson prima parte del Capitolo 4). Esercitazioni sugli argomenti delle lezioni della settimana in corso.
Settimana 5
1) Base e dimensione. 2) Rango di una matrice e sistemi di equazioni lineari. (Larson, seconda parte del capitolo 4) Esercitazioni sugli argomenti delle lezioni della settimana in corso.
Settimana 6
1) Programmazione lineare, ammissibilità, poliedri e politopi, risoluzione di un problema lineare; 2) Programmi lineari duali, teoremi di dualità debole e forte, condizioni di complementarità. (Essential, Capitolo 19) Esercitazioni sugli argomenti delle lezioni della settimana in corso. Esame intermedio
Settimana 7
1) Lunghezza e prodotto scalare nello spazio euclideo
2) Spazi dotati di prodotto scalare (Larson, prima parte del capitolo 5).
Esercitazioni sulle lezioni della settimana in corso.
Settimana 8
1) Basi ortonormali: procedimento di Gram-Schmidt 2) Modelli matematici e analisi dei minimi quadrati (Larson, seconda parte del capitolo 5)
Esercitazioni sulle lezioni della settimana in corso.
Settimana 9
Autovalori e autovettori
1) Definizione di autovalori e autovettori
2) Diagonalizzazione (Larson, prima parte del capitolo 7)
Esercitazioni sulle lezioni della settimana in corso.
Settimana 10
Autovalori e autovettori
1) Matrici simmetriche, autovalori e autovettori
2) Diagonalizzazione ortogonale (Larson, seconda parte del capitolo 7) .
Esercitazioni sulle lezioni della settimana in corso.
Settimana 11
1) Analisi delle componenti principali (Lay, paragrafo 7.5)
2) Autovalori e catene di Markov (Leon, paragrafo 6.3)
Esercitazioni sugli argomenti delle lezioni della settimana in corso.
Settimana 12
1) Forme quadratiche di matrici definite (Green, Appendix A7)
2) Derivabilità ed ottimizzazione di funzioni di più variabili con le matrici (Green, Appendix A8).
Esercitazioni sugli argomenti delle lezioni della settimana in corso.