Viele wirtschaftliche Größen werden als Änderungsrate angegeben, etwa verkaufte Stück pro Monat oder zusätzliche Kosten pro produzierter Einheit. Ein Integral summiert solche kleinen Änderungen zu einer Gesamtgröße über einen Zeitraum oder eine Produktionsmenge.
Ist beispielsweise eine Absatzrate als Funktion der Zeit bekannt, liefert ihr Integral die insgesamt verkaufte Stückzahl im betrachteten Zeitraum.
Die waagerechte Achse zeigt die Integrationsvariable: Zeit bei einer Absatzrate oder Produktionsmenge bei Grenzkosten. Die Einheit des Integrals ergibt sich aus dem Produkt der Einheiten beider Achsen.
Ein Technologieunternehmen bringt ein neues Smartphone auf den Markt. Die monatliche Absatzrate wird mit f(t)=2000t+1+800 Einheiten pro Monat modelliert. Dabei ist t die Zeit in Monaten seit der Markteinführung.
Gesucht ist der Gesamtabsatz in den ersten 3 Monaten. Dazu integrieren wir die Absatzrate:
S=∫03(2000t+1+800)dt
Das Integral wird in zwei Summanden zerlegt:
S=∫032000t+1dt+∫03800dt
S=2000∫03(t+1)1/2dt+800t03
Für den Wurzelausdruck eignet sich die Substitution u=t+1 mit du=dt. Die Integrationsgrenzen werden dabei ebenfalls in die neue Variable umgerechnet.
S=2000∫14u1/2du+2400
S=2000[32u3/2]14+2400
S=34000(8−1)+2400=328000+37200=335200
Das kontinuierliche Modell liefert für die ersten 3 Monate den Wert S=335200≈11733,33. Als ganze Geräte sind das ungefähr 11733 Smartphones.
Ein zweites Modell beschreibt die Umsatzwachstumsrate eines Technologie-Startups durch R′(t)=5000e0,1t Tausend Rupiah pro Monat. Dabei wird t in Monaten gemessen.
Um die gesamte Umsatzsteigerung in den ersten 6 Monaten zu berechnen, integrieren wir die Wachstumsrate:
Schreibe die Zunahme als ΔR=R(6)−R(0). Den Anfangsumsatz brauchst du nicht, um seine Änderung zu berechnen.
ΔR=∫065000e0,1tdt
ΔR=5000∫06e0,1tdt
ΔR=5000[0,1e0,1t]06
ΔR=50000(e0,6−1)
Mit e0,6≈1,822 beträgt die gesamte Umsatzsteigerung ungefähr 50000×0,822=41100 Tausend Rupiah, also 41,1 Millionen Rupiah.
In der Wirtschaft müssen Unternehmen häufig die Produktionskosten schätzen. Angenommen, die Grenzkosten für die Herstellung eines Gutes betragen MC(x)=0,3x2−12x+200 Tausend Rupiah pro Einheit, wobei x die Anzahl der produzierten Einheiten ist.
Wenn das Unternehmen nun die variablen Gesamtkosten für die Produktion der ersten 20 Einheiten wissen möchte, integriert es einfach die Grenzkostenfunktion:
VC=∫020(0,3x2−12x+200)dx
Nach der Integration und Auswertung erhalten wir:
VC=[0,1x3−6x2+200x]020
VC=800−2400+4000=2400
Unter der Annahme VC(0)=0 betragen die variablen Gesamtkosten für 20 Einheiten somit 2,4 Millionen Rupiah. Fixkosten sind davon getrennt und in diesem Integral nicht enthalten.
In wirtschaftlichen Anwendungen wandeln Integrale Grenzgrößen oder Änderungsraten in Gesamtgrößen um. So wird aus Grenzkosten beispielsweise die Änderung der Gesamtkosten.
Auch die Konsumentenrente lässt sich mit einem Integral bestimmen. Gegeben sind die Nachfragefunktion P=100−0,5Q und der Gleichgewichtspreis 60 Rupiah pro Einheit. Die zugehörige Gleichgewichtsmenge auf dieser Nachfragekurve folgt aus:
60=100−0,5Q⟹Q=80
Die Konsumentenrente summiert für die 80 gehandelten Einheiten die Differenz zwischen der Zahlungsbereitschaft laut Nachfragekurve und dem tatsächlich gezahlten Marktpreis:
CS=∫080(100−0,5Q−60)dQ=∫080(40−0,5Q)dQ
Nach der Auswertung:
CS=[40Q−0,25Q2]080
CS=3200−1600=1600
Die Konsumentenrente von 1600 Rupiah misst den gesamten monetären Vorteil der Käufer gegenüber dem Gleichgewichtspreis.
Die Preisdifferenz bildet ein Dreieck: Bei Q=0 beträgt seine Höhe 40 Rupiah pro Stück, bei Q=80 ist sie null. Prüfe das Integral mit der Dreiecksfläche:
In jeder Aufgabe ist eine Rate wie Grenzkosten oder Grenzerlös gegeben und die kumulierte Größe gesucht, deshalb integrierst du die Rate über das angegebene Intervall und liest das Ergebnis in den ursprünglichen Einheiten.
Ein Unternehmen hat die Absatzrate f(t)=1000+500t Einheiten pro Monat. Berechne den Gesamtabsatz in den ersten 6 Monaten.
Die Grenzkosten eines Produkts betragen MC(x)=2x+50 Tausend Rupiah pro Einheit. Bestimme die variablen Gesamtkosten für 25 Einheiten.
Die Investitionswachstumsrate lautet I′(t)=2000e0,05t Millionen Rupiah pro Jahr. Berechne das gesamte Investitionswachstum in 4 Jahren.
Aufgabe 1. Integriere die Absatzrate vom Zeitpunkt null bis zum Ende des sechsten Monats. Einheiten pro Monat mal Monate ergeben die Anzahl der verkauften Einheiten.
S=∫06(1000+500t)dt
Das Ergebnis ist:
S=[1000t+250t2]06
S=6000+9000=15000
Der Gesamtabsatz in 6 Monaten beträgt 15.000 Einheiten.
Aufgabe 2. Integriere die Grenzkostenfunktion von null bis 25 produzierten Einheiten. Da die Grenzkosten in Tausend Rupiah pro Einheit angegeben sind, erhältst du das Integral in Tausend Rupiah.
VC=∫025(2x+50)dx
Nach der Auswertung:
VC=[x2+50x]025
VC=625+1250=1875
Die gesamten variablen Kosten betragen 1.875 Tausend Rupiah oder 1,875 Millionen Rupiah.
Mit VC(0)=0 entspricht das Ergebnis den variablen Kosten. Eventuelle Fixkosten werden getrennt addiert.
Aufgabe 3. Summiere die Investitionsrate über vier Jahre. Bei der Stammfunktion der Exponentialfunktion teilst du durch den Zeitkoeffizienten 0,05.
ΔI=∫042000e0,05tdt
Das Ergebnis ist:
ΔI=2000[0,05e0,05t]04
ΔI=40000(e0,2−1)≈40000(0,2214)≈8856
Das gesamte Investitionswachstum in 4 Jahren beträgt ungefähr 8,86 Milliarden Rupiah.