Syllabus del corso
Obiettivi formativi
Il Corso intende fornire agli studenti un’adeguata padronanza delle nozioni fondamentali sulle serie numeriche, gli integrali definiti e indefeniti, nozioni fondamentali di algebra lineare e di matematica finanziaria.
Alla fine del corso, lo studente è in grado di 1) analizzare il comportamento di serie numeriche, calcolare integrali definiti ed indefiniti ed utilizzare le nozioni fondamentali di algebra lineare e poter manipolare matrici e risolvere sistemi di equazioni lineari 2) applicare le tecniche matematiche presentate a vari problemi di matematica finanziaria e programmazione lineare.
Contenuti sintetici
Il corso presenta nella prima parte le nozioni fondamentali riguardanti Serie Numeriche, Integrali e Algebra Lineare (Matrici e Sistemi di Equazioni). Nella seconda parte il corso presenta le nozioni fondamentali di Matematica Finanziaria e Programmazione Lineare.
Programma esteso
Serie. Definizione di serie. Carattere e somma di una serie. Serie telescopiche. Serie geometrica. Condizione necessaria per al convergenza. Regolarita della serie a termini di segno definitivamnte costante. La serie armonica generalizzata. Criterio del confronto, del confronto asintotico, della radice e del rapporto. Convergenza semplice e assoluta.
Integrali. Definizione di integrale di Riemann. Codizioni sufficienti per integrabilita. Proprieta dell’integrale definito. Teorema della media integrale. Teorema Fondamentale del calcolo integrale. Definizione di primitive e conseguenze del teorema fondamentale per il calcolo dell’integrale definito. Calcolo di primitive: integrazione per parti. Integrali generalizzati (impropri). Criteri sufficienti per la convergenza.
Algebra Lineare. Spazi vettoriali su R. Prodotto scalare (interno) tra vettori. Matrici. Operazioni tra matrici. Determinante e sue proprieta. Matrice inverse: teorema di unicita, condizone necessaria e sufficiente per invertibilita. Sistemi di equazioni lineari. Teorema di Cramer. Rango di una matrice. Teorema di Rouche-Capelli. Risoluzione dei sistemi lineari.
Matematica Finanziaria.** Capitalizzazione, sconto (o attualizzazione). Capitale, montante, interesse, fattore di capitalizzazione (o di montante); valore nominale, valore attuale (o valore scontato), sconto, fattore di sconto. Tasso d’interesse, tasso di sconto, . Leggi finanziarie, regimi finanziari. Fattori coniugati,. Leggi finanziarie di una variabile. Regimi usuali: capitalizzazione semplice, composta, capitalizzazione a interessi semplici anticipati: sconto razionale (o sconto semplice), sconto composto, sconto commerciale. Tassi equivalenti. Intensita istantanea d’ interesse per leggi di una variabile. Scindibilita e leggi scindibili. Rendite e loro classificazione. Valore di una rendita all’istante t. Calcolo di valori attuali e montanti e quantita caratteristiche di particolari tipi di rendite. Indici temporali di un flusso di pagamenti. Costituzione di un capitale e Ammortamenti: impostazione elementare, impostazione finanziaria. Costituzione di un capitale mediante versamenti periodici: differenti tipologie. Tipi di ammortamenti: Americano, Francese , Italiano e Tedesco. Valutazione di progetti finanziari e criteri di scelta: Operazioni finanziarie in generale: investimenti/finanziamenti. Criteri di scelta per operazioni finanziari: REA, TIR, TAN e TAEG e Criterio del Recupero del Capitale. Titoli obbligazionari e loro valutazione. La struttura per scadenza., tassi spot e tassi forward. Prezzo di non arbitraggio di un titolo. Duration di un titolo . Volatilita di un titolo . Cenni di Programamzione Lineare e risultati fondamentali.
Prerequisiti
Matematica Generale
Metodi didattici
Il corso è erogato in italiano e prevede lezioni frontali ed esercitazioni in aula.
Le lezioni sono mirate all'approfondimento delle conoscenze teoriche dello studente sugli argomenti del corso. In questa sede viene dato ampio spazio alla formalizzazione e alla derivazione dei concetti matematici rilevanti per le tematiche considerate ma vengono anche presentate soluzioni di esercizi per illustrare i concetti presentati in astratto.
Le esercitazioni sono mirate esclusivamente a potenziare le capacità di problem solving dello studente. In questa sede è quindi dato spazio alla soluzione di problemi matematici e di medellizzazione di problemi di matematica finanziaria.
Sono infine previste della attività di tutorato volte a supportare lo studente nel rsolvere problemi.
Modalità di verifica dell'apprendimento
La modalità di verifica si basa su una prova scritta.
In alternativa alla prova scritta, lo studente può sostenere due prove scritte in itinere che avranno luogo una sola volta nell’anno.
La prova scritta (sia in itinere che complessiva) è mirata ad accertare le capacità di problem solving dello studente. Sarà quindi costituita da esercizi del tipo presentati nei libri di testo consigliati. In sede di valutazione viene considerata la capacità dello studente di identificare le procedure idonee alla sua soluzione e discutere in modo critico le procedure utilizzate e i risultati conseguiti.
Nel caso di superamento della prova scritta e' possibile sostenere un esame orale facoltativo.
Nel caso in cui la prova scritta sia sostituita dalle due prove in itinere, il voto della parte scritta sarà determinato dalla media dei voti ottenuti nelle singole prove in itinere. Tale media contribuirà poi al voto finale come esposto in precedenza.
Testi di riferimento
1. Angelo Guerraggio MATEMATICA (Seconda Edizione) Pearson Education Italia
2. Stefani, Torriero, Zambruno Elementi di Matematica Finanziaria con cenni di Programmazione Lineare GIAPPICHELLI
3. Bolamperti e Ceccarossi Elementi di Matematica Finanziaria con cenni di Programmazione Lineare ESERCIZI (II edizione) Giappichelli.
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Secondo Semestre
Lingua di insegnamento
Italiano
Learning objectives
This class aims to give the student a solid foundation for the mastering of the fundamental concepts related to Numerical Series, Integrals, Linear Algebra and Financial Mathematics.
At completion, the student will be able 1) to study numerical series, compute integrals and use the fundamental notions of linear algebra, manipulate matrices and solve linear systems, and 2) to apply mathematical techniques to a broad class of financial models and linear programming.
Contents
This class introduces the student to the fundamental notions related to Numerical Series, Integrals and Linear Algebra (Matrices and Linear Systems). In the second part there is an extensive introduction to the fundamental concepts of Financial Mathematics and Linear Programming.
Detailed program
Series. Definition of numerical Series and its sum. Telescoping Series. Geometric series. Necessary Condition for Convergence of a Series. Series with terms with eventually constant signs. Generalized Harmonic Series. The Ratio Test, the Comparison Test, the Asymptotic Test, and the Root Test. Absolute and Simple Convergence of Series.
Integrals. Definition of the Riemann Integral. Sufficient Conditions for Integrability. Main Properties of the Integral. Lagrange Theorem. The Fundamental Theorem of Calculus. Definition of Antiderivative and its use in the computation of the Riemann Integral. Integration by parts and Integration by change of variable. Improper Integral. Sufficient Conditions for the existence of Improper Integrals.
Linear Algebra. Vector Spaces on R. Inner product. Matrices. Operations with Matrices. Determinants and main Properties. Laplace Theorem. Inverse Matrix: Uniqueness of the Inverse Matrix and Necessary and Sufficient Condition for its existence. Linear Systems. Cramer’s Theorem. Rank of a Matrix. Rouche-Capelli Theorem.
Financial Mathematics. Principal, Amount Function, Interest, Simple Interest and Compound Interest. Frequency of compounding. Discount and Discount Factor. Force of Interest. Annuity-immediate and annuity-due. Present and future values of annuities. Perpetuities and deferred annuities. Other accumulation methods. Payment periods and compounding periods. Loans and Costs of Borrowing. Amortization schedule. Different. Amortizations and theirs computation. Analysis of real Investments. Net Present values. Internal rate of return. Payback period. Fixed-Income securities and valuation. Bonds. Yield of bonds. Spot Rates and Forward Rates. No Arbitrage Principle. Duration. Volatility. Basic Notions of Dynamic programming
Prerequisites
Matematica Generale (General Mathematics)
Teaching methods
There will be lectures and practice sessions as well as tutorials and they will all be delivered in Lecture theatres. The class is taught in Italian.
The lectures aim to present the theoretical results related to the class’s material. In the lectures we will focus on presenting the theorems and mathematical results listed above. In addition, the lectures will also cover and discuss problems and exercises to illustrate the theoretical results.
In the practice sessions the focus is on helping the student in solving problems. Therefore the focus will be only on presenting the solutions of exercises and problems. Moreover, several financial mathematics problems will be solved and discussed.
Finally, there will be a tutor who will assist the students.
Assessment methods
A written exam.
The student can substitute the final exam with two mid-term exams.
The aim of the written exams is to establish if the student has developed a reasonable level of problem solving ability. Therefore there will be exercises similar to the ones presented in the suggested textbooks.
In the case the students opt to take the mid-term exams then the final grade will be the average of the two grades
Textbooks and Reading Materials
1. Angelo Guerraggio MATEMATICA (Seconda Edizione) Pearson Education Italia
2. Stefani, Torriero, Zambruno Elementi di Matematica Finanziaria con cenni di Programmazione Lineare GIAPPICHELLI
3. Bolamperti e Ceccarossi Elementi di Matematica Finanziaria con cenni di Programmazione Lineare ESERCIZI (II edizione) Giappichelli.
Semester
Second Semester
Teaching language
Italian