Чтобы сумма на банковском счёте была наибольшей необходимо, чтобы процент (r) от стоимости ценной бумаги в n-ом году был больше, чем 2000 рублей r(7000+(n-1)2000)2000 0,1(7000+2000n-2000)2000
500+200n2000
200n
n
n=8
Ответ: 8года.
3.3 Задачи на оптимизацию.
Задача №1.
У фермера есть два поля, каждое площадью 100 гектаров. На каждом поле можно выращивать картофель и свёклу, поля можно делить между этими культурами в любой пропорции. Урожайность картофеля на первом поле составляет 400 ц/га, а на втором — 300 ц/га. Урожайность свёклы на первом поле составляет 300 ц/га, а на втором — 400 ц/га.Фермер может продавать картофель по цене 10 000 руб. за центнер, а свёклу — по цене 11 000 руб. за центнер. Какой наибольший доход может получить фермер?
Решение:
Вся площадь: 100 га
Составим функцию полного дохода:
∑(x,k) = 4000000x+3300000kx→наиб
Заметим, что x+kx=100, т.е. x=где k
∑(k) = +→наиб
∑(k) = →наиб
Возьмём производную этой функции
= =
Значит функция убывает во всей области определения, т.е. принимает своё наибольшее значение при k=0. Это означает, что всё первое поле нужно засадить картофелем, при этом доход будет 4000000рублей
Из второй таблицы видно, что свекла имеет, как большую урожайность, так и большую цену за центнер, следовательно, второе поле нужно засадить свеклой.При этом доход будет 40011000рублей
Полный доход составляет 400 млн + 440 млн = 840 млн рублей.
Ответ: 840 млн рублей.
Задача №2.
У фермера есть два поля, каждое площадью 10 гектаров. На каждом поле можно выращивать картофель и свёклу, поля можно делить между этими культурами в любой пропорции. Урожайность картофеля на первом поле составляет 500 ц/га, а на втором — 300 ц/га. Урожайность свёклы на первом поле составляет 300 ц/га, а на втором – 500 ц/га. Фермер может продать картофель по цене 5000 руб. за центнер, а свёклу — по цене 8000 руб. за центнер. Какой наибольший доход может получить фермер?
Вся площадь: 10 га
Составим функцию полного дохода: ∑(x,k) = 2500000x+2400000kx→наиб
Заметим, что x+kx=10, т.е. x=где k
∑(k) = +→наиб
∑(k) = →наиб
Возьмём производную этой функции
= =
Значит функция убывает во всей области определения, т.е. принимает своё наибольшее значение при k=0. Это означает, что всё первое поле нужно засадить картофелем, при этом доход будет 2500000рублей
Из второй таблицы видно, что свекла имеет, как большую урожайность, так и большую цену за центнер, следовательно, второе поле нужно засадить свеклой. При этом доход будет 5008000рублей Полный доход составляет 25 млн + 40 млн = 65 млн рублей.
Ответ: 65млн рублей.
Задача №3.
Предприниматель купил здание и собирается открыть в нём отель. В отеле могут быть стандартные номера площадью 27 квадратных метров и номера «люкс» площадью 45 квадратных метров. Общая площадь, которую можно отвести под номера, составляет 981 квадратный метр. Предприниматель может поделить эту площадь между номерами различных типов, как хочет. Обычный номер будет приносить отелю 2000 рублей в сутки, а номер «люкс» — 4000 рублей в сутки. Какую наибольшую сумму денег сможет заработать в сутки на своём отеле предприниматель?
Решение:
Общая площадь: 981
Составим функцию полного дохода:
∑(x,y) = 2000x+4000y→наиб
Заметим, что 27x+45y981, т.е. x где y , т.е.y
∑(y) = +4000y→наиб
∑(y) = →наиб
Возьмём производную этой функции
=
Значит функция возрастает во всей области определения, т.е. принимает своё наибольшее значение при y=21. Это означает, что номеров люкс будет 21. Проверим общую площадь: 45ер. При этом полный доход будет рублей.
Ответ: 86000 рублей.
Задача №4.
Предприниматель купил здание и собирается открыть в нем отель. В отеле могут быть стандартные номера площадью 30 квадратных метров и номера «люкс» площадью 40 квадратных метров. Общая площадь, которую можно отвести под номера, составляет 940 квадратных метров. Предприниматель может определить эту площадь между номерами различных типов, как хочет. Обычный номер будет приносить отелю 4000 рублей в стуки, а номер «люкс» — 5000 рублей в сутки. Какую наибольшую сумму денег сможет заработать в сутки на своем отеле предприниматель?
Решение:Общая площадь : 940
Составим функцию полного дохода:
∑(x,y) = 4000x+5000y→наиб
Заметим, что 30x+40y940, т.е. x где y , т.е.y
∑(y) = +5000y→наиб
∑(y) = →наиб
Возьмём производную этой функции
=
Значит функция убывает во всей области определения, т.е. принимает своё наибольшее значение при y=0. Это означает, что стандартных номеров будет 940. Проверим общую площадь: 30ер на номер люкс. При этом полный доход будет рублей.
Ответ: 125000 рублей.
Задача №5.
Антон является владельцем двух заводов в разных городах. На заводах производится абсолютно одинаковые товары при использовании одинаковых технологий. Если рабочие на одном из заводов трудятся суммарно t2 часов в неделю, то за эту неделю они производят t единиц товара. За каждый час работы на заводе, расположенном в первом городе,Антон платит рабочему 250 рублей, а на заводе, расположенном во втором городе, — 200 рублей. Антон готов выделять 900 000 рублей в неделю на оплату труда рабочих. Какое наибольшее количество единиц товара можно произвести за неделю на этих двух заводах?
Решение: Оплата труда в неделю : 900000рублей
Составим функцию количества единиц товара: ∑(x,y) = x+y→наиб
Заметим, что 250+200900000, т.е. x где y
∑(y) = +y→наиб
Возьмём производную этой функции
= +1 =
Найдём нули производной: =0
=0
0,64=(3600-)
1,44=3600
y=50
Функция принимает своё наибольшее значение при y=50 (точка максимума).
x==40
Найдём количество единиц товара :+50 = 90
Ответ: 90 единиц товара.
Задача №6.
Григорий является владельцем двух заводов в разных городах. На заводах производятся абсолютно одинаковые товары, но на заводе, расположенном во втором городе, используется более совершенное оборудование. В результате, если рабочие на заводе, расположенном в первом городе, трудятся суммарно t2 часов в неделю, то за эту неделю они производят 3t единиц товара; если рабочие на заводе, расположенном во втором городе, трудятся суммарно t2 часов в неделю, то за эту неделю они производят 4t единиц товара. За каждый час работы (на каждом из заводов) Григорий платит рабочему 500 рублей. Готов выделять 5 000 000 рублей в неделю на оплату труда рабочих. Какое наибольшее количество единиц товара можно произвести за неделю на этих двух заводах?
Решение:Оплата труда в неделю: 5000000рублей
Составим функцию количества единиц товара:
∑(x,y) = 3x+4y→наиб
Заметим, что 500+5005000000, т.е. x где y
∑(y) =3 +4y→наиб
Возьмём производную этой функции
= 3+4 =
Найдём нули производной: =0
=0
9=16(10000-)
25=1600000
y=80
Функция принимает своё наибольшее значение при y=80 (точка максимума).
x==60
Найдём количество единиц товара: 3+480 = 180+320 = 500
Ответ: 500 единиц товара.
Задача №7.
Борис является владельцем двух заводов в разных городах. На заводах производятся абсолютно одинаковые товары при использовании одинаковых технологий. Если рабочие на одном из заводов трудятся суммарно t 2 часов в неделю, то за эту неделю они производят t единиц товара.За каждый час работы на заводе, расположенном в первом городе, Борис платит рабочему 500 рублей, а на заводе, расположенном во втором городе, — 200 рублей.Борису нужно каждую неделю производить 70 единиц товара. Какую наименьшую сумму придётся тратить еженедельно на оплату труда рабочих?
Решение: 70 единиц товара
Составим функцию еженедельной оплаты труда: ∑(x,y) = 500→наим
Заметим, что x+y70, т.е. x где y
∑(y) =500→наим
∑(y) =500 =700-70000y+2450000
Возьмём производную этой функции
= 1400y-70000
Найдём нули производной: 1400y-70000=0
y=50
Функция принимает своё наименьшее значение при y=50 (точка минимума).
x
Найдёмеженедельную оплату труда:+200 = 500+200500000=700000
Ответ: 700тысяч рублей.
Задача №8.
Фёдор является владельцем двух заводов в разных городах.Назаводахпроизводятсяабсолютноодинаковыеприборы,ноназаводе,расположенном в первом городе, используется более совершенное оборудование. В результате, если рабочие на заводе, расположенном в первом городе, трудятсясуммарно 3t2часоввнеделю,тозаэтунеделюонипроизводят t приборов;если рабочие на заводе,расположенномво втором городе, трудятся суммарно 4t2 часов внеделю,онипроизводят tприборов.За каждый час работы (на каждом из заводов) Фёдор платит рабочему 1тысячуруб.Необходимо,чтобызанеделюсуммарнопроизводилось30приборов.Какуюнаименьшуюсуммупридетсятратитьвладельцузаводов еженедельно на оплату трударабочих?
Решение: 30 единиц товара
4y2
y
1000
4000
Составим функцию еженедельной оплаты труда:
∑(x,y) = 3000→наим
Заметим, что x+y30, т.е. x где y
∑(y) =3000→наим
∑(y) =3000 =7000-180000y+2700000
Возьмём производную этой функции
= 14000y-180000
Найдём нули производной: 14000y-180000=0
y==12
Функция принимает своё наименьшее значение при y=12 (точка минимума).
Пусть y=12, тогда x=18
Найдёмеженедельную оплату труда:+400 = 3000+4000000=1548000
Пусть y=13, тогда x=17
Найдёмеженедельную оплату труда:+400 = 30004000000=1543000
Ответ: 1543000 рублей.
Задача №9.
В двух областях есть по 160 рабочих, каждый из которых готов трудиться по 5 часов в сутки на добыче алюминия или никеля. В первой области один рабочий за час добывает 0,1 кг алюминия или 0,1 кг никеля. Во второй области для добычи x кг алюминия в день требуется x2 человеко-часов труда, а для добычи у кг никеля в день требуется у2 человеко-часов труда.
Для нужд промышленности можно использовать или алюминий, или никель, причём 1 кг алюминия можно заменить 1 кг никеля. Какую наибольшую массу металлов можно за сутки суммарно добыть в двух областях?
Решение:
Из таблицы видно, что в первой области совершенно одинаковые условия добывания алюминия и никеля. Это означает, что в первой области алюминия и никеля будут добывать поровну по = 40 кг. Всего 80 кг. Во второй области: x2 +y2=160
x2 +y2=800
x=20, y=20. Всего 40 кг.
Ответ: 120кг.
Задача №10.
В двух шахтах добывают алюминий и никель. В первой шахте имеется 60 рабочих, каждый из которых готов трудиться 5 часов в день. При этом один рабочий за час добывает 2 кг алюминия или 3 кг никеля. Во второй шахте имеется 260 рабочих, каждый из которых готов трудиться 5 часов в день. При этом один рабочий за час добывает 3 кг алюминия или 2 кг никеля.
Обе шахты поставляют добытый металл на завод, где для нужд промышленности производится сплав алюминия и никеля, в котором на 2 кг алюминия приходится 1 кг никеля. При этом шахты договариваются между собой вести добычу металлов так, чтобы завод мог произвести наибольшее количество сплава. Сколько килограммов сплава при таких условиях ежедневно сможет произвести завод?
Решение: 60 человек по 5 часов в день
260 человек по 5 часов в день Получаем, что всего алюминия производят 10x+15y никеля:15(60-x)+ 10(260-y)=3500-15x-10y
Так как для сплаванеобходимо , чтобы на2 кг алюминия приходился 1 кг никеля, то: 10x+15y=2(3500-15x-10y)
10x+15y=7000-30x-20y
40x=7000-35y
x = =
Составим функцию массы сплава:
∑(x,y) = 10x+15y+3500-15x-10y→наиб
∑(x,y) = 3500-5x+5y →наиб
∑(y) = 3500-5 +5y →наиб
∑(y) = 3500-5 +5y →наиб
∑(y) = →наиб
Возьмём производную этой функции
=
Значит функция возрастает во всей области определения, т.е. принимает своё наибольшее значение при наибольшем значенииy.
Так как x = то 1400-7y0 , y.
Проверим значение у=200, тогда x=0.
Масса сплава: 3500-5+5=4500
Ответ: 4500 кг.
Задача №11.
Фабрика, производящая пищевые полуфабрикаты, выпускает блинчики со следующими видами начинки: ягодная и творожная. В данной ниже таблице приведены себестоимость и отпускная цена, а также производственные возможности фабрики по каждому виду продукта при полной загрузке всех мощностей только данным видом продукта.
Для выполнения условий ассортиментности, которые предъявляются торговыми сетями, продукции каждого вида должно быть выпущено не менее 15 тонн. Предполагая, что вся продукция фабрики находит спрос (реализуется без остатка), найдите максимально возможную прибыль, которую может получить фабрика от производства блинчиков за 1 месяц Решение
Пусть xтонн выпускает фабрика блинчиков с ягодами, а y тонн – с творогом. Тогда по условию имеем :x
Составим функцию прибыли:
∑(x,y) = 30x+35y→наиб
Пусть производственная возможность равна 1, тогда + = 1
75x + 90y = 6750
x = 90 – 1,2y
∑(y) = 30(90 – 1,2y)+35y→наиб
∑(y) = 2700 - y→наиб
Возьмём производную этой функции
=
Значит функция убывает во всей области определения, т.е. принимает своё наибольшее значение при y=15. Тогда x = 90-1,2
При этом максимальная прибыль будет рублей.
Ответ: 2685000 рублей.
Задача №12.
Консервный завод выпускает фруктовые компоты в двух видах тары — стеклянной и жестяной. Производственные мощности завода позволяют выпускать в день 90 центнеров компотов в стеклянной таре или 80 центнеров в жестяной таре. Для выполнения условий ассортиментности, которые предъявляются торговыми сетями, продукции в каждом из видов тары должно быть выпущено не менее 20 центнеров. В таблице приведены себестоимость и отпускная цена завода за 1 центнер продукции для обоих видов тары.
Предполагая, что вся продукция завода находит спрос (реализуется без остатка), найдите максимально возможную прибыль завода за один день (прибылью называется разница между отпускной стоимостью всей продукциии её себестоимостью).
Решение
Пусть xцентнеров выпускает фабрика в стеклянной таре, а y центнеров – в жестяной. Тогда по условию имеем :x
Составим функцию прибыли:
∑(x,y) = 600x+650y→наиб
Пусть производственная возможность равна 1, тогда + = 1
80x + 90y = 7200
x = 90 – 1,125y
∑(y) = 600(90 – 1,125y)+650y→наиб
∑(y) = 54000 - 25y→наиб
Возьмём производную этой функции
=
Значит функция убывает во всей области определения, т.е. принимает своё наибольшее значение при y=20. Тогда x = 90-1,12
При этом максимальная прибыль будет рублей.
Ответ: 53500 рублей.
3.4 Нестандартные задачи
Задача №1.
Два велосипедиста равномерно движутся по взаимно перпендикулярным дорогам по направлению к перекрестку этих дорог. Один из них движется со скоростью 40 км/ч и находится на расстоянии 5 км от перекрестка, второй движется со скоростью 30 км/ч и находится на расстоянии 3 км от перекрестка. Через сколько минут расстояние между велосипедистами станет наименьшим? Каково будет это наименьшее расстояние?
Решение:
Составим функцию квадрата расстояния между велосипедистами: ∑(t) = →наим, где t
∑(t) = 25-400t+1600→наим
∑(t) = 2500→наим
Возьмём производную этой функции
= 5000t-580
Найдём нули производной: 5000t-580=0
t===
Функция принимает своё наименьшее значение при t=ч = 60(точка минимума).
Найдём расстояние между велосипедистами: = = ===0,6
Ответ: 0,6км, 6,96 минут.
Задача №2.
Бриллиант массой 20 карат был разбит на две части после чего его стоимость уменьшилась на 25,5%.а) Найдите массы частей на которые был разбит бриллиант если известно, что цена бриллианта пропорциональнаквадрату его массы.б) На какое максимальное число процентов может уменьшиться цена бриллианта разбитого на две части.
Решение:
M=20 карат, S- стоимость бриллианта
S=km,S1=km1,S2=km2
Пустьm=x,тогдаm=20-x
S1+S2=0,745S
kx2+k(20-x)2=0,745k202
x2+(20-x)2=298
x2+400-40x+102=0
x2-20x+51=0
x1=17, x2=3
Ответ: массы частей 17 и 3 карат.
Цена бриллианта максимально снизится, если обе части будут по 10 карат
S1+S2=aS
k102+k102=a202k
100+100=a400
a=200/400=0,5
Ответ: на 50%
Задача №3
В одной стране в обращении находились 1000000 долларов, 20% из которых были фальшивыми. Некая нехорошая структура стала ввозить в страну по 100000 долларов в месяц, 10% из которых были фальшивыми. В это время другая структура стала вывозить из страны 50000 долларов ежемесячно, из которых 30% оказались фальшивыми. Через сколько месяцев содержания фальшивых долларов в стране составит 5%?
Решение:
n-количество месяцев
-
200000-5000n =0,05(1000000+50000n )
200000-5000n =50000+2500n
-7500n = -150000
n=20
Ответ: 20 месяцев
Задача №4
Два брокера купили акции одного достоинства на сумму 3640 рублей.Когда цена на эти акции возросла, они продали часть акций на сумму 3927 рублей. Первый брокер продал 75% своих акций, а второй – 80%. При этом сумма от продажи акций, полученная вторым брокером, на 140% больше суммы первого. На сколько процентов возросла цена одной акции?
Решение:
k- первоначальная цена 1 акции
x – штук купил первый брокер
y – штук купил второй
z – конечная цена 1 акции
Составим систему уравнений:
3)
y = = 2,25x
k(x+y)=3640
k(x+2.25x)=3640
k = = =
z(0,75x+0,8y)=3927
z(0,75х+1,8x)=3927
z2,55x=3927
z= = =
4)Найдём, на сколько процентов возросла цена одной акции
k= - 100%
z = - a%
a= 137,5%
Ответ: на 37,5%
Задача №5.
Строительство нового завода стоит 115млн рублей. Затраты на производство x тыс. единиц продукции на таком заводе равны0,5 x2+x+9млн рублей в год. Если продукцию завода продать по цене p тыс. рублей за единицу, то прибыль фирмы (в млн рублей) за один год составит
px-(0,5 x2+x+9). Когда завод будет построен, фирма будет выпускать продукцию в таком количестве, чтобы прибыль была наибольшей. При каком наименьшем значении pстроительство завода окупится не более чем за 5 лет?
Решение
Составим функцию прибыли:
∑(x,p) =px-(0,5 x2+x+9)→наиб
∑(x,p) =px-0,5 x2-x-9
Возьмём производную этой функции
= p-x-1
Найдём нули производной: p-x-1=0
x = p-1
Функция принимает своё наибольшее значение приx = p-1(точка минимума).
Найдём прибыль:
∑(p) =p(p-1)-0,5 (p-1)2-(p-1)-9 = 0,5p2-p-8,5
По условию строительство завода должно окупиться не более, чем за 5 лет. То есть за 5 лет прибыль должна быть не меньше 115млн рублей.
5(0,5p2-p-8,5115
0,5p2-p-8,5-23=0
p2-2p-63=0
p1=9, p2=-7
Ответ: 9 тысяч рублей.
4.Заключение
В данной работе рассмотрены основные методы решения задач на кредит, вклады и оптимизацию. Тема работы очень актуальна, так как все рассматриваемые задачи взяты из материалов по подготовке к ЕГЭ по математике «Профиль». Надеюсь, что данная работа будет полезна учащимся 10-11 класса, а также преподавателям математики.
5.Список использованной литературы:
1. ЕГЭ 2018под редакцией А. Л. Семенова, И.В. Ященко
2. Открытый банк заданий ЕГЭfipi.ru
3. Сайт «Решу ЕГЭ»
4. Сайт «Алекс Ларин»
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.