Grensekostnad og programmering

Grensekostnad og programmering

En bedrift produserer en vare. De daglige kostnadene KK (i kroner) ved produksjon av xx enheter av varen er gitt ved

K(x)=0,1x2+100x+9000K(x) = 0{,}1x^2 + 100x + 9000

Den økonomiansvarlige i bedriften har laget programmet nedenfor.

def K(x):
    return 0.1*x**2 + 100*x + 9000

grense = 200
h = 0.00001
a = 1

while (K(a + h) - K(a))/h < grense:
    a = a + 1

print(a)

Hva blir resultatet når programmet kjøres? Gi en praktisk tolkning av svaret.

Fasit

500. Programmet finner minste antall produserte enheter der grensekostnaden er minst 200 kr.

LøsningsforslagKI-generert

Vi finner grensekostnaden ved å derivere K(x)K(x):

K(x)=0,2x+100K'(x) = 0{,}2x + 100

Programmet beregner den numeriske tilnærmingen til K(a)K'(a) med formelen

K(a+h)K(a)h,h=0,00001\frac{K(a + h) - K(a)}{h}, \quad h = 0{,}00001

og øker aa med 1 så lenge denne tilnærmingen er mindre enn grense = 200. Løkken stopper første gang tilnærmingen er 200\geq 200, og programmet skriver ut aa.

Vi finner den eksakte verdien analytisk. Betingelsen K(a)200K'(a) \geq 200 gir

0,2a+100200    0,2a100    a5000{,}2a + 100 \geq 200 \implies 0{,}2a \geq 100 \implies a \geq 500

Minste heltall som oppfyller dette er a=500a = 500.

Kontroll med programmet:

  • For a=499a = 499: K(499,00001)K(499)0,00001199,8<200\dfrac{K(499{,}00001) - K(499)}{0{,}00001} \approx 199{,}8 < 200, så løkken kjører videre.
  • For a=500a = 500: K(500,00001)K(500)0,00001200,000001200\dfrac{K(500{,}00001) - K(500)}{0{,}00001} \approx 200{,}000001 \geq 200, så betingelsen blir usann og løkken stopper.

Programmet skriver ut 500\underline{\underline{500}}.

Praktisk tolkning: Når bedriften produserer 500 enheter daglig, er grensekostnaden 200 kr — det vil si at den ekstra kostnaden ved å produsere én enhet til er omtrent 200 kr. Programmet finner altså det minste produksjonsvolumet der grensekostnaden når 200 kr.

Sensorveiledning

Det gis 1 poeng for å regne ut rett resultat og 1 poeng for den praktiske tolkningen, ingen poeng for å forklare programmet.