Kostnadsfunksjon overskudd og tangentbetingelse

Del 2, alle hjelpemidler

Kostnadsfunksjon overskudd og tangentbetingelse

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

En bedrift har funnet ut at de samlede kostnadene f ved å produsere x enheter av en vare er gitt ved

f(x)=55+0,01x2
Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

De samlede kostnadene må ikke overstige 200. Hvor mange enheter kan bedriften da høyst produsere?

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Hele produksjonen blir solgt. Salgsinntekten g er gitt ved

g(x)=1,6x

Hvilke produksjonsmengder gir overskudd for bedriften? Hvilken produksjonsmengde gir størst overskudd? Hvor stort er dette overskuddet?

Hvis prisen per enhet er p, kan salgsinntekten skrives som

h(x)=p⋅x

Bedriften vil undersøke hvor lavt prisen kan settes dersom det skal være mulig å oppnå balanse mellom kostnader og inntekter.

Grafen til f og h med tangeringspunktet T

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Forklar at vi kan bestemme denne minsteprisen når grafen til h tangerer grafen til f. Se figuren.

Det kan vises at den minste prisen som vil gi balanse, er p≈1,48.

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Forklar at prisen er minst når p=f′(a), der a er førstekoordinaten til tangeringspunktet T på figuren. Bruk dette til å bestemme hvor mange enheter det produseres og selges når prisen er minst.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Likningen f(x)=h(x) kan omformes til 0,01x2−px+55=0. Bestem en verdi for p som gjør at denne likningen har bare én løsning. Forklar hvorfor denne verdien er den minste prisen som vil gi balanse.

Fasit

x=120 enheter

Overskudd for 50<x<110. Størst overskudd ved x=80, og dette overskuddet er 9.

Se forklaring.

a=1055≈74 enheter

p=2,2≈1,48

LøsningsforslagKI-generert

De samlede kostnadene skal ikke overstige 200, altså f(x)≤200:

55+0,01x2≤200
0,01x2≤145
x2≤14500
x≤14500=10145≈120,4

Siden x må være et helt antall enheter, kan bedriften høyst produsere x=120 enheter. (Kontroll: f(120)=55+0,01⋅1202=199≤200, mens f(121)=201,41>200.)

Overskuddet O(x) er salgsinntekt minus kostnad:

O(x)=g(x)−f(x)=1,6x−(55+0,01x2)=−0,01x2+1,6x−55

Bedriften får overskudd når O(x)>0. Vi løser først O(x)=0 i CAS (se utklipp), som gir x=50 og x=110. Siden parabelen vender grenene nedover, er O(x)>0 mellom nullpunktene:

CAS-utregning av overskuddsfunksjon, nullpunkter, maksimum og tangeringsbetingelse

50<x<110

For å finne den produksjonsmengden som gir størst overskudd, deriverer vi og setter O′(x)=0:

O′(x)=−0,02x+1,6=0⇒x=80

Dette stemmer med CAS-utklippet over. Siden O′(x) går fra positiv til negativ ved x=80, er dette et toppunkt (maksimum). Overskuddet der er

O(80)=9

Grafen til O viser sammenhengen:

Grafen til overskuddsfunksjonen O med nullpunkter og maksimum

Bedriften får altså overskudd for produksjonsmengder mellom 50 og 110 enheter, og størst overskudd oppnås ved x=80 enheter, med et overskudd på 9.

Linja h(x)=p⋅x er inntekten når prisen per enhet er p. Balanse betyr at kostnad og inntekt er like, altså at f(x)=h(x) har (minst) én løsning.

Jo lavere p er, jo slakere blir linja h, og jo vanskeligere er det for h å nå opp til f. Er p stor nok, skjærer h kurven f i to punkter — da er det et helt intervall av produksjonsmengder som gir overskudd (som i b)). Senkes prisen gradvis, nærmer de to skjæringspunktene seg hverandre, helt til de faller sammen i ett punkt T der linja tangerer kurven. Dette er den laveste prisen der balanse fortsatt er mulig — senkes prisen ytterligere, ligger h helt under f, og det finnes ingen produksjonsmengde som gir balanse (bedriften taper alltid penger). Derfor kan vi bestemme minsteprisen ved å finne tangeringspunktet T mellom h og f.

I tangeringspunktet T=(a,f(a)) har f og h samme funksjonsverdi og samme stigningstall — ellers ville linja krysset kurven i stedet for å tangere den. Siden h er en rett linje gjennom origo med stigningstall p, må stigningstallet til f i T også være p:

p=f′(a)

Vi har f′(x)=0,02x, så p=0,02a, altså a=50p. I tillegg må f(a)=h(a) (samme funksjonsverdi):

55+0,01a2=p⋅a

Setter vi inn p=0,02a:

55+0,01a2=0,02a⋅a=0,02a2
55=0,01a2⇒a2=5500⇒a=5500=1055≈74,2

Dette stemmer med CAS-utklippet i b) (linje 9–10), der a≔1055 og f′(a)=555≈1,48, i samsvar med den oppgitte prisen p≈1,48.

Det produseres og selges altså a=1055≈74 enheter når prisen er lavest mulig.

Likningen 0,01x2−px+55=0 har bare én løsning når diskriminanten er null:

D=p2−4⋅0,01⋅55=p2−2,2=0
p2=2,2⇒p=2,2=555≈1,48

(vi forkaster den negative løsningen siden prisen må være positiv). Dette bekreftes av CAS-utklippet i b) (linje 8).

Dette er den minste prisen som gir balanse fordi diskriminanten avgjør hvor mange løsninger likningen f(x)=h(x) har:

  • For p<2,2 er D<0: ingen løsning, linja h ligger hele tiden under f, og bedriften kan aldri oppnå balanse.
  • For p=2,2 er D=0: nøyaktig én løsning — dette er tangeringspunktet T, og balanse er så vidt mulig.
  • For p>2,2 er D>0: to løsninger, og det finnes et helt intervall av produksjonsmengder som gir overskudd (som i b)).

Derfor er p=2,2≈1,48 den minste prisen som gir balanse.

Sensorveiledning

Oppgaven gir til sammen 9 poeng

For kandidater som har benyttet digitale hjelpemidler, skal en fullgod besvarelse ha forklaring med konklusjon til deloppgavene. Skala og aksenavn må være med. Oppgavene c, d og e har vist seg å være vanskelige for mange kandidater. Dette må det tas hensyn til i helhetsvurderingen.

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i matematikk. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Tastatursnarveier

Navigasjon

⌘K / Ctrl+K
Åpne søk
G F
Gå til Fag
G E
Gå til Eksamener
G T
Gå til Temaer
G K
Gå til Kompetansemål
G H
Hjem
?
Vis snarveier

I oppgave

←/→ · J/K
Forrige / neste oppgave
0
Marker som ikke prøvd
1
Marker som prøvd
2
Marker som trenger hjelp
3
Marker som ferdig
S
Vis / skjul løsningsforslag
A
Legg til i liste
N
Skriv notat
Esc
Tilbake / avslutt