Ý a: Tính \(\overline {C’} \left( x \right)\), sử dụng ý nghĩa của cực tiểu để chứng minh. Ý b. Phân tích, đưa ra lời giải Giải bài 1.49 trang 32 sách bài tập toán 12 – Kết nối tri thức – Bài 5. Ứng dụng đạo hàm để giải quyết một số vấn đề liên quan đến thực tiễn. Nếu \(C\left( x \right)\) (USD) là chi phí sản xuất \(x\) đơn vị hàng hóa,…
Đề bài/câu hỏi:
a) Nếu \(C\left( x \right)\) (USD) là chi phí sản xuất \(x\) đơn vị hàng hóa, thì chi phí trung bình cho mỗi đơn vị là \(\overline C \left( x \right) = \frac{{C\left( x \right)}}{x}\). Chứng minh rằng nếu chi phí trung bình là nhỏ nhất thì chi phí biên bằng chi phí trung bình.
b) Nếu \(C\left( x \right) = 16000 + 200x + 4{x^{\frac{3}{2}}}\), hãy tìm:
(i) Chi phí, chi phí trung bình và chi phí biên khi sản xuất \(100\) đơn vị hàng hóa;
(ii) Mức sản xuất mà khi đó sẽ giảm thiểu chi phí trung bình;
(iii) Chi phí trung bình nhỏ nhất.
Hướng dẫn:
Ý a: Tính \(\overline {C’} \left( x \right)\), sử dụng ý nghĩa của cực tiểu để chứng minh.
Ý b: Xác định công thức các hàm \(\overline C \left( x \right)\), \(C’\left( x \right)\).
(i) Thay \(x = 100\) vào các hàm \(C\left( x \right)\), \(\overline C \left( x \right)\), \(C’\left( x \right)\).
(ii) Khảo sát sự biến thiên của hàm \(\overline C \left( x \right)\), xác định khoảng mà hàm nghịch biến từ đó ruy ra mức sản xuất x.
(iii) Tìm giá trị nhỏ nhất của hàm số \(\overline C \left( x \right)\).
Lời giải:
a) Ta có \(\overline {C’} \left( x \right) = {\left[ {\frac{{C\left( x \right)}}{x}} \right]^\prime } = \frac{{C’\left( x \right) \cdot x – C\left( x \right)}}{{{x^2}}}\).
Chi phí trung bình nhỏ nhất khi \(\overline {C’} \left( x \right) = 0\) hay \(C’\left( x \right) \cdot x – C\left( x \right) = 0 \Leftrightarrow C’\left( x \right) = \frac{{C\left( x \right)}}{x}\).
Nói cách khác chi phí biên bằng chi phí trung bình.
b) Xét hàm số \(C\left( x \right) = 16000 + 200x + 4{x^{\frac{3}{2}}}\).
Ta có hàm chi phí trung bình là \(\overline C \left( x \right) = \frac{{C\left( x \right)}}{x} = \frac{{16000 + 200x + 4{x^{\frac{3}{2}}}}}{x} = \frac{{16000}}{x} + 200 + 4{x^{\frac{1}{2}}}\).
Hàm chi phí biên là \(C’\left( x \right) = 200 + 6{x^{\frac{1}{2}}}\).
(i) Ta có \(C\left( {100} \right) = 16000 + 200 \cdot 100 + 4 \cdot {100^{\frac{3}{2}}} = 40000\); \(\overline C \left( {100} \right) = \frac{{16000}}{{100}} + 200 + 4 \cdot {100^{\frac{1}{2}}} = 400\);
\(C’\left( {100} \right) = 200 + 6 \cdot {100^{\frac{1}{2}}} = 260\).
Vậy chi phí, chi phí trung bình và chi phí biên ở mức sản xuất 100 đơn vị hàng hóa lần lượt là \(40000\) USD, \(400\) USD và \(260\) USD.
(ii) Ta có \(\overline {C’} \left( x \right) = \frac{{ – 16000}}{{{x^2}}} + 2{x^{ – \frac{1}{2}}}\) khi đó \(\overline {C’} \left( x \right) = 0 \Leftrightarrow \frac{{ – 16000}}{{{x^2}}} + 2{x^{ – \frac{1}{2}}} = 0 \Leftrightarrow x = 400\) do \(x > 0\).
Lập bảng biến thiên
Từ bảng biến thiên suy ra, mức sản xuất là 400 đơn vị hàng hóa thì sẽ giảm thiểu giá trị trung bình.
(iii) Chi phí trung bình nhỏ nhất là 320 USD.