(11)设某厂家生产某产品的产量为Q,成本C(Q)=100+13Q,该产品的单价为p,需求量Q(p)=(800)/(p+3)-2,则该厂家获得最大利润时的产量为____.
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查利用微积分求解最大利润的问题,涉及收入函数、成本函数、利润函数的建立,以及通过求导找到极值点。
解题核心思路:
- 建立收入函数:将需求量函数$Q(p)$转化为价格$p$关于产量$Q$的函数,进而得到收入函数$R(Q)$。
- 构建利润函数:利润$L(Q) = R(Q) - C(Q)$,需将收入与成本函数结合。
- 求导找极值:对利润函数求导,令导数为零找到临界点,并通过二阶导数验证是否为极大值。
破题关键点:
- 正确转换价格与产量关系:从$Q(p)$解出$p(Q)$是关键第一步。
- 化简利润函数:通过代数变形简化求导过程。
- 导数计算与极值验证:确保一阶导数求解正确,二阶导数符号判断无误。
步骤1:建立价格与产量的关系
由需求量函数$Q(p) = \frac{800}{p+3} - 2$,解得:
$Q + 2 = \frac{800}{p+3} \implies p + 3 = \frac{800}{Q + 2} \implies p = \frac{800}{Q + 2} - 3.$
步骤2:构建收入函数
收入函数为价格乘以产量:
$R(Q) = p \cdot Q = \left( \frac{800}{Q + 2} - 3 \right) Q = \frac{800Q}{Q + 2} - 3Q.$
步骤3:构建利润函数
成本函数为$C(Q) = 100 + 13Q$,利润函数为:
$L(Q) = R(Q) - C(Q) = \frac{800Q}{Q + 2} - 3Q - (100 + 13Q) = \frac{800Q}{Q + 2} - 16Q - 100.$
步骤4:化简利润函数
将$\frac{800Q}{Q + 2}$拆分为:
$\frac{800Q}{Q + 2} = 800 - \frac{1600}{Q + 2},$
因此利润函数可化简为:
$L(Q) = 700 - \frac{1600}{Q + 2} - 16Q.$
步骤5:求导并解临界点
对$L(Q)$求导:
$L'(Q) = \frac{1600}{(Q + 2)^2} - 16.$
令$L'(Q) = 0$,解得:
$\frac{1600}{(Q + 2)^2} = 16 \implies (Q + 2)^2 = 100 \implies Q + 2 = 10 \implies Q = 8.$
步骤6:验证极大值
二阶导数为:
$L''(Q) = -\frac{3200}{(Q + 2)^3}.$
当$Q = 8$时,$L''(8) = -\frac{3200}{10^3} = -3.2 < 0$,说明$Q = 8$是极大值点。