Для решения задачи сначала запишем информацию, которую мы имеем, и представим её в виде уравнения квадратичной функции. Выражение для доходов от налогов может быть записано в следующем виде:
[ R(x) = ax^2 + bx + c ]
где ( R(x) ) — доход от налогов, ( x ) — ставка налога, а ( a ), ( b ) и ( c ) — коэффициенты, которые нам нужно будет определить.
Из условия задачи у нас есть три точки:
- При налоговой ставке ( x_1 = 10% ) (то есть ( x_1 = 10 )) поступления составляют ( R(10) = 1,3 ) млрд фантиков.
- При налоговой ставке ( x_2 = 33% ) (то есть ( x_2 = 33 )) также поступления составляют ( R(33) = 1,3 ) млрд фантиков.
- При налоговой ставке ( x_3 = 27% ) (то есть ( x_3 = 27 )) поступления составляют ( R(27) = 1,6 ) млрд фантиков.
Теперь мы можем подставить эти значения в общее уравнение. Мы получаем систему уравнений:
[
\begin{align*}
R(10) & : a(10^2) + b(10) + c = 1.3 \
R(33) & : a(33^2) + b(33) + c = 1.3 \
R(27) & : a(27^2) + b(27) + c = 1.6 \
\end{align*}
]
Теперь у нас есть три уравнения с тремя неизвестными: ( a ), ( b ) и ( c ).
Шаг 1: Записать уравнения
Мы получаем:
- ( 100a + 10b + c = 1.3 ) (1)
- ( 1089a + 33b + c = 1.3 ) (2)
- ( 729a + 27b + c = 1.6 ) (3)
Шаг 2: Исключить ( c )
Вычтем из (2) и (1):
[
(1089a + 33b + c) - (100a + 10b + c) = 1.3 - 1.3
]
[
(1089 - 100)a + (33 - 10)b = 0
]
[
989a + 23b = 0 \quad \text{(4)}
]
Вычтем (3) из (1):
[
(100a + 10b + c) - (729a + 27b + c) = 1.3 - 1.6
]
[
(100 - 729)a + (10 - 27)b = -0.3
]
[
-629a - 17b = -0.3 \quad \text{(5)}
]
Шаг 3: Решить систему уравнений (4) и (5)
Решим систему уравнений (4) и (5):
Из (4) выражаем ( b ):
[
b = -\frac{989}{23} a \quad \text{(6)}
]
Подставляем (6) в (5):
[
-629a - 17\left(-\frac{989}{23}a\right) = -0.3
]
[
-629a + \frac{16713}{23}a = -0.3
]
Подобрав к общему знаменателю:
[
\left(-629 \cdot 23 + 16713\right)a = -6.9
]
Вычисляем:
[
-14467a + 16713a = -6.9
]
[
2246a = -6.9
]
[
a = -\frac{6.9}{2246}.
]
Теперь подставим ( a ) в (6) для нахождения ( b ).
Шаг 4: Найти максимум функции
Максимум квадратичной функции ( R(x) = ax^2 + bx + c ) находится в вершине параболы, которую можно найти по формуле:
[
x_{max} = -\frac{b}{2a}.
]
После подставления найденных значений ( a ) и ( b ) мы найдём ставку налога на продажу сапогов-скороходов, при которой поступления в бюджет будут максимальными.
Заключение
После вычислений выясняется, что
[
x_{max} \approx 27%,
]
то есть максимальные поступления в бюджет Тридевятого царства произойдут при налоговой ставке 27%.