Чтобы решить задачу, давайте обозначим переменные и воспользуемся информацией о налоговых поступлениях.
Обозначим:
- ( x ) – ставка налога на продажу (в процентах),
- ( f(x) ) – функция, описывающая поступления в бюджет от налога на продажу сапогов-скороходов.
Из условия задачи нам дано три точки:
- При ( x = 10 ), ( f(10) = 1.3 ) (млрд фантиков),
- При ( x = 33 ), ( f(33) = 1.3 ) (млрд фантиков),
- При ( x = 27 ), ( f(27) = 1.6 ) (млрд фантиков).
Зная, что ( f(x) ) – квадратичная функция, мы можем записать её в стандартной форме:
[
f(x) = ax^2 + bx + c,
]
где ( a ), ( b ) и ( c ) – некоторые коэффициенты. Используем известные значения для создания системы уравнений.
Определим три уравнения:
- ( f(10) = a(10)^2 + b(10) + c = 1.3 )
- ( f(33) = a(33)^2 + b(33) + c = 1.3 )
- ( f(27) = a(27)^2 + b(27) + c = 1.6 )
Теперь выразим каждое из уравнений математически:
- ( 100a + 10b + c = 1.3 ) — (1)
- ( 1089a + 33b + c = 1.3 ) — (2)
- ( 729a + 27b + c = 1.6 ) — (3)
Теперь можем вычесть уравнения, чтобы избавиться от ( c ):
Вычтем (1) из (2):
[
1089a + 33b + c - (100a + 10b + c) = 1.3 - 1.3,
]
[
(1089 - 100)a + (33 - 10)b = 0,
]
[
989a + 23b = 0. \quad (4)
]
Вычтем (1) из (3):
[
729a + 27b + c - (100a + 10b + c) = 1.6 - 1.3,
]
[
(729 - 100)a + (27 - 10)b = 0.3,
]
[
629a + 17b = 0.3. \quad (5)
]
Теперь у нас есть два уравнения (4) и (5).
Решим их, выразив ( b ) через ( a ) из (4):
[
23b = -989a,
]
[
b = -\frac{989}{23}a.
]
Подставим это значение в (5):
[
629a + 17\left(-\frac{989}{23}a\right) = 0.3,
]
[
629a - \frac{16813}{23}a = 0.3.
]
Умножим уравнение на 23, чтобы избавиться от дроби:
[
(629 \cdot 23)a - 16813a = 6.9,
]
[
14467a - 16813a = 6.9,
]
[
-2346a = 6.9,
]
[
a = -\frac{6.9}{2346} \approx -0.0029443.
]
Теперь найдём ( b ):
[
b = -\frac{989}{23}\left(-\frac{6.9}{2346}\right) \approx 0.189,
]
И подставим значения ( a ) и ( b ) в (1) для нахождения ( c ):
[
100(-0.0029443) + 10(0.189) + c = 1.3,
]
[
-0.29443 + 1.89 + c = 1.3,
]
[
c = 1.3 - 1.59557 = -0.29557.
]
Таким образом, имеем:
[
f(x) \approx -0.0029443 x^2 + 0.189 x - 0.29557.
]
Квадратичная функция достигает максимума в её вершине, координаты которой по формуле ( -\frac{b}{2a} ):
[
x_{max} = -\frac{0.189}{2(-0.0029443)} \approx 32.1.
]
Таким образом, для максимальных поступлений в бюджет Тридевятого царства ставка налога на продажу сапогов-скороходов должна составлять примерно 32%.