Для решения данной задачи будем использовать свойства квадратичной функции и заданные данные.
Пусть ( x ) — это ставка налога на продажу сапогов-скороходов (в процентах), а ( f(x) ) — это функция, описывающая поступления в бюджет (в миллиардах фантиков).
Мы знаем, что ( f(x) ) является квадратичной функцией и может быть представлена в виде:
[
f(x) = ax^2 + bx + c
]
где ( a ), ( b ), и ( c ) — некоторые коэффициенты.
Из условия задачи имеем следующие точки:
- ( f(10) = 1.3 )
- ( f(33) = 1.3 )
- ( f(27) = 1.6 )
С этими данными сформируем систему уравнений.
Шаг 1: Составим уравнения.
Подставляя значения в функцию ( f(x) ), получим:
( a(10)^2 + b(10) + c = 1.3 )
[
100a + 10b + c = 1.3 \quad (1)
]
( a(33)^2 + b(33) + c = 1.3 )
[
1089a + 33b + c = 1.3 \quad (2)
]
( a(27)^2 + b(27) + c = 1.6 )
[
729a + 27b + c = 1.6 \quad (3)
]
Теперь у нас есть система из трёх уравнений, но она содержит три переменные ( a ), ( b ), и ( c ).
Шаг 2: Упростим систему, устранив ( c ).
Вычтем уравнение (1) из (2) и (3):
Из (2) - (1):
[
(1089a + 33b + c) - (100a + 10b + c) = 1.3 - 1.3
]
[
989a + 23b = 0 \quad (4)
]
Из (3) - (1):
[
(729a + 27b + c) - (100a + 10b + c) = 1.6 - 1.3
]
[
629a + 17b = 0.3 \quad (5)
]
Шаг 3: Решим систему уравнений (4) и (5).
Из (4) выразим ( b ):
[
b = -\frac{989}{23} a \quad (6)
]
Подставим (6) в (5):
[
629a + 17\left(-\frac{989}{23}a\right) = 0.3
]
Умножим на 23, чтобы избавиться от дробей:
[
14467a - 16703a = 6.9
]
[
-2236a = 6.9 \implies a \approx -0.00309
]
Теперь подставим значение ( a ) в (6) для нахождения ( b ):
[
b = -\frac{989}{23} \cdot (-0.00309) \approx 0.1341
]
Теперь подставляем значения ( a ) и ( b ) в (1) для нахождения ( c ):
[
100(-0.00309) + 10(0.1341) + c = 1.3
]
[
-0.309 + 1.341 + c = 1.3 \implies c \approx 0.268
]
Теперь мы имеем:
[
f(x) = -0.00309x^2 + 0.1341x + 0.268
]
Шаг 4: Найдём максимум функции.
Квадратичная функция достигает максимума в вершине параболы. Формула для нахождения ( x ) вершины:
[
x = -\frac{b}{2a} = -\frac{0.1341}{2 \cdot (-0.00309)} \approx 21.7
]
Таким образом, оптимальная ставка налога на продажу сапогов-скороходов для максимальных поступлений в бюджет Тридевятого царства составляет примерно 21.7%.