Чтобы решить задачу, давайте обозначим:
- ( x ) — ставка налога на продажу сапогов-скороходов (в процентах),
- ( f(x) ) — функция дохода от налога (в миллиардах фантиков).
Из условия задачи мы знаем, что:
- ( f(10) = 1.3 )
- ( f(33) = 1.3 )
- ( f(27) = 1.6 )
Так как функция ( f(x) ) является квадратичной, её можно записать в общем виде:
[
f(x) = ax^2 + bx + c
]
где ( a ), ( b ) и ( c ) — коэффициенты, которые нам необходимо определить.
Известно, что квадратичная функция имеет форму параболы и достигает максимума (или минимума) в вершине. Вершина параболы ( f(x) = ax^2 + bx + c ) находится по формуле:
[
x_{max} = -\frac{b}{2a}
]
Теперь давайте подставим в уравнение значения, которые мы знаем.
Мы можем взять три точки:
- ( (10, 1.3) )
- ( (27, 1.6) )
- ( (33, 1.3) )
Составим систему уравнений. Подставляя точки в уравнение квадратичной функции, получим:
- Для ( x = 10 ):
[
100a + 10b + c = 1.3
]
- Для ( x = 27 ):
[
729a + 27b + c = 1.6
]
- Для ( x = 33 ):
[
1089a + 33b + c = 1.3
]
Теперь у нас есть три уравнения с тремя неизвестными (a, b, c). Нам нужно выразить ( c ) из первого уравнения и подставить в два других.
Выразим ( c ):
[
c = 1.3 - 100a - 10b
]
Теперь подставим это выражение для ( c ) во вторые два уравнения:
Для второго уравнения:
[
729a + 27b + (1.3 - 100a - 10b) = 1.6
]
Упростив, имеем:
[
(729 - 100)a + (27 - 10)b + 1.3 = 1.6
]
[
629a + 17b = 0.3 \quad \text{(1)}
]
Для третьего уравнения:
[
1089a + 33b + (1.3 - 100a - 10b) = 1.3
]
Упростив, имеем:
[
(1089 - 100)a + (33 - 10)b + 1.3 = 1.3
]
[
989a + 23b = 0 \quad \text{(2)}
]
Теперь решим систему из уравнений (1) и (2):
[
629a + 17b = 0.3
]
[
989a + 23b = 0
]
Умножим первое уравнение на 23 и второе на 17:
[
14467a + 391b = 6.9
]
[
16813a + 391b = 0
]
Теперь вычтем второе уравнение из первого:
[
(14467 - 16813)a = 6.9
]
Получаем:
[
-2346a = 6.9 \quad \Rightarrow \quad a = -\frac{6.9}{2346} \approx -0.002941
]
Теперь найдем ( b ), подставив значение ( a ) в одно из уравнений. Например, в (1):
[
629(-0.002941) + 17b = 0.3
]
Решим это уравнение для ( b ):
[
-1.85 + 17b = 0.3 \quad \Rightarrow \quad 17b = 2.15 \quad \Rightarrow \quad b \approx 0.1265
]
Теперь подставим ( a ) и ( b ) в выражение для ( c ):
[
c = 1.3 - 100(-0.002941) - 10(0.1265)
]
[
c \approx 1.3 + 0.2941 - 1.265 \approx 0.329
]
Теперь у нас есть значения ( a ), ( b ) и ( c ):
- ( a \approx -0.002941 )
- ( b \approx 0.1265 )
- ( c \approx 0.329 )
Теперь подставим эти значения в формулу для нахождения максимальной прибыли:
[
x_{max} = -\frac{b}{2a} = -\frac{0.1265}{2 \times -0.002941} \approx \frac{0.1265}{0.005882} \approx 21.5
]
Таким образом, максимальная ставка налога, которая приведет к максимальным поступлениям в бюджет, составляет примерно 21.5%.