Lai riigieksam 2020, ülesanne 12: Teadusuuringud ja puhaskasum
Kui firma kulutab teadusuuringuteks x miljonit eurot, siis selle firma puhaskasum on k(x) miljonit eurot, kus k(x)=9+5log2(x+1)−x.
1.Kui suur on selle firma puhaskasum, kui teadusuuringutele ei kulutata ühtegi eurot?
2.Kas firma puhaskasum on suurem siis, kui ta kulutab teadusuuringuteks 7 miljonit eurot, või siis, kui ta kulutab 15 miljonit eurot? Põhjendage oma vastust.
3.Kui firma suurendaks teadusuuringuteks esialgu planeeritud summat x miljonit eurot nelja miljoni euro võrra, siis kasvaks puhaskasum k(x) miljonit eurot ühe miljoni euro võrra. Kui suure summa planeeris firma esialgu teadusuuringuteks kulutada?
Allikas: Matemaatika lai riigieksam 2020, ülesanne 12
Lahenduse joonis
Selle joonise teed lahendamise käigus ise.
246810121416246810121416180xy
Valemikaart: logaritmid
logab=c⟺ac=b,a>0,a=1,b>0
loga(xy)=logax+logay
logayx=logax−logay
logaxk=klogax
logax=logbalogbx,alogax=x
Sinu vastus
Proovi ise enne
Lahendus on peidus. Ava nii palju, kui parajasti vaja.
1. Vihje
2. 1. samm
3. Kogu lahendus
Vihje
Kolmandas küsimuses kirjuta tingimus võrrandina k(x+4)=k(x)+1. Logaritmide vahe on jagatise logaritm.
1Samm 1Peidetud
1
Küsimus 1Samm 1: Arvuta kasum, kui x = 0
Esimeses küsimuses ei kulutata teadusuuringutele midagi, seega x=0.
Asendame x=0. Logaritm ühest on null.
k(0)=9+5log2(0+1)−0=9+5⋅0=9
246810121416246810121416180xyy=k(x)(0;9)
log21=0, sest 20=1.
2Samm 2Peidetud
2
Küsimus 2Samm 2: Arvuta kasum kahel juhul
Teises küsimuses võrdleme kasumit, kui x=7 ja kui x=15.
Seitsme miljoni kulutamisel on kasum 17 miljonit eurot, viieteistkümne miljoni kulutamisel 14 miljonit eurot. Suurem kulu ei too siin suuremat kasumit, sest lahutatav x kasvab kiiremini kui logaritmiline liige.
3Samm 3Peidetud
3
Küsimus 3Samm 3: Koosta võrrand
Kolmandas küsimuses suureneb kulu x nelja võrra ja kasum ühe võrra. Uue kulu x+4 korral on kasum k(x+4), mis on ühe võrra suurem kui k(x).
Kirjutame tingimuse võrrandina.
k(x+4)=k(x)+1
Asendame funktsiooni avaldise. Vasakul on x asemel x+4.
9+5log2(x+5)−(x+4)=9+5log2(x+1)−x+1
Avame sulud ja koondame: 9−x−4=5−x ja 9−x+1=10−x.
5log2(x+5)+5−x=5log2(x+1)+10−x
Liidame mõlemale poolele x ja lahutame 5.
5log2(x+5)−5log2(x+1)=5
Jagame mõlemaid pooli arvuga 5.
log2(x+5)−log2(x+1)=1
(x+4)+1=x+5. Määramispiirkond: logaritmitavad peavad olema positiivsed, kulu ei saa olla negatiivne, seega x≥0.
4Samm 4Peidetud
4
Küsimus 3Samm 4: Lahenda logaritmvõrrand
Logaritmide vahe on jagatise logaritm.
log2x+1x+5=1
Logaritmi definitsiooni järgi log2a=1 tähendab a=21.
x+1x+5=2
Korrutame mõlemaid pooli avaldisega x+1>0.
x+5=2x+2
Lahendame lineaarvõrrandi.
x=3
5Samm 5Peidetud
5
Küsimus 3Samm 5: Kontrolli lahendit
Arvutame kasumi esialgse kulu korral.
k(3)=9+5log24−3=9+10−3=16
Kulu nelja võrra suurem on 7; selle kasumi arvutasime teises küsimuses.
Lahend x=3 kuulub määramispiirkonda ja kasum kasvab tõesti ühe miljoni võrra: 16 miljonilt 17 miljonile.
VASTUS
1) Kui teadusuuringutele ei kulutata midagi, on puhaskasum 9 miljonit eurot. 2) Puhaskasum on suurem siis, kui firma kulutab 7 miljonit eurot: siis on kasum 17 miljonit eurot, 15 miljoni kulutamisel aga 14 miljonit eurot. 3) Firma planeeris esialgu kulutada teadusuuringuteks 3 miljonit eurot.