生産量をq、売上をR(q)=10q、費用をC(q)=q²+2q+7とする簡単なモデルです。qは0以上の実数とします。利潤(売上から費用を引いたもの)をπ(q)と書きます。
1.費用の「全部」を引けますか?
π(q) = 10q − (q² + 2q + 7)
= 10q − q² − 2q − 7
= 8q − q² − 7
カッコの前のマイナスは、中の3つの項すべてにかかります。q=3なら、売上30、費用9+6+7=22なので、利潤は8。整理後の式でも24−9−7=8になります。
ここで止まったら、微分の公式より先に、代入とカッコの外し方を復習します。
2.微分した式は、何を表しますか?
π′(q) = 8 − 2q
π(3) = 8、π′(3) = 2
8qの微分は8、−q²の微分は−2q、定数−7の微分は0です。π(3)=8は利潤そのもの、π′(3)=2はq=3における利潤の変化率で、同じ数字を求めているわけではありません。
q=3から少しだけΔq増やすと、利潤の変化は約2Δqです。「1増やせば必ず2増える」ではありません。実際、q=4の利潤は9で、q=3からの増加は1です。
授業で最大化まで扱っている人は、その先も確認
π′(q)=0を解くとq=4ですが、微分が0というだけでは最大とは限りません。この例ではπ(q)=9−(q−4)²と書けます。二乗は0以上なので、q≧0の範囲で最大値は9、達成するのはq=4です。二階微分が−2で、全体が上に凸の二次関数であることからも確認できます。
数学概論Ⅰの微分や、数学概論Ⅱ・微分積分に入る前提の確認に使う自作例題です。慶應の課題・過去問の転載や出題予想ではありません。この1問で授業全体の理解度や必要な指導回数を決めるものではありません。