同济高数 第3章 第3-5-17题

教材习题

📝 题目

17.一房地产公司有 50 套公寓要出租.当月租金定为 4000 元时,公寓会全部租出去.当月租金每增加200元时,就会多一套公寓租不出去,而租出去的公寓平均每月需花费 400 元的维修费.试问房租定为多少可获得最大收人?

💡 答案解析

[AI解答]

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设房租每月为 $x$ 元,则相对于 4000 元,增加的金额为 $x - 4000$ 元。 每增加 200 元就会多一套租不出去,因此租不出去的套数为:

$$ \frac{x - 4000}{200} $$

所以租出去的公寓套数为:

$$ 50 - \frac{x - 4000}{200} $$

每套租出去的公寓每月需维修费 400 元,因此每套实际收入为 $x - 400$ 元。 总收入函数为:

$$ R(x) = (x - 400) \left( 50 - \frac{x - 4000}{200} \right) $$

化简:

$$ R(x) = (x - 400) \left( 50 - \frac{x}{200} + 20 \right) = (x - 400) \left( 70 - \frac{x}{200} \right) $$

展开:

$$ R(x) = 70x - \frac{x^2}{200} - 28000 + \frac{400x}{200} = 70x - \frac{x^2}{200} - 28000 + 2x $$

$$ R(x) = 72x - \frac{x^2}{200} - 28000 $$

这是一个开口向下的二次函数,最大值在导数等于零处取得:

$$ R'(x) = 72 - \frac{x}{100} = 0 $$

解得:

$$ \frac{x}{100} = 72 \quad \Rightarrow \quad x = 7200 $$

因此,房租定为 **7200 元** 时,可获得最大收入。

此时租出套数为:

$$ 50 - \frac{7200 - 4000}{200} = 50 - 16 = 34 \text{ 套} $$

最大收入为:

$$ R(7200) = (7200 - 400) \times 34 = 6800 \times 34 = 231200 \text{ 元} $$

难度:★★☆☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/4
目标:设定变量并建立收入函数
设房租每月为 x 元,则相对于 4000 元,增加的金额为 x-4000 元。每增加 200 元就会多一套租不出去,因此租不出去的套数为 (x-4000)/200,租出去的套数为 50 - (x-4000)/200。每套租出去的公寓每月需维修费 400 元,因此每套实际收入为 x-400 元。总收入函数为 R(x) = (x-400) * [50 - (x-4000)/200]。
公式:R(x) = (x-400) * (50 - (x-4000)/200)
提示:注意维修费是从租金中扣除的,所以每套净收入为租金减维修费。
步骤 2/4
目标:化简收入函数
化简 R(x) = (x-400) * (50 - (x-4000)/200) = (x-400) * (50 - x/200 + 20) = (x-400) * (70 - x/200)。展开得 R(x) = 70x - x^2/200 - 28000 + 400x/200 = 70x - x^2/200 - 28000 + 2x = 72x - x^2/200 - 28000。
公式:R(x) = 72x - x^2/200 - 28000
提示:注意合并同类项时小心计算。
步骤 3/4
目标:求导并找到极值点
R(x) 是开口向下的二次函数,最大值在导数等于零处取得。求导得 R'(x) = 72 - x/100 = 0,解得 x = 7200。
公式:R'(x) = 72 - x/100 = 0 ⇒ x = 7200
提示:二次函数最大值在对称轴处,也可用顶点公式。
步骤 4/4
目标:验证并计算最大收入
将 x=7200 代入租出套数公式:50 - (7200-4000)/200 = 50 - 16 = 34 套。最大收入 R(7200) = (7200-400)*34 = 6800*34 = 231200 元。
公式:R(7200) = 6800 * 34 = 231200
提示:检查结果是否合理,租金增加后租出套数减少,但总收入增加。

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