売り値を60円から$x$円値上げしたときの1日の売り上げ高を$y$円とする。1日に売れる個数が$(400 - ケ x)$個であるとき、 $x \ge 0$, $400 - ケ x \ge 0$ より、定義域 $0 \le x \le コサ$ が求められる。 $y = (60 + x)(400 - ケ x)$ を計算し、平方完成を行うことで、$0 \le x \le コサ$ の範囲で$y$が最大となる$x = ソタ$ が求められる。 最後に、売り上げ高が最大となる商品の売り値を$チッ$円として求める。

代数学二次関数最大値平方完成数式処理応用問題
2025/8/19

1. 問題の内容

売り値を60円からxx円値上げしたときの1日の売り上げ高をyy円とする。1日に売れる個数が(400x)(400 - ケ x)個であるとき、
x0x \ge 0, 400x0400 - ケ x \ge 0 より、定義域 0xコサ0 \le x \le コサ が求められる。
y=(60+x)(400x)y = (60 + x)(400 - ケ x) を計算し、平方完成を行うことで、0xコサ0 \le x \le コサ の範囲でyyが最大となるx=ソタx = ソタ が求められる。
最後に、売り上げ高が最大となる商品の売り値をチッチッ円として求める。

2. 解き方の手順

まず、x0x \ge 0 および 400x0400 - ケ x \ge 0 から、xxの範囲を求める。
400x0400 - ケ x \ge 0 より x400 ケ x \le 400。問題文の形から =1 ケ = 1と推測できるため、x400x \le 400x0x \ge 0と合わせて、0x4000 \le x \le 400。よって、コサ=400コサ = 400
次に、y=(60+x)(400x)y = (60 + x)(400 - x) を計算する。
y=60×400+400x60xx2=x2+340x+24000y = 60 \times 400 + 400x - 60x - x^2 = -x^2 + 340x + 24000
y=(x2340x)+24000y = -(x^2 - 340x) + 24000
平方完成を行うために、x2340xx^2 - 340x(xソタ)2(x - ソタ)^2 の形にする。
(x170)2=x2340x+1702=x2340x+28900(x - 170)^2 = x^2 - 340x + 170^2 = x^2 - 340x + 28900
よって、x2340x=(x170)228900x^2 - 340x = (x - 170)^2 - 28900
y=((x170)228900)+24000=(x170)2+28900+24000y = -((x - 170)^2 - 28900) + 24000 = -(x - 170)^2 + 28900 + 24000
y=(x170)2+52900y = -(x - 170)^2 + 52900
これは、x=170x = 170 のとき、yy が最大値 5290052900 をとることを意味する。
定義域 0x4000 \le x \le 400 の範囲で、x=170x = 170 は定義域に含まれるため、x=170x = 170 のとき yy は最大となる。よって、ソタ=170ソタ = 170
最後に、売り上げ高が最大となる商品の売り値を計算する。
売り値は 60+x60 + x であり、x=170x = 170 のとき最大となるので、売り値は 60+170=23060 + 170 = 230 円。よって、チッ=230チッ = 230

3. 最終的な答え

コサ = 400
シ = -1
スセ = 340
ソタ = 170
チッ = 230

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