Я без кофе жить не могу
Все студенты, по мнению Антона, любят лавандовый раф на кокосовом молоке в «Груше» на Покровке. Но не все студенты — истинные гурманы, поэтому у каждого из их есть «уровень гурманства», выраженный параметром \theta \geq 0. При этом в центре Москвы настолько много кофеен, которые продают кофе, что их аж n на весь центр Москвы. Известно, что полезность потребления кофе в i -й кофейне, где i — целое число от 1 до n, составляет U_i=A_i+b_i\theta, где \theta — уровень гурманства конкретного студента и b_i — некоторые положительные параметры, а i — номер конкретной кофейни. При этом цены на кофе в каждой кофейне фиксированы и поэтому уже учтены в значении параметра A_i i, а каждый студент максимизирует свою полезность.
Пример: Если n=2, а A_1=2, A_2=3 и b_1=2, b_2=1, то студент с уровнем гурманства \theta=10 от посещения первой кофейни получит полезность равную U_1=2+2*10=22, а от второй — U_2=3+1*10=13. Следовательно, в таком случае студент выберет первую кофейню.
а) Допустим, что n=2 и A_1>A_2 и b_2>b_1, так как чем выше номер кофейни, тем выше там цена, поэтому и меньше A и выше качество кофе, следовательно, важнее для гурмана, поэтому больше b. Определите, студенты с каким уровнем гурманства будут покупать кофе в первой кофейне, а с каким — во второй.
б) Представим теперь, что количество кофеен все же n, но теперь известно, что A_i-A_{i-1}=-k и b_i-b_{i-1}= m для любого допустимого i, где k и m — некоторые положительные параметры. То есть по-прежнему, чем выше номер кофейни, тем дороже там кофе и, следовательно, меньше A, и лучше кофе, следовательно, выше b, но теперь они отличаются на одно и то же число. Для каждой кофейни найдите, потребители с каким уровнем гурманства будут покупать кофе в ней.
в) Верно ли то, что если A_i<A_{i-1} и b_i>b_{i-1} для любого допустимого i, то есть A_1>A_2>...>A_n и b_n>b_{n-1}>...>b_1, то для любой кофейни найдется потребитель с таким уровнем гурманства, что он будет покупать только в ней? Если да, то докажите, если нет, то приведите пример.
а) Полезность от посещения 1 -й кофейни: U_1 = A_1 + b_1 \cdot \theta
От посещения 2 -й: U_2 = A_2 + b_2 \cdot \theta
При малых значениях \theta выгоднее 1 -я (A_1 > A_2) ; при больших – 2 -я (b_2 > b_1 ; функция растет быстрее); Безразлично при U_1 = U_2 медианный потребитель.
A_1 + b_1 \cdot \theta \geq A_2 + b_2 \cdot \theta \ \Leftrightarrow \ \theta (b_2 - b_1) \geq A_1 - A_2 \ \Leftrightarrow \ \theta \geq \frac{A_1 - A_2}{b_2 - b_1}
Значит, если: \theta \leq \frac{A_1 - A_2}{b_2 - b_1} то 1 -я кофейня, при \theta \geq \frac{A_1 - A_2}{b_2 - b_1} то 2 -я кофейня.
б) Из результатов предыдущего пункта получаем, что безразличие между кофейнями k и k-1 достигается в точке \theta \geq \frac{A_{k-1} - A_k}{b_k - b_{k-1}} = \frac{k}{m}, и эта точка не зависит от номера кофейни.
Значит, каждый студент будет выбирать либо первую, либо последнюю кофейню. Это есть:
в k=1: потребители c \theta \leq \frac{k}{m} ;
в k=n : потребители c \theta \geq \frac{k}{m} ;
в k \in (1; n) : потребители - никто.
в) Неверно. Контрпример: предыдущий пункт.