Дядя Фёдор выходит в политику
Дядя Фёдор угадал с выбором разъема, а потому стал сказочно богат, что укрепило его веру в себя. Теперь он решил, что стоит выходить на новый уровень - в политику. Зная способности Дяди Фёдора, жители Простоквашино сразу выбрали его экономическим министром деревни. Так поселение и жило до одного прекрасного дня... Беда пришла, откуда не ждали: оказалось, что Дядя Фёдор - очень азартный человек и однажды он проиграл в Гвинт всю деревенскую казну, в коей было 1000000 денежных единиц! Зная, что его ждет жестокая расправа, Дядя Фёдор решил вновь пригласить Митю, который за время проживания в Простоквашино уже успел стать знатоком местных потребителей. Митя знает, что в Простоквашино проживает 100 человек, причем все точки распределения благосостояния лежат на кривой y = \frac{1}{3}x^2 + \frac{2}{3}x, где по оси Ox отложена доля населения, а по оси Oy - доля располагаемого дохода. Еще эксперту известно, что возможно устроить рынки хлеба и пирожных. В Простоквашино нет зерна, поэтому хлеб можно покупать только в соседней деревне Андреевке, где существует рынок совершенной конкуренции, на котором работает 49 фирм с общими издержками вида TC=\frac{Q^2}{2}, где Q - кол-во производимых единиц хлеба, а TC в ден. ед. Известно, что в этом сезоне в Андреевке рекордный улов карпов, а потому хлеб там покупать перестали, а значит весь спрос на хлеб предоставляет Простоквашино, а именно Q=10000-P, где Q - кол-во хлеба, а P - цена за штуку. За 10000 ден. ед. можно вновь открыть завод по производству пирожных, заброшенный еще во времена короля Фольтеста. Так как люди, наевшиеся хлебом, не станут есть пирожные, а чем богаче человек, тем больше пирожных ему хочется, спрос i - го человека представляется в виде Q_i = M_i - \frac{1}{2}q_i - P_i, где Q_i - кол-во пирожных, q_i - кол-во потреблённого хлеба i - м человеком, M_i - располагаемый доход i - го человека, а P_i - цена пирожных, поставленная для него. Взаимодействие на рынках устроено следующим образом: сначала люди покупают хлеб (причем он достается им равномерно), потом все выстраиваются в очередь перед автоматом, продающем пирожные. Аппарат разработал всемирно известный физико-математик Лиахим Йиксвокалеб, а потому машина обладает искусственным интеллектом, который умеет распознать доход подошедшего человека и назначить оптимальную (максимизирующую прибыль) цену. Издержки на производство пирожных и обслуживание аппарата составляют TC=50Q, где TC - общие издержки в ден. ед., а Q - кол-во пирожных.
Сколько денег стоит запросить Мите, если известно, что располагаемый доход - доход после приобретения хлеба, считающегося социально значимым продуктом, а для сохранения должности Дяде Фёдору необходимо увеличить казну хотя бы на 5\% ? Суммарный располагаемый доход составляет 30000 ден.ед. Считайте, что деньги на возобновление производства пирожных берутся в банке без процентов и должны быть возвращены в банк с получением прибыли. Если жители Простоквашино покупают пирожных на большую сумму, чем их располагаемый доход, считайте, что они тратят свои сбережения (которых всегда хватит на удовлетворение спроса).
Приведу схематическое решение.
Найдем долю располагаемого дохода i - го человека. Она составит \frac{1}{3} \cdot \frac{i^2 - (i-1)^2}{100^2} + \frac{2}{3} \cdot \frac{1}{100} = \frac{1}{300} \left( \frac{1}{100} (2i - 1) + 2 \right). Значит доход i - го человека - это M_i = (2i - 1) + 200 = 2i + 199. Равновесие на рынке хлеба: q = P \Rightarrow 49P = 10000 - P \Rightarrow P = q = 200 \Rightarrow всего произведено 200*49 ед.хлеба \Rightarrow каждый житель Простоквашино приобретет 2*49 ед. хлеба.
Найдем спрос i - го человека на пирожные: Q_i = M_i - \frac{1}{2} q_i - P_i = 2i + 199 - 49 - P_i = 150 + 2i - P_i. Автомат максимизирует прибыль, то есть \pi = (150 + 2i - Q_i) Q_i - 50 Q_i = (100 + 2i) Q_i - Q_i^2 \rightarrow \max - парабола, ветви вниз \Rightarrow максимум в вершине, Q_i=i+50 ; \pi_{max}=(i+50)^2.
Суммарная прибыль это \pi_{sum} = \frac{n(n+1)(2n+1)}{6} - \frac{k(k+1)(2k+1)}{6} = \frac{150 \cdot 151 \cdot 301}{6} - \frac{50 \cdot 51 \cdot 101}{6} = 1093350.
(Примечание 1 : тут нам нужно было сосчитать сумму квадратов всех целых чисел от 51 до 150. Для этого мы воспользовались формулой 1^2 + 2^2 + 3^2 + \dots + n^2 = \frac{n(n+1)(2n+1)}{6}. Если вам была неизвестна эта формула, можете вывести ее по индукции, либо методом неопределенных коэффициентов в качестве упражнения.)
Теперь осталось лишь вычесть 10000, отданные на возобновление производства, и необходимую Дяде Фёдору казну, то есть Мите следует просить A=1093350−10000−1050000=33350 ден. ед.
Примечание 2 : мы действительно нашли максимум прибыли монополиста в силу того, что его предельные издержки постоянны. В противном случае рассуждения бы были неверны.
Ответ:
33350 денежных единиц.