新型冠状病毒感染的肺炎治疗过程中,需要某医药公司生产的某种药品.此药品的年固定成本为250250万元,每生产 xx 千件需另投入成本为 C(x).C\left({x}\right).当年产量不足8080千件时, C(x)=13x2+10x(C\left({x}\right)=\dfrac{1}{3}x^{2}+10x(万元).).当年产量不小于8080千件时, C(x)=51x+10000x−1450(C\left({x}\right)=51x+\dfrac{10000}{x}-1450(万元).).每件商品售价为0.050.05万元,在疫情期间,该公司生产的药品能全部售完. (Ⅰ)(Ⅰ)写出年利润 L(x)(L\left({x}\right)(万元))关于年产量 x(x(千件))的函数解析式; (Ⅱ)(Ⅱ)该公司决定将此药品所获利润的 1%1\% 用来捐赠防疫物资.当年产量为多少千件时,在这一药品的生产中所获利润最大?此时可捐赠多少万元的物资款?

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完整解法

(Ⅰ)

1. 计算生产销售 $x$ 千件药品的销售收入

每件商品售价为 0.050.05 万元,则每千件药品的销售额为 0.05×1000=500.05 \times 1000 = 50 万元。
因此,销售 xx 千件药品的销售总额为 50x50x 万元。

2. 求当年产量不足 $80$ 千件时的利润函数解析式

当 0<x<800 < x < 80 时,年利润 L(x)L(x) 等于销售总额减去可变成本 C(x)C(x) 再减去固定成本 250250 万元:
L(x)=50x−(13x2+10x)−250=−13x2+40x−250L(x) = 50x - \left(\dfrac{1}{3}x^{2}+10x\right) - 250 = -\dfrac{1}{3}x^{2}+40x-250

3. 求当年产量不小于 $80$ 千件时的利润函数解析式

当 x⩾80x \geqslant 80 时,年利润 L(x)L(x) 为:
L(x)=50x−(51x+10000x−1450)−250=1200−(x+10000x)L(x) = 50x - \left(51x+\dfrac{10000}{x}-1450\right) - 250 = 1200-\left(x+\dfrac{10000}{x}\right)

4. 写出完整的分段函数解析式

综合上述两种情况,年利润 L(x)L(x) 关于年产量 xx 的函数解析式为:
L(x)={−13x2+40x−250,0<x<801200−(x+10000x),x⩾80L(x)=\begin{cases} -\dfrac{1}{3}x^{2}+40x-250, & 0 < x < 80 \\ 1200-\left(x+\dfrac{10000}{x}\right), & x\geqslant 80 \end{cases}

答案

L(x)={−13x2+40x−250,0<x<801200−(x+10000x),x⩾80L(x)=\begin{cases} -\dfrac{1}{3}x^{2}+40x-250, & 0 < x < 80 \\ 1200-\left(x+\dfrac{10000}{x}\right), & x\geqslant 80 \end{cases}

(Ⅱ)

1. 求在区间 $0 < x < 80$ 内利润的最大值

当 0<x<800 < x < 80 时,L(x)=−13x2+40x−250=−13(x−60)2+950L(x) = -\dfrac{1}{3}x^2 + 40x - 250 = -\dfrac{1}{3}(x-60)^2 + 950
由于二次函数的对称轴为 x=60x = 60,且 60∈(0,80)60 \in (0, 80),
所以当 x=60x = 60 时,L(x)max⁡=L(60)=950L(x)_{\max} = L(60) = 950 万元。

2. 求在区间 $x \geqslant 80$ 内利润的最大值

当 x⩾80x \geqslant 80 时,L(x)=1200−(x+10000x)L(x) = 1200 - \left(x + \dfrac{10000}{x}\right)
因为 x>0x > 0,由基本不等式可得:
x+10000x⩾2x⋅10000x=200x + \dfrac{10000}{x} \geqslant 2\sqrt{x \cdot \dfrac{10000}{x}} = 200
当且仅当 x=10000xx = \dfrac{10000}{x},即 x=100x = 100 时等号成立。
由于 100⩾80100 \geqslant 80,故当 x=100x = 100 时,L(x)L(x) 取得最大值:
L(x)max⁡=1200−200=1000L(x)_{\max} = 1200 - 200 = 1000 万元。

3. 比较两种情况下的最大利润,确定最大利润对应的年产量

比较两个区间的最大值,因为 1000>9501000 > 950,
所以当年产量为 100100 千件时,该厂在这一药品生产中所获利润最大,最大利润为 10001000 万元。

4. 计算捐赠物资款的金额

捐赠物资款为最大利润的 1%1\%:
1000×1%=101000 \times 1\% = 10 万元。
答:当年产量为 100100 千件时,所获利润最大,此时可捐赠 1010 万元的物资款。

答案

当年产量为 100100 千件时,在这一药品的生产中所获利润最大,此时可捐赠 1010 万元的物资款。

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