某厂家计划在20162016年举行商品促销活动,经调查测算,该商品的年销售量mm万件与年促销费用xx万元满足:m=3−2x+1m=3- \dfrac {2}{x+1},已知20162016年生产该产品的固定投入为88万元,每生产11万件该产品需要再投入1616万元,厂家的产量等于销售量,而销售收入为生产成本的1.51.5倍((生产成本由固定投入和再投入两部分资金组成)). (1)将20162016年该产品的利润yy万元表示为年促销费用xx万元的函数; (2)该厂20162016年的促销费用投入多少万元时,厂家的利润最大?

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完整解法

(1)

1. 表示生产成本与销售收入的代数式

根据题意,生产成本由固定投入和再投入组成,即生产成本为 8+16m8 + 16m 万元。
又因为销售收入为生产成本的 1.51.5 倍,所以销售收入为 1.5imes(8+16m)=12+24m1.5 imes (8 + 16m) = 12 + 24m 万元。

2. 表示利润关于销售量与促销费用的关系式

利润 yy 等于销售收入减去生产成本,再减去促销费用 xx:
y=(12+24m)−(8+16m+x)=4+8m−xy = (12 + 24m) - (8 + 16m + x) = 4 + 8m - x 万元。

3. 代入年销售量公式,求得利润关于年促销费用的函数关系式

将 m=3−2x+1m = 3 - \dfrac{2}{x+1} 代入 y=4+8m−xy = 4 + 8m - x 中,得:
y=4+8(3−2x+1)−x=28−x−16x+1y = 4 + 8\left(3 - \dfrac{2}{x+1}\right) - x = 28 - x - \dfrac{16}{x+1} 万元。
因为促销费用 x≥0x \ge 0,所以利润 yy 万元关于年促销费用 xx 万元的函数解析式为:
y=28−x−16x+1y = 28 - x - \dfrac{16}{x+1} (x≥0x \ge 0)。

答案

y=28−x−16x+1y = 28 - x - \dfrac{16}{x+1} (x≥0x \ge 0)

(2)

1. 利用基本不等式计算利润的最大值

由第(1)问知,利润函数可以变形为:
y=29−[(x+1)+16x+1]y = 29 - \left[(x+1) + \dfrac{16}{x+1}\right]。
因为 x≥0x \ge 0,所以 x+1>0x+1 > 0。
根据基本不等式,得:
(x+1)+16x+1≥2(x+1)⋅16x+1=8(x+1) + \dfrac{16}{x+1} \ge 2\sqrt{(x+1) \cdot \dfrac{16}{x+1}} = 8。
因此,y≤29−8=21y \le 29 - 8 = 21 万元。

2. 确定取得最大值时对应的自变量 $x$ 的值

当且仅当 x+1=16x+1x+1 = \dfrac{16}{x+1},即 (x+1)2=16(x+1)^2 = 16 时,等号成立。
由于 x≥0x \ge 0,解得 x+1=4  ⟹  x=3x+1 = 4 \implies x = 3 万元。
所以,该厂2016年的促销费用投入 33 万元时,厂家的利润最大,最大利润为 2121 万元。

答案

该厂家促销费用投入 33 万元时,厂家的利润最大,最大为 2121 万元。

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