Четырехмерный коктейль
Для приготовления одной порции коктейля "Неустойчивое равновесие" — фирменного коктейля бара "Economics" — требуется 1 единица ингредиента A, 2 единицы ингредиента B, 3 единицы ингредиента C и 4 единицы ингредиента D (названия ингредиентов являются коммерческой тайной и не разглашаются). Однако владелец бара, знаменитый бармен и экономист Сэм Полуэльсон, обладает лишь ограниченными ресурсами для закупки дорогих ингредиентов. Так, на имеющиеся у него денежные средства он может купить либо 100 единиц ингредиента A, либо 200 единиц ингредиента B, либо 300 единиц ингредиента C, либо 400 единиц ингредиента D в день. Какое максимальное число порций фирменного коктейля сможет приготовить Сэм за день?
Решение
Экономическое Найдем экономические издержки производства одной единицы коктейля, выраженные вединицах, скажем, ингредиента A. Явно мы тратим на производство единицы коктейля одну единицу ингредиента A. Неявно тратим: одну единицу A, от которой отказываемся, покупая две необходимые для коктейля единицы B; oдну единицу A, от которой отказываемся, покупая три необходимые для коктейля единицы C; одну единицу A, от которой отказываемся, покупая четыре необходимые для коктейля единицы D. Таким образом, экономические издержки производства одной единицы коктейля равны $1+1+1+1=4$ единицы ингредиента A. Поскольку всего имеется 100 единиц ингредиента A, то максимальное число порций коктейля, которое можно приготовить, равно $100/4 = 25$ порций. Математическое Понятно, что бюджетное ограничение Сэма имеет вид $pA + (p/2)B + (p/3)C + (p/4)D = 100p$, где $p$- цена ингредиента A, а $A$, $B$, $C$, $D$- количества соответствующих ингредиентов. Также понятно, что количество порций коктейля будет максимально, если Сэм будет тратить все деньги, и если ингредиенты будут закупаться строго в нужной пропорции. Пусть $Q$- количество порций коктейля. Тогда пропорции соблюдаются, если $A=Q$, $B=2Q$, $C=3Q$, $D=4Q$. Подставляя эти равенства в уравнение бюджетного ограничения, получаем: $pQ + (p/2) \cdot 2Q + (p/3) \cdot 3Q + (p/4) \cdot 4Q = 100p \Rightarrow Q = 25.$ Ответ: 25.