Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 16 № 516802
i

Пен­си­он­ный фонд вла­де­ет цен­ны­ми бу­ма­га­ми, ко­то­рые стоят t в квад­ра­те тыс. руб­лей в конце года t левая круг­лая скоб­ка t=1, 2, \ldots пра­вая круг­лая скоб­ка . В конце лю­бо­го года пен­си­он­ный фонд может про­дать цен­ные бу­ма­ги и по­ло­жить день­ги на счёт в банке, при этом в конце каж­до­го сле­ду­ю­ще­го года сумма на счёте будет уве­ли­чи­вать­ся в 1 плюс r раз. Пен­си­он­ный фонд хочет про­дать цен­ные бу­ма­ги в конце та­ко­го года, чтобы в конце два­дцать пя­то­го года сумма на его счёте была наи­боль­шей. Расчёты по­ка­за­ли, что для этого цен­ные бу­ма­ги нужно про­да­вать стро­го в конце два­дцать пер­во­го года. При каких по­ло­жи­тель­ных зна­че­ни­ях r это воз­мож­но?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Если пен­си­он­ный фонд про­даст цен­ные бу­ма­ги в конце кода k, то в конце два­дцать пя­то­го года на его счёте будет S левая круг­лая скоб­ка k пра­вая круг­лая скоб­ка =k в квад­ра­те левая круг­лая скоб­ка 1 плюс r пра­вая круг­лая скоб­ка в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 25 минус k пра­вая круг­лая скоб­ка тыс. руб.

Най­дем про­из­вод­ную по­лу­чен­но­го вы­ра­же­ния:

S в сте­пе­ни prime левая круг­лая скоб­ка k пра­вая круг­лая скоб­ка =2k левая круг­лая скоб­ка 1 плюс r пра­вая круг­лая скоб­ка в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 25 минус k пра­вая круг­лая скоб­ка минус k в квад­ра­те левая круг­лая скоб­ка 1 плюс r пра­вая круг­лая скоб­ка в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 25 минус k пра­вая круг­лая скоб­ка на­ту­раль­ный ло­га­рифм левая круг­лая скоб­ка 1 плюс r пра­вая круг­лая скоб­ка =k левая круг­лая скоб­ка 1 плюс r пра­вая круг­лая скоб­ка в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 25 минус k пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 2 минус k на­ту­раль­ный ло­га­рифм левая круг­лая скоб­ка 1 плюс r пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка .

За­ме­тим, что най­ден­ная про­из­вод­ная равна нулю в един­ствен­ной точке k_\max= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: на­ту­раль­ный ло­га­рифм левая круг­лая скоб­ка 1 плюс r пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби , по­ло­жи­тель­на при k мень­ше k_\max и от­ри­ца­тель­на при k боль­ше k_\max. Сле­до­ва­тель­но, S левая круг­лая скоб­ка k пра­вая круг­лая скоб­ка воз­рас­та­ет на  левая квад­рат­ная скоб­ка 1;k_\max пра­вая квад­рат­ная скоб­ка и убы­ва­ет на  левая квад­рат­ная скоб­ка k_\max ;25 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка . Из усло­вия из­вест­но, что про­да­вать бу­ма­ги не­об­хо­ди­мо в конце 21 года, сле­до­ва­тель­но, доход, по­лу­чен­ный при про­да­же бумаг в конце 21 года, боль­ше, чем доход, ко­то­рый мог бы по­лу­чить фонд при про­да­же бумаг в конце 20-⁠го года и в конце 22 года. Из вы­яс­нен­но­го выше ха­рак­те­ра мо­но­тон­но­сти функ­ции S левая круг­лая скоб­ка k пра­вая круг­лая скоб­ка можно за­клю­чить, что вы­пол­не­ние не­ра­венств S левая круг­лая скоб­ка 21 пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше S левая круг­лая скоб­ка 20 пра­вая круг­лая скоб­ка и S левая круг­лая скоб­ка 21 пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше S левая круг­лая скоб­ка 22 пра­вая круг­лая скоб­ка га­ран­ти­ру­ет, что S левая круг­лая скоб­ка 21 пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше S левая круг­лая скоб­ка k пра­вая круг­лая скоб­ка для всех зна­че­ний k, от­лич­ных от 21. А зна­чит, не­об­хо­ди­мо и до­ста­точ­но найти ре­ше­ния си­сте­мы не­ра­венств: S левая круг­лая скоб­ка 21 пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше S левая круг­лая скоб­ка 20 пра­вая круг­лая скоб­ка и S левая круг­лая скоб­ка 21 пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше S левая круг­лая скоб­ка 22 пра­вая круг­лая скоб­ка :

 си­сте­ма вы­ра­же­ний  новая стро­ка 441 левая круг­лая скоб­ка 1 плюс r пра­вая круг­лая скоб­ка в сте­пе­ни 4 боль­ше 400 левая круг­лая скоб­ка 1 плюс r пра­вая круг­лая скоб­ка в сте­пе­ни 5 ,  новая стро­ка 441 левая круг­лая скоб­ка 1 плюс r пра­вая круг­лая скоб­ка в сте­пе­ни 4 боль­ше 484 левая круг­лая скоб­ка 1 плюс r пра­вая круг­лая скоб­ка в кубе конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний  новая стро­ка 1 плюс r мень­ше дробь: чис­ли­тель: 441, зна­ме­на­тель: 400 конец дроби ,  новая стро­ка 1 плюс r боль­ше дробь: чис­ли­тель: 484, зна­ме­на­тель: 441 конец дроби  конец си­сте­мы . рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: 43, зна­ме­на­тель: 441 конец дроби мень­ше r мень­ше дробь: чис­ли­тель: 41, зна­ме­на­тель: 400 конец дроби . (*)

При­ме­ча­ние. В ре­ше­нии нель­зя огра­ни­чить­ся толь­ко ре­ше­ни­ем не­ра­венств (*). Из того, что доход при про­да­же бумаг в конце 21 года боль­ше, чем доход при их про­да­же в конце 20 и 22 годов не сле­ду­ет, что этот доход боль­ше, чем при про­да­же в любой дру­гой год, а имен­но это ого­во­ре­но в усло­вии. Од­на­ко можно обой­тись без про­из­вод­ной.

На­при­мер, рас­смот­рим раз­ность пред­по­ла­га­е­мых до­хо­дов от про­да­жи цен­ных бумаг в конце года k плюс 1 и года k:

S левая круг­лая скоб­ка k плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка минус S левая круг­лая скоб­ка k пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка k плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те умно­жить на левая круг­лая скоб­ка 1 плюс r пра­вая круг­лая скоб­ка в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 24 минус k пра­вая круг­лая скоб­ка минус k в квад­ра­те умно­жить на левая круг­лая скоб­ка 1 плюс r пра­вая круг­лая скоб­ка в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 25 минус k пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка 1 плюс r пра­вая круг­лая скоб­ка в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 24 минус k пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка минус rk в квад­ра­те плюс 2k плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка .

Пер­вый мно­жи­тель по­ло­жи­те­лен, вто­рой может ме­нять знак. По­ло­жи­тель­ность про­из­ве­де­ния озна­ча­ет, что S левая круг­лая скоб­ка k плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше S левая круг­лая скоб­ка k пра­вая круг­лая скоб­ка : доход, ко­то­рый по­лу­чит фонд, про­дав цен­ные бу­ма­ги в конце года k, мень­ше до­хо­да при их про­да­же в сле­ду­ю­щем году. От­ри­ца­тель­ность про­из­ве­де­ния озна­ча­ет, что S левая круг­лая скоб­ка k плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка мень­ше S левая круг­лая скоб­ка k пра­вая круг­лая скоб­ка : доход, ко­то­рый по­лу­чит фонд, про­дав цен­ные бу­ма­ги в конце года k, боль­ше до­хо­да, ко­то­рый можно по­лу­чить при про­да­же бумаг в сле­ду­ю­щем году.

Пусть f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = минус rx в квад­ра­те плюс 2x плюс 1. По­сколь­ку f левая круг­лая скоб­ка 0 пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше 0, квад­рат­ный трёхчлен имеет един­ствен­ный ко­рень на по­ло­жи­тель­ной по­лу­оси, и по­то­му если для не­ко­то­ро­го на­ту­раль­но­го числа k вы­пол­не­но не­ра­вен­ство f левая круг­лая скоб­ка k пра­вая круг­лая скоб­ка мень­ше 0, то для лю­бо­го n боль­ше k вы­пол­не­но не­ра­вен­ство f левая круг­лая скоб­ка n пра­вая круг­лая скоб­ка мень­ше 0. Из этого сле­ду­ет, что если доход при про­да­же акций в какой-то год ока­зал­ся менее вы­год­ным, чем доход при их про­да­же в преды­ду­щий год, то и во все по­сле­ду­ю­щие годы про­да­вать акции будет менее вы­год­но.

По­сколь­ку цен­ные бу­ма­ги нужно про­да­вать стро­го в конце два­дцать пер­во­го года, долж­ны быть од­но­вре­мен­но вы­пол­не­ны не­ра­вен­ства S левая круг­лая скоб­ка 21 пра­вая круг­лая скоб­ка минус S левая круг­лая скоб­ка 20 пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше 0 и S левая круг­лая скоб­ка 22 пра­вая круг­лая скоб­ка минус S левая круг­лая скоб­ка 21 пра­вая круг­лая скоб­ка мень­ше 0 то есть f левая круг­лая скоб­ка 20 пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше 0 и f левая круг­лая скоб­ка 21 пра­вая круг­лая скоб­ка мень­ше 0. Зна­чит,  минус 400r плюс 41 боль­ше 0 и  минус 441r плюс 43 мень­ше 0, от­ку­да  дробь: чис­ли­тель: 43, зна­ме­на­тель: 441 конец дроби мень­ше r мень­ше дробь: чис­ли­тель: 41, зна­ме­на­тель: 400 конец дроби .

 

При­ведём дру­гое рас­суж­де­ние. Опре­де­лим, во сколь­ко раз уве­ли­чи­ва­ет­ся сто­и­мость цен­ных бумаг по срав­не­нию с их сто­и­мо­стью в преды­ду­щий год, если фонд не про­да­ет цен­ные бу­ма­ги, а хра­нит их:

 дробь: чис­ли­тель: левая круг­лая скоб­ка k плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: k в квад­ра­те конец дроби =1 плюс дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: k конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: k в квад­ра­те конец дроби .

По­лу­чен­ное от­но­ше­ние мо­но­тон­но убы­ва­ет с ро­стом k, по­это­му если фонд хра­нит цен­ные бу­ма­ги, не про­да­вая их, с те­че­ни­ем лет при­рост до­хо­да па­да­ет, при­бли­жа­ясь к еди­ни­це. В силу по­ка­зан­но­го убы­ва­ния, если мо­мент про­да­жи на­сту­пил в конце 21 года, то он не мог на­сту­пить ни рань­ше, ни позже. По­это­му ре­ше­ния двой­но­го не­ра­вен­ства

 дробь: чис­ли­тель: 22 в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 21 в квад­ра­те конец дроби мень­ше 1 плюс r мень­ше дробь: чис­ли­тель: 21 в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 20 в квад­ра­те конец дроби

дадут ис­ко­мые зна­че­ния r. Пер­вое из этих не­ра­венств  дробь: чис­ли­тель: 22 в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 21 в квад­ра­те конец дроби мень­ше 1 плюс r озна­ча­ет, что доход от хра­не­ния цен­ных бумаг в те­че­ние 22-⁠го года при­не­сет мень­ше при­бы­ли, чем в слу­чае их про­да­жи в конце 21-⁠го года,  — ждать не имеет смыс­ла, по­сколь­ку до­ход­ность стала мень­ше бан­ков­ской и будет мень­ше во все сле­ду­ю­щие годы. Вто­рое не­ра­вен­ство  дробь: чис­ли­тель: 21 в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 20 в квад­ра­те конец дроби боль­ше 1 плюс r, озна­ча­ет, что рань­ше про­да­вать тоже не имело смыс­ла  — доход от хра­не­ния цен­ных бумаг в 21-⁠м году пре­вы­ша­ет доход, ко­то­рый был бы по­лу­чен от банка, и так было все преды­ду­щие годы.

Оста­лось за­ме­тить, что

 дробь: чис­ли­тель: 22 в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 21 в квад­ра­те конец дроби мень­ше 1 плюс r мень­ше дробь: чис­ли­тель: 21 в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 20 в квад­ра­те конец дроби рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: 43, зна­ме­на­тель: 441 конец дроби мень­ше r мень­ше дробь: чис­ли­тель: 41, зна­ме­на­тель: 400 конец дроби .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Обос­но­ван­но по­лу­чен вер­ный ответ2
Верно по­стро­е­на ма­те­ма­ти­че­ская мо­дель1
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из кри­те­ри­ев, пе­ре­чис­лен­ных выше0
Мак­си­маль­ный балл2

Аналоги к заданию № 516802: 517833 670859 674200 Все

Источник: ЕГЭ по ма­те­ма­ти­ке 31.03.2017. До­сроч­ная волна
Классификатор алгебры: За­да­чи на оп­ти­маль­ный выбор