Для решения этой задачи давайте обозначим следующие переменные:
- ( t_1 ) — количество часов работы на первом заводе.
- ( t_2 ) — количество часов работы на втором заводе.
- ( x_1 ) — количество единиц товара, произведённого на первом заводе.
- ( x_2 ) — количество единиц товара, произведённого на втором заводе.
Из условия задачи известно, что если рабочие на одном из заводов трудятся суммарно ( t^2 ) часов в неделю, то они производят ( t ) единиц товара. Это означает, что:
[ t_1^2 ] — суммарное количество часов работы на первом заводе, и ( t_1 ) — количество произведённых единиц товара на первом заводе.
[ t_2^2 ] — суммарное количество часов работы на втором заводе, и ( t_2 ) — количество произведённых единиц товара на втором заводе.
Также известно, что:
- За каждый час работы Антон платит рабочему на первом заводе 250 рублей, а на втором 200 рублей.
- Антон готов выделять 900000 рублей в неделю на оплату труда рабочих.
Таким образом, у нас есть следующие уравнения:
- ( x_1 = t_1 ) и ( x_2 = t_2 )
- Стоимость оплаты труда на первом заводе: ( 250 \cdot t_1^2 )
- Стоимость оплаты труда на втором заводе: ( 200 \cdot t_2^2 )
- Общие затраты на оплату труда: ( 250t_1^2 + 200t_2^2 \leq 900000 )
Наша цель — минимизировать общее количество произведённых единиц товара ( x_1 + x_2 = t_1 + t_2 ).
Теперь решим неравенство ( 250t_1^2 + 200t_2^2 \leq 900000 ) с учётом минимизации ( t_1 + t_2 ).
Приведём неравенство к более удобному виду:
[ t_1^2 + \frac{4}{5} t_2^2 \leq 3600 ]
Перепишем это неравенство в форме эллипса:
[ \frac{t_1^2}{3600} + \frac{t_2^2}{4500} \leq 1 ]
Минимизация суммы ( t_1 + t_2 ) возможна при минимальных значениях ( t_1 ) и ( t_2 ), однако они должны удовлетворять эллиптическому уравнению. Применим метод Лагранжа для минимизации:
Функция Лагранжа:
[ L(t_1, t_2, \lambda) = t_1 + t_2 + \lambda \left( \frac{t_1^2}{3600} + \frac{t_2^2}{4500} - 1 \right) ]
Найдём частные производные и приравняем их к нулю:
[ \frac{\partial L}{\partial t_1} = 1 + \lambda \frac{2t_1}{3600} = 0 \Rightarrow \lambda = - \frac{3600}{2t_1} ]
[ \frac{\partial L}{\partial t_2} = 1 + \lambda \frac{2t_2}{4500} = 0 \Rightarrow \lambda = - \frac{4500}{2t_2} ]
Приравняем значения λ:
[ \frac{3600}{2t_1} = \frac{4500}{2t_2} \Rightarrow 3600t_2 = 4500t_1 \Rightarrow \frac{t_2}{t_1} = \frac{5}{4} ]
Подставим это соотношение в уравнение эллипса:
[ t_1^2 + \frac{4}{5} \left( \frac{5}{4} t_1 \right)^2 = 3600 \Rightarrow t_1^2 + t_1^2 = 3600 \Rightarrow 2t_1^2 = 3600 \Rightarrow t_1^2 = 1800 \Rightarrow t_1 = \sqrt{1800} = 30\sqrt{2} ]
Теперь найдем ( t_2 ):
[ t_2 = \frac{5}{4}t_1 = \frac{5}{4} \cdot 30\sqrt{2} = 37.5\sqrt{2} ]
Теперь найдём ( t_1 + t_2 ):
[ t_1 + t_2 = 30\sqrt{2} + 37.5\sqrt{2} = 67.5\sqrt{2} \approx 95.5 ]
Таким образом, наименьшее количество единиц товара, которое можно произвести на двух заводах, составляет примерно 95.5 единиц товара.