题目解析:根据描述,工厂生产一种产品需要固定成本2万元。每生产100台(即单位产量以100台为基准)还需要增加成本0.5万元。市场上每年可销售这种产品500台。已知年产量x的函数关系如下:M(x) = 4x - (12x^2)/152(注:题目中可能为笔误,应为 M(x) = 4x - 12x^2/152 或类似形式,但需根据上下文判断)。根据经济学原理,利润通常为收入减去成本。但题目中给出的 M(x) 未明确是收入函数还是利润函数,结合常见题型,M(x) 可能为收入函数(或需求函数),而成本函数需根据固定成本和变动成本推导。以下进行合理假设并求解。
假设:
- M(x) 为收入函数(单位:万元),其中 x 为年产量(单位:台)。
- 成本函数 C(x) 包括固定成本2万元和变动成本。变动成本:每生产100台增加0.5万元,即每台变动成本为 0.5/100 = 0.005万元/台。因此,C(x) = 2 + 0.005x(单位:万元)。
- 年产量 x 受市场限制,最多销售500台,即 0 ≤ x ≤ 500。
则利润函数 L(x) 为收入减去成本:
L(x) = M(x) - C(x) = (4x - 12x^2/152) - (2 + 0.005x)
简化 M(x):12/152 = 3/38 ≈ 0.07895,因此 M(x) = 4x - (3/38)x^2。
L(x) = 4x - (3/38)x^2 - 2 - 0.005x = (3.995)x - (3/38)x^2 - 2(注:4 - 0.005 = 3.995)。
为简化计算,保留分数形式:0.005 = 1/200,因此:
L(x) = 4x - (3/38)x^2 - 2 - (1/200)x = (4 - 1/200)x - (3/38)x^2 - 2 = (800/200 - 1/200)x - (3/38)x^2 - 2 = (799/200)x - (3/38)x^2 - 2。
求利润最大化:对 L(x) 求导并令导数为零。
L'(x) = 799/200 - (6/38)x = 799/200 - (3/19)x(因为6/38=3/19)。
令 L'(x) = 0:
799/200 = (3/19)x
解得 x = (799/200) (19/3) = (799 19) / (200 * 3) = 15181 / 600 ≈ 25.3017。
由于 x 为产量(台),应取整数,且需检查二阶导数确保最大值:
L''(x) = -3/19 < 0,因此为最大值点。
考虑市场限制 x ≤ 500,x ≈ 25.3 在范围内,且为正数。因此最优产量为25台或26台,需比较利润。
计算:
当 x=25:L(25) = (799/200)25 - (3/38)625 - 2 = (79925)/200 - (1875/38) - 2 = 19975/200 - 1875/38 - 2 = 99.875 - 49.342 - 2 ≈ 48.533万元。
当 x=26:L(26) = (799/200)26 - (3/38)676 - 2 = (79926)/200 - (2028/38) - 2 = 20774/200 - 2028/38 - 2 = 103.87 - 53.368 - 2 ≈ 48.502万元。
因此 x=25 时利润略高,最大利润约为48.533万元。
但需注意:题目中 M(x)=4x-12x^2/152 可能为笔误,常见题型中收入函数为二次函数,如 M(x)=4x-0.01x^2 等。若按原式,系数12/152≈0.0789较大,导致最优产量较小。题目提到“每年可销售500台”,但最优产量远低于此,说明可能为需求函数或收入函数设计如此。
经过计算,当产量为25台时,工人利润最大,最大利润约为48.533万元。实际中需根据准确函数调整。建议核对原题中 M(x) 表达式,如为 M(x)=4x-0.01x^2,则结果不同。但基于给定信息,以上为合理推导。