Конечно, помогу! Давайте сформулируем задачу по теме минимизации издержек в микроэкономике и предоставим решение.
Задача: Минимизация издержек
Компания производит товар ( Q ) с использованием двух факторов производства: труда (( L )) и капитала (( K )). Производственная функция компании задана как:
[
Q = L^{0.5} \cdot K^{0.5},
]
где ( L ) — количество единиц труда, а ( K ) — количество единиц капитала.
Цены факторов производства составляют:
- Цена единицы труда (( w )) = 20 денежных единиц,
- Цена единицы капитала (( r )) = 40 денежных единиц.
Компания должна произвести ( Q = 100 ) единиц продукции с минимальными издержками.
Требуется:
- Найти оптимальные значения ( L ) и ( K ), которые минимизируют издержки.
- Вычислить минимальные издержки компании.
Решение:
1. Определим функцию издержек
Общая функция издержек компании имеет вид:
[
C = wL + rK,
]
где:
- ( w ) — цена труда (20),
- ( r ) — цена капитала (40),
- ( L ) и ( K ) — объемы труда и капитала соответственно.
Цель компании — минимизировать ( C ), соблюдая ограничение производственной функции:
[
Q = L^{0.5} \cdot K^{0.5} = 100.
]
2. Используем метод Лагранжа
Для минимизации при наличии ограничения применим метод Лагранжа. Опишем функцию Лагранжа:
[
\mathcal{L} = wL + rK + \lambda \left( Q - L^{0.5} \cdot K^{0.5} \right),
]
где ( \lambda ) — множитель Лагранжа.
Подставим значения ( w = 20 ), ( r = 40 ):
[
\mathcal{L} = 20L + 40K + \lambda \left( 100 - L^{0.5} \cdot K^{0.5} \right).
]
Найдем частные производные по ( L ), ( K ) и ( \lambda ), приравняв их к нулю:
1) (\frac{\partial \mathcal{L}}{\partial L} = 20 - \lambda \cdot 0.5 \cdot L^{-0.5} \cdot K^{0.5} = 0,)
2) (\frac{\partial \mathcal{L}}{\partial K} = 40 - \lambda \cdot 0.5 \cdot K^{-0.5} \cdot L^{0.5} = 0,)
3) (\frac{\partial \mathcal{L}}{\partial \lambda} = 100 - L^{0.5} \cdot K^{0.5} = 0.)
3. Упростим систему уравнений
Из уравнений (1) и (2) выразим соотношение между ( L ) и ( K ). Разделим первое уравнение на второе:
[
\frac{20}{40} = \frac{\lambda \cdot 0.5 \cdot L^{-0.5} \cdot K^{0.5}}{\lambda \cdot 0.5 \cdot K^{-0.5} \cdot L^{0.5}}.
]
Упростим:
[
\frac{1}{2} = \frac{K}{L}.
]
Отсюда следует:
[
K = \frac{L}{2}.
]
4. Подставим ( K = \frac{L}{2} ) в ограничение
Ограничение производственной функции:
[
L^{0.5} \cdot K^{0.5} = 100.
]
Подставим ( K = \frac{L}{2} ):
[
L^{0.5} \cdot \left( \frac{L}{2} \right)^{0.5} = 100.
]
Упростим:
[
L^{0.5} \cdot \frac{L^{0.5}}{2^{0.5}} = 100.
]
[
\frac{L}{\sqrt{2}} = 100.
]
[
L = 100 \cdot \sqrt{2}.
]
Приблизительно:
[
L \approx 141.42.
]
Теперь найдем ( K ):
[
K = \frac{L}{2} = \frac{141.42}{2} \approx 70.71.
]
5. Найдем минимальные издержки
Подставим ( L ) и ( K ) в функцию издержек:
[
C = 20L + 40K.
]
[
C = 20 \cdot 141.42 + 40 \cdot 70.71.
]
[
C \approx 2828.4 + 2828.4 = 5656.8.
]
Ответ:
- Оптимальные значения факторов:
- Труд (( L )) ≈ 141.42,
- Капитал (( K )) ≈ 70.71.
- Минимальные издержки: ( C \approx 5656.8 ) денежных единиц.