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Niveau BTS
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Maximum et dérivée

Posté par
Copitrice
11-08-20 à 23:16

Bonjour,
Je suis coincée sur un exercice de maths de BTS où je dois calculer le nombre de tonnes d'un alliage à produire (q) et son prix  (p) pour maximiser le bénéfice.
Dans l'énoncé, on nous indique que si la firme vend cet alliage p euros la tonne, elle peut vendre 240-p tonnes. Le coût de production, lui, est : 32000/(240-2p) + 30 euros.

J'ai donc déja cherché l'expression du bénéfice, et je trouve :
B(p) = -p^2 + 240p -32000/(240-2p) -30.

Je cherche alors la dérivée, et je trouve B'(p)= -2p + 240 + 64000/([240 - 2p]^2)
Le quotient est toujours positif car le numérateur est positif et le dénominateur est un carré. Pour trouver quand la dérivée s'annule et donc l'extremum, je calcule quand -2p + 240 >0. Je trouve p<120. Avec un tableau de signe, je retrouve un maximum en p=120.

Or, les éléments de correction que le prof m'a fourni indiquent un maximum pour p=100 , et donc q=140. Je n'ai pas d'autres éléments que ça.

Pouvez-vous me dire où se situe mon erreur?

Merci

Posté par
lafol Moderateur
re : Maximum et dérivée 12-08-20 à 00:21

Bonjour

si a est positif, x + a >0 ne revient certainement pas à x >0 ... (a est ton quotient, et x représente -2p+240)

Posté par
lafol Moderateur
re : Maximum et dérivée 12-08-20 à 00:24

par ailleurs, le coût de production que tu donnes est unitaire ou pour les 240 - p tonnes ? est-ce bien un 2 devant le p ?

Posté par
Copitrice
re : Maximum et dérivée 12-08-20 à 07:41

Bonjour,

Si j'ai bien compris, mon erreur vient du fait que je n'ai pas vraiment résolu B'(p) =0 ?
J'ai tenté de multiplier par le dénominateur pour m'en débarrasser, mais je me retrouve avec une équation de degré 3, que je ne sais pas résoudre. Je me retrouve encore bloquée .

Pour l'enonce, oui c'est bien 2p. Et pour le coût de production, rien n'est précisé, donc j'en déduis que c'est le coût de production global.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Maximum et dérivée 12-08-20 à 07:50

Bonjour,
Je réponds en attendant le retour de lafol :
Tu nous donnes des morceaux d'énoncé, ou plutôt ton interprétation.
Je te conseille de recopier l'énoncé mot à mot en vérifiant bien les expressions.

32000/(240-2p) se simplifie en 16000/(120-p). D'où l'étonnement de lafol pour le 2 devant le p.

Posté par
Pirho
re : Maximum et dérivée 12-08-20 à 08:27

Bonjour Sylvieg,

sauf erreur de ma part,

en partant de B(p) = -p^2 + 240\, p -\dfrac{32000}{240-2p} -30

soit B(p) = -p^2 + 240\,p -\dfrac{16000}{120-p} -30, on trouve bien   p_{max}=100 , non?

Posté par
Copitrice
re : Maximum et dérivée 12-08-20 à 08:42

Voici l'énoncé:

Une firme fabrique un nouvel alliage. Si elle vend cet alliage p euros la tonne, elle peut vendre 240 - p tonnes. On sait aussi que le coût de production est : 32000/(240 -2.p) + 30 euros au total.
Combien de tonnes (q) doit-elle produire et à quel prix (p) pour maximiser son bénéfice ?

Donc si je divise mon quotient par 2 en haut et en bas, je trouve B'(p) = -2p + 240 +16000/(120-p)^2. Je ne sais pas comment me "débarasser" du dénominateur pour pouvoir résoudre l'équation B'(p) = 0.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Maximum et dérivée 12-08-20 à 09:13

D'accord,
C'est vrai que le signe de B'(p) n'est pas évident.

Tu ne te "débarrasses" pas du dénominateur ; tu réduis au même dénominateur.
Le numérateur pourra alors se factoriser par (x-100).

Autre méthode : Chercher le sens de variation de la dérivée B'.

PS : Tu as raison Pirho
PPS : Je ne vais plus être disponible.

Posté par
Copitrice
re : Maximum et dérivée 12-08-20 à 12:24

Ok

Donc j'ai multiplié par (120-p), et je me retrouve avec un quotient B(p)= (2p - 480 +44800)/(120-p).
Je calcule le discriminant du numérateur, qui est inférieur à 0, donc le signe du discriminant est celui de 2p, donc positif.
Il me reste à résoudre 120-p >0 ssi p<120.
A l'aide d'un tableau de signe, je trouve bien un maximum à 120. Je ne comprends toujours pas ...
Et j'ai tracé la courbe sur Géogebra, mais je n'arrive pas à voir d'extremum

Posté par
Copitrice
re : Maximum et dérivée 12-08-20 à 12:25

Je voulais dire B'(p)

Posté par
Pirho
re : Maximum et dérivée 12-08-20 à 14:27


Citation :
Donc si je divise mon quotient par 2 en haut et en bas, je trouve B'(p) = -2p + 240 -16000/(120-p)^2. Je ne sais pas comment me "débarasser" du dénominateur pour pouvoir résoudre l'équation B'(p) = 0.


B(p) = -p^2 + 240\,p -\dfrac{16000}{120-p} -30

B'(p)=2(120-p)-\dfrac{16000}{(120-p)^2}

B'(p)=0 ==> 2(120-p)=\dfrac{16000}{(120-p)^2}

Posté par
Copitrice
re : Maximum et dérivée 12-08-20 à 15:29

Du coup, j'ai repris la dernière indication que vous m'avez donner, sauf que j'ai l'ai gardé sous la forme B'(p)=0. Je factorise donc par (120-p), et j'obtiens une équation de 2 facteurs nuls, donc l'un ou l'autre des facteurs est nul.
J'obtiens 2 solutions :
p=120 ou p=-7880.
Comme on est dans un problème d'économie, la première solution n'est pas possible. Il me reste donc pmax=120. Je n'arrive toujours pas à trouver pmax= 100.

Posté par
Copitrice
re : Maximum et dérivée 12-08-20 à 15:35

Je viens de me rendre compte que ce que j'ai fait n'est pas bon, puisque j'ai factorisé le dénominateur, comme s'il était le numérateur.

J'ai donc essayé, à partir de la dernière équation, de passer le dénominateur de l'autre côté de l'équation en multipliant de chaque côté de l'équation par (120-p)^2 . J'arrive à un produit de facteurs non nul:
(2(120-p)(120-p)^2 = 16000)
et si je développe, je trouve un polynôme de degré 3, que je ne sais pas résoudre.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Maximum et dérivée 12-08-20 à 16:34

Citation :
J'arrive à un produit de facteurs non nul:
(2(120-p)(120-p)^2 = 16000)
Ne développe pas : transpose et essaye de factoriser.

Sinon, voici ce que donne la réduction au même dénominateur à partir de \; B'(p)=2(120-p)-\dfrac{16000}{(120-p)^2} :

B'(p)=2((120-p)-\dfrac{8000}{(120-p)^2})= 2 \dfrac{(120-p)^3-8000}{(120-p)^2}

B'(p) est donc du signe de (120-p)3- 8000, car 2 et le dénominateur sont positifs.
(120-p)3- 8000 = (120-p)3- 203.
A factoriser en utilisant a3-b3 =(a-b)(a2+ab+b2)

Posté par
Copitrice
re : Maximum et dérivée 12-08-20 à 17:35

Merci beaucoup !
J'ai effectivement trouvé un maximum en p=100.

Par contre, la fonction n'était pas du tout adpatée à notre niveau.. (nous sommes sensés être en train d'étudier les fonctions et les polynômes du second degré).



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