Беззаботный студент Максим всегда хотел хорошо учиться, но почему-то делать для этого ничего не хотел. Ему казалось, что будь он хоть немного умнее, то все получалось бы само собой. Поэтому он был невероятно счастлив, обнаружив в газете "Пустячок" весьма интересную статью о пользе сладкого для ума. «Решено! Теперь я буду питаться исключительно сладким!» – подумал он сначала. Однако хорошо все обдумав, решил ограничиться только «полезными» завтраками. После некоторых раздумий наш герой определил и состав «чудо-завтрака». В него вошли сладкий чай и сахарные пончики. Однако Максим никак не может решить сколько именно ему кушать. Именно это предстоит сделать Вам.

Потребление как одной чашки чая, так и одного пончика занимает ровно 5 минут.
Считаем, что студент обязательно потребляет единицу блага полностью, прежде чем приступить к следующей (т.е. он не может 2,5 минуты потратить на пончик, а потом оставить его и начать пить чай)
Кроме того, удовольствие, которое Максим получает от потребления единицы блага, тем меньше, чем позже эта единица потреблена (ведь и чай, и пончики имеют свойство остывать со временем).
Полезность $i$-ого потребленного пончика: $U_i = 53 - 3(i-1) - 0,2(t+5)$, полезность $j$-той чашки чая: $U_j = 46 - 5(j-1) - 0,2(t+5)$, где $t$ - время прошедшее от начала завтрака до начала потребления данной единицы ($t$ в мин).
Максим уверен, что положительный эффект для ума тем больше, чем больше полученное от сладкого удовольствие.

а) Определите количественный состав завтрака студента и размер, полученного удовольствия;
б) Сколько различных наборов чая и пончиков соответствуют максимальному уровню удовольствия.

Комментарии

Ограничения по времени нет?
Нет, он может завтракать сколько душе угодно.
а) Пончики - 12. Чай - 6.
б) Вроде как, один.
а) верно! молодец)
б) Миша, количество чая и пончиков определяется однозначно, в этом ты прав.
Но под "наборами" здесь я подразумевала некоторые последовательности, означающие порядок потребления чая и пончиков.
в б) $C_{18}^{6}$ или $С_{18}^{12}($что одно и тоже) вроде бы
Да, все правильно.
Как я понял, нам нужно просто рассмотреть при каких $i,j$ одновременно выполняются условия $U_{i} \longrightarrow 0$ и $U_{j} \longrightarrow 0$, причём $t$ заменить на $5i$ и $5j$ соответсвенно; именно стремится к нулю, потому что $i,j$ принимают целочисленные значения (можно приравнять к нулю, если они получатся нецелые, то проверить ближайшие целые), я в том направлении пошел (вычислений я не делал)?

UPD: $i,j$ однозначно будут меньше тех, что получатся приравниваем $U_{i,j}$ к нулю (если нецелыми будут), т.к. если округлять в большую сторону, то $U_{i,j}<0$, то есть общая полезность уменьшится, поэтому мне нравится запись $U_{i,j} \longrightarrow 0+0$

Владислав, выполнение этих условий действительно дало бы нам параметры получения максимального удовольствия. Но вводить такую подстановку вместо $t$ нельзя. Замена $t$ на $5i$ будет означать, что Максим все время с начала завтрака кушал только пончики. Аналогично при подстановке $5j$ получим, что на завтраке он только пил чай. Очевидно, что такого быть не может.
Возможно, эта идея как-нибудь доводится до финала... Попробуйте более осторожно выбрать подстановку.
$t=5(i+j-1)$ (по новому условию)?
Такая подстановка также невозможна. При подсчете $t$ необходимо учитывать количество уже потребленных единиц обоих благ. А $i$ и $j$ - индексы, отражающие лишь их номера.
Так это, вроде, их и учитывает: если мы кушаем 5-ый пончик, выпив до этого 3 чая (например), то к началу потребления 5-го пончика у нас пройдет $t=5\cdot (3+5-1)=35$ минут, где $i=5, j=3$.
Про $t$ в условии сказано, что это время к началу потребления денной единицы, то есть от потребления $(i-1)$ и $j$ единиц.
Все и дело в том, что каждому отдельному $i$ соответствует свое $j$, в общем виде мы не имеем права делать такую подстановку.
Со вторым утверждением согласна. Просто в моем решении подстановка не использует индексы, поэтому вычетов и нет)
Уже туго соображаю, если ты не используешь для $t$ значения $i,j$, то что ты тогда используешь?
Я не заменяла $t$ в формулах полезности отдельных единиц, а подстановку вводила только в итоговой формуле общей полезности, используя $П$ и $Ч$ - количества пончиков и чашек чая соответственно.
Интегрировать и составлять общую функцию, жуть?
Если заметить одно замечательное свойство этой функции, касающееся $t$, то все получается достаточно красиво)
Новое условие как раз подразумевает подстановку $t$ без каких-либо вычетов)
А, тогда это уже не экономика, а теория вероятностей. Сейчас подумаю.
Она самая, для разнообразия)
Я бы сказал, комбинаторика.
Это жесть. Ты долго считала?
Нет) Думаю, для того, кто сразу увидит основную идею (поймет каким образом фактор времени скажется на общей полезности), вся задача займет минут 10)
пункт б) сводится к задаче: сколько способов положить 6 шаров в 13 коробок? Если не ошибаюсь, то вроде $C^6_{18}$
я бы сказал, сколькими способами можно выбрать 6 людей из 18
Причем порядок не важен
Случайно не 18484? Или хотя бы рядом?
$C^6_{18} = \frac{18!}{12! * 6!} = \frac{13*14*15*16*17*18}{1*2*3*4*5*6} = 18564$
Сейчас вдруг поняла, что подстановка, приводящая к ответу, не совсем оправдана и корректна. Поэтому изменила в функциях полезности часть с $t$ (смысл переменной остался тот же). Теперь все логично должно получаться)
То есть теперь фактическим из полезности вычитается время от начала завтрака, до конца потребления данной единицы?
О, теперь прям и в целых, и в рациональных числах одинаково получается.
Выходит, что так) В любом случае, суть решения не меняется. Зато ответ теперь точно 12 и 6.
Чтобы дойти до него со старым условием, нужно было допустить одну очень глупую ошибку)
Какую же?)
Нужно было забыть по единичке в итоговой подстановке $t$)
Это будет видно, когда я опубликую решение.
Хотя, если у тебя изначально получались нецелые числа, то ты эту ошибку не допустил)
Интересная задача получилась...
Все желающие могут ознакомиться с решением, а также поразмышлять по поводу парадоксов пункта б)