Page:
Love NeverDies
Lời giải:
Hoàng Bá Mạnh
Toán cho các nhà kinh tế
Giải bài tập giáo trình
CHƯƠNG 8
HÀM SỐ
NHIỀU
BIẾN
NEU – Winter 2019
1
Bài 1
f 0,1 13 3.03 2.1.02 1
f 1, 2 13 3 2 2.1. 2 19
3
f a;2a a3 3. 2a 2.a. 2 a 33a3
3
2
2
(tương tự cho các giá trị còn lại)
Bài 2
f 0;0;0
0 2.0 3.0
0
02 02 02 1
f a;2a;3a
a 2 2a 3 3a
14a
2
a 2a 3a 1 1 14a
2
2
2
Bài 3
MXĐ:
a) Điều kiện: xy 0
x; y : x, y
; xy 0
Biểu diễn trên hệ Oxy, miền này là góc phần tư thứ I và thứ II, không kể 2 trục tọa độ
b) Điều kiện: x y 0 x y MXĐ: x, y : x, y ; x y
Biểu diễn trên hệ Oxy, miền này là phần hình phẳng nằm phía dưới đường thẳng y = x
x 2 y2
c) Điều kiện: 1
1 x 2 y2 4 MXĐ: x, y 2 : x 2 y 2 4
4
Biểu diễn trên hệ Oxy, miền này tạo thành hình tròn tâm O, bán kính bằng 2 tính cả biên
2
1 x 1
1 x 0
d) Điều kiện:
MXĐ: x, y 2 : 1 x 1; 2 y 2
2
2
y
2
4 y 0
Biểu diễn trên hệ Oxy, miền này là hình chữ nhật tâm O, chiều dài 4 song song Oy, chiều rộng 2 song
song Ox, tính cả biên
Bài 4
a) x y z 0 :
Trên hệ Oxyz, toàn bộ phần không gian ngoài trừ mặt phẳng x + y + z = 0
b) x 2 y 2 z 2 1 :
Bài 5
Trên hệ Oxyz, là toàn bộ phía trong của khối cầu tâm O, bán kính bằng 1
u A u 0,1
1 0 1
20 2
=> đường mức cần tìm là
x 2 y2 1
2x 6y 2
Bài 6
u A 3
đường mức cần tìm là x y z 3
Bài 7
w u2 v 2 sin x sin y sin z cos x cos y cos z
2
2
sin 2 x sin 2 y sin 2 z 2sin x sin y 2sin x sin z 2sin y sin z
cos2 x cos2 y cos2 z 2 cos x cos y 2 cos x cos z 2 cos y cos z
Bước tiếp theo sử dụng 3 công thức:
sin 2 a cos2 a 1 ;
cos a cos b 2 cos
ab
ab
cos
2
2
và cos a cos b 2sin
ab
ab
sin
2
2
w u2 v 2 3 cos x y cos x y cos x z cos x z cos y z cos y z
cos x y cos x y cos x z cos x z cos y z cos y z
3 2 cos x y 2 cos y z 2 cos x z
Trang: Love NeverDies
Nhóm: Toán cao cấp – Tài liệu NEU
Hoàng Bá Mạnh
2
Bài 8
Đặt u x y; v x y , rút ngược lại ta có x
uv
uv
. Thay vào f ta được:
;y
2
2
2
2
1
1
uv uv uv
uv
f x y, x y f u; v
2
u2 v 2 uv
2
2
2
2
2
2
1
1
Vậy, f x; y x 2 y2 xy
2
2
Bài 9
a) Q 200 5 3 K L 200 (không được rút gọn, vì nếu rút gọn thì vế trái không còn là Q nữa)
TC wK K wL L C0 15K 8L 50
b) TR pQ 4.5 3 K L 20 3 K L
TR TC 20 3 K L 15K 8L 50
Bài 10
Q D p 350 3 p p
350 1
Q
3 3
350
1
3503 1
TR pQ
QQ
Q Q2
3
3
3
3
TR K, L
350
1
40 3 K L 40 3 K L
3
3
Thay Q 40 3 K L vào ta được:
2
14000 3
1600 3 2
K L
K L
3
3
Bài 11
a) TC Q1 4; Q2 2 3.42 2.4.2 4.22 48
b) Q1 D p1 320 5 p1 p1 64 0,2Q1
Q2 D p2 150 2 p2 p2 75 0,5Q2
TR p1Q1 p2Q2 64 0,2Q1 Q1 75 0,5Q2 Q2 64Q1 75Q2 0,2Q12 0,5Q22
Q1 ; Q2 TR TC 64Q1 75Q2 3,2Q12 2Q1Q2 4,5Q22
Bài 12
a) U 4;3 4.3 4.3 24
đường bàng quan U 24 xy 4 y 24
b) Nếu chi phí mua hai túi như nhau thì túi hàng mang lại lợi ích cao hơn sẽ được ưa chuộng hơn
U 4;3 24 > U 5;2 5.2 4.2 18 x 4, y 3 được ưa chuộng hơn
c) Chị ta sẽ đổi nếu chị thấy rằng lợi ích của mình không bị giảm xuống (bằng hoặc hơn cũ)
U x 8; y 3 8.3 4.3 36
Lợi ích với giỏ hàng đã chọn:
Lợi ích khi đổi m hàng hóa A lấy 1 hàng hóa B là:
U 8 m;4 8 m .4 4.4 48 4m
48 4m 36 m 3
Vậy,...
Bài 20
fx 0;0 lim
x 0
f x,0 f 0,0
x 0
lim
x 0
x 0
lim1 1
x 0
x
fy 0,0 lim
y 0
f 0, y f 0,0
y 0
3y 0
3
y 0
y
lim
Bài 21
a) ux 3x 2 y y3
Trang: Love NeverDies
uy x 3 3y 2 x
Nhóm: Toán cao cấp – Tài liệu NEU
Hoàng Bá Mạnh
3
b) ux 3 5x 2 y y2 7 5x 2 y y2 7
u 3 5x y y
2
x
2
y
c) ux
7 5x y y
2
2
y
7
2
2
30 xy 5x 2 y y 2 7
3 5x 2 2 y 5x 2 y y 2 7
1
1 1 y
x x y 2
y
xx y x
uy
x
x
x
x
1
1
d) ux e y x x e y e y
y
y
yx
y
e) ux .
xx
1
y
1
x
u
x
y
.
x2
x y
2
2
y
x y2
uy
2
x
2
x
x 2 y2
x
x 2 y2 x
2
x 1
y2 x
1
.
x
1
y
1
x
2
x
x y2
2
x 2 y 2 x 0 , do đó:
2
2
x 2 y2 x
y
x
1
x 2 y2 x
x 2 y2
1
x 2 y2 x
2
x 2 y2
y
x 2 y2
uy
y
1
x
2
x y x
x
x y x
x 2 y2 x ln
2
1
x
x
x
x
uy e y 2 e y
y
yy
x 2 y2 x x 2 x x x 0 , tương tự
f) Ta thấy rằng
u ln
2
2
x 2 y2 x
x 2 y2
x 2 y2 x
1
1
2x
x 2 y 2 x 2 y 2 x
x 2 y 2 x y x 2 y 2
y
Bài 22
a) ux y z
uy x z
uz x y
b) ux 3x 2 3y 1
uy z 2 3x
uz 2 yz 1
x
c) ux
d) u ex
uy
x 2 y2 z 2
3
3
uz
x 2 y2 z 2
ux 3x 2 y 2 z 2 e x
xy2 xz2
uz 2 xze x
y
3
z
x 2 y2 z2
uy 2 xye x
xy2 xz2
3
xy 2 xz 2
xy2 xz2
Bài 23
zx ux zu vx zv 2 y cos x.u 3cos y.v 2 2 y cos x. y sin x 3cos y x cos y 2 y 2 cos x sin 2 x 3x 2 cos3 y
2
2
zy uy zu vy zv sin x .2u x sin y 3v 2 2 y sin 2 x 3x 3 sin y cos2 y
Bài 24
z
y. x 2 y2 . f x 2 y2 2 xy. f x 2 y 2
x
x
1 z
2 y. f x 2 y2
x x
z
f x 2 y2 y x 2 y2 f x 2 y2 f x 2 y2 2 y2 f x 2 y 2
y
y
Vậy,
1 z 1
f x 2 y2 2 y. f x 2 y 2
y y y
1 z 1 z 1
z
f x 2 y2 2 (dpcm)
x x y y y
y
Trang: Love NeverDies
Nhóm: Toán cao cấp – Tài liệu NEU
Hoàng Bá Mạnh
4
Bài 25
Tính: fy x y , xy
2
f x, y xy f y
2
2 xy
x
2 xy
x 2 y2
f y x 2 y 2 , xy
Tính: f x 2 y2 , xy
y
xy y
2
x
2
y2
x 2 y2
xy
1
xy 2
Đặt u x 2 y 2 và v xy f u, v uv
f u, v y uy . fu vy fv 2 y.
v
u
x.
2 uv
2 uv
xy 2
x
2
y 2 xy
x 3 xy 2
2
x
2
y 2 xy
x 3 3xy 2
x
2
2
y 2 xy
Bài 26
u
x 2 y2 f x 2 y2 2 xf x 2 y 2
x
x
y
u
2 y. f x 2 y2
y
u
u
x
2 xy. f x 2 y2 2 xy. f x 2 y2 0 (dpcm)
x
y
Bài 27
u
cos x sin y sin x x f sin y sin x cos x cos x. f sin y sin x
x
u
sin y sin x y f sin y sin x cos y. f sin y sin x
y
u
u
cos x cos y cos x cos y. f sin y sin x cos x cos y cos x cos y. f sin y sin x cos x cos y
y
x
Bài 28
df x, y fxdx fydy y 2 dx 2 xydy df 1,1 dx 2dy
f 1,1 f 1 x;1 y f 1,1 1 x 1 y 1
2
a) dx x 0,1; dy y 0,2
dx x 5; dy y 2
b)
f 1,1 1,1.1,22 1 0,584
df 1,1 0,1 2.0,2 0,5
f 1,1 6.32 1 53
df 1,1 5 2.2 9
Bài 29
a)
3x 4 y x 2 x y 3 x 4 y 2 x y x
11y
ux
2
2
2x y
2x y
du ux dx uy dy
b) ux
11ydx
2x y
2
2 x x 2 y2 2 x x 2 y2
x
2
y2
Trang: Love NeverDies
2
uy
11x
2x y
2
11xdy
2x y
2
4 xy 2
x
2
y2
2
uy
Nhóm: Toán cao cấp – Tài liệu NEU
4 yx 2
x
2
y2
2
Hoàng Bá Mạnh
5
4 xy 2
du
x
y2
2
dx
2
c) du ux dx uy dy
x
2
y2
dy
2
ydx
xdy
2 2
1 x y 1 x 2 y2
x y
d) ux
1 xy x
uy
4x2 y
1
xy
1
1 xy
1 x2
1 xy x y
2
2
1 y2
1
1 xy
2
xy
1
1 xy
du
2
2
1 y2
1 xy x y
2
1 y2
1 xy x y
2
2
dx
2
1 x2
1 xy x y
2
2
dy
Bài 30
2 xy3
3x 2 y 2
4 x 2 y3
dx
dy
dz
z4
z4
z5
b) du ux dx uy dy uz dz yzx yz 1dx z. x yz ln x.dy y. x yz ln x.dz
Bài 31
a) du ux dx uy dy uzdz
ux 2 12 x 2 8 y 2
uy 4 y3 8 x 2 y
a) ux 4 x 3 8xy2
uxy uyx 16 xy
uy2 12 y 2 8 x 2
d 2 u ux2 dx 2 2uxy dxdy uy2 dy2 12 x 2 8y 2 dx 2 32 xydxdy 12 y 2 8x 2 dy 2
b) ux
1
x y2
uy
uxy uyx
2y
x y2
ux2
x y
2
x 2y
7 x 2y
uxy uyx
3
x 2y
d) ux
2
uy2
d u
2
14 y
x 2y
3
y
.
x2
x
y2
2 xy
x
2
uy
dx 2
x 2y
14 x 2 y
x 2y
3
y2
x y
2
2
dx 2
dx
x y
2
ux2
2
dxdy
28 x
x 2y
3
2y
x y
2
14 y
2
2
dy 2
uy2
x 2y
3
28 x
x 2y
y2
dxdy
2
2 xy
x
2
y2
2
3
dy2
2 xy
1
x
ux 2
2
2
2
y
x y
x 2 y2
1 2
x
x 2 y2 2 y2
y2 x 2
uxy uyx
2
2
x 2 y2
x 2 y2
2
x y
dxdy
2
1
uy .
x
2 y2 x 2
x
4y
2
2
2
2
1
7 x
1
y
2
2
y
x y2
1 2
x
2 xy
2
2
2
7y
d 2u
x y
uy2
2
2 x y2
2y
d 2 u ux2 dx 2 2uxy dxdy uy2 dy 2
c) ux
1
2
dy 2
Bài 32
Trang: Love NeverDies
Nhóm: Toán cao cấp – Tài liệu NEU
Hoàng Bá Mạnh
6
fx 0, y fx 0,0
fxy 0,0 lim
y 0
y 0
f x, y f 0, y
y 0 : fx 0, y lim
x 0
x 0
y 0 : fx 0,0 lim
lim
x 0
f x,0 f 0,0
lim
x 0
x 0
xy x 2 y 2
x 0
x y
x
2
2
0
lim
y x 2 y2
x 2 y2
x 0
y
3
y2
y
00
lim 0 0
x 0
x
y 0
lim 1 1
y 0
y 0
y
Tương tự, các bạn tự xử fyx 0,0 1
fxy 0,0 lim
Bài 33
ux
uy
x a y b x a .2 x a y b x a
2
2
x a 2 y b 2
x a 2 y b 2
2
xa
x a y b
2
ux2
2
2
x a y b
2
uy2
2
2
x a y b y b .2 y b x a y b
2
2
x a 2 y b 2
x a 2 y b 2
2
yb
2
2
2
2
ux2 uy2 0 (dpcm)
Bài 34
ux 3x 2 y2 z 4
uy 2 x 3 yz 4
uz 4 x 3 y2 z3
ux 2 6 xy 2 z 4
uz2 12 x 3 y 2 z 2
uxy uyx 6 x 2 yz 4
uyz uzy 8 x 3 yz 3
uxz uzx 12 x 2 y2 z3
uy2 2 x 3 z 4
6 xy 2 z 4 6 x 2 yz 4 12 x 2 y 2 z 3
Ma trận Hess: H 6 x 2 yz 4
2 x3z4
8 x 3 yz 3
12 x 2 y 2 z 3 8 x 3 yz 3 12 x 3 y 2 z 2
d 2 u 6 xy 2 z 4 dx 2 2 x 3 z 4 dy 2 12 x 3 y 2 z 2 dz 2 12 x 2 yz 4 dxdy 24 x 2 y 2 z 3dxdz 16 x 3 yz 3dydz
Bài 35
1
1
1 x x z
1 x z
fx .
z yxy
yz y
1
1
1
1
1
1 x x z
x x z
fy 2
z yy y
zy y
1
1
1
1
1
x
1 x z
x
1 x z
fz ln 2 ln
z y
y
zz y
y
1
1
1
1
1
1
1 x z
x x z
1 x z
x
df x, y, z dx 2 dy 2 ln dz
yz y
zy y
z y
y
1
1 1 x z
fx2 2 1
y z z y
1
2
df 1,1,1 dx dy
1
fx2 1,1,1 0
1
1
1
1
f y2 1,1,1 2
1
2 x z
x 1 x z
x
fz2 3 ln 4 ln 2 fz2 1,1,1 0
z y
y z y
y
Trang: Love NeverDies
1
2x x z
x2 1 x z
fy2 2 4 1
zy y
zy z y
(thôi không làm nữa đâu dài vcl )
Nhóm: Toán cao cấp – Tài liệu NEU
Hoàng Bá Mạnh
7
Bài 36
Q 8 L
MPPK 125;100 16
K 3 K
Ý nghĩa: tại điểm (K=125, L =100) khi giữ nguyên L và tăng dùng K thêm 1 đơn vị thì sản lượng thu
được tăng xấp xỉ 16 đơn vị
a) MPPK
Q 6 3 K 2
MPPL 125;100 15
L
L
Ý nghĩa: tại điểm (K=125, L =100) khi giữ nguyên K và tăng dùng L thêm 1 đơn vị thì sản lượng thu
được tăng xấp xỉ 15 đơn vị
b) L không đổi tức nó là hằng số. MPPK giảm khi K tăng nghĩa là MPPK nghịch biến theo K
Tương tự như hàm số 1 biến, ta sử dụng đạo hàm để chỉ ra điều này:
MPPL
MPPK
8 L
1
8 L 3
0 K, L 0
K
K K
33 K 4
=>K tăng thì MPPK giảm dần
c) Các bạn xử lý tương tự ý b). Tính (MPPL)′L sẽ thấy < 0
Bài 37
a) Lợi ích cận biên của hàng hóa A: MUx
U
0,4 x 0,6 y0,7
x
MUx
0,24 x 1,6 y0,7 0 x, y 0 => x tăng thì MUx giảm dần, nghĩa là hàm lợi ích U phù hợp
x
với quy luật lợi ích cận biên giảm dần
(Các bạn xử lý tương tự cho MUy)
U x
x
. 0,4. x 0,6 y0,7 . 0,4 0,7 0,4
b) x
x U
x y
Vậy, khi x tăng 1% và y không đổi thì lợi ích tăng xấp xỉ 0,4%
Bài 38
MC1 TCQ 1 125 12Q1Q22 2,4Q12
MC2 TCQ 2 84 12Q12Q2 3,6Q22
Bài 39
a) pD
Q p
p
0, 4 p
. 0, 4.
p Q
35 0, 4 p 0,15m 0,12 ps 35 0, 4 p 0,15m 0,12 ps
b) mD
Q m
0,15m
.
m Q 35 0, 4 p 0,15m 0,12 ps
c) pDs
0,12 ps
Q ps
.
ps Q 35 0, 4 p 0,15m 0,12 ps
Bài 40
1
1
a) t 0 ta có: f tx; ty 3 2 tx 3 ty t 3 3 2 x 3y t 3 f x, y
f x, y là hàm thuần nhất bậc 1/3
b) t 0 ta có: f tx; ty 2 tx ty 3 ty tx t
3
2
2x
3
2
y 3y x t f x , y
f x, y là hàm thuần nhất bậc 3/2
c) t 0 ta có: f tx, ty, tz tx tx ty ty tz tz t 3 x 3 x 2 y y 2 z z 3 t 3 . f x, y, z
3
Trang: Love NeverDies
2
2
3
Nhóm: Toán cao cấp – Tài liệu NEU
Hoàng Bá Mạnh
8
f x, y là hàm thuần nhất bậc 3
d) t 0 ta có: f tx, ty, tz
tx ty tz
tx ty tz
3
4
3
3
3
9
t 4 4 x 3 y3 z3
4
t
f x, y, z
t 3 xyz
f x, y là hàm thuần nhất bậc -9/4
Bài 41
Công thức Euler: x. fx y. f y zfz s. f x, y, z
a) u x , y là hàm thuần nhất bậc 2.
ux 4 x 3y
uy 3x 10 y
x.ux y.uy x 4 x 3y y 3x 10 y 4 x 2 6 xy 10 y 2 2u (thỏa mãn công thức Euler)
b) u x, y, z là hàm thuần nhất bậc 0
x2
x 2 y2 z2
x 2 y2 z2
y2 z2
x 2 y2 z2
x 2 y2 z2 x 2 y2 z2
ux
uy
xy
xy
uz
x y z x y z
x y z xy xz
xu yu zu
0 0.u
x y z x y z
x
x
y
2
y2 z2
z
3
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
x
xz
2
y2 z 2
x 2 y2 z 2
2
2
2
(thỏa mãn công thức Euler)
2
Bài 42
Theo bài có: f tx; ty t s . f x, y
Xét 1 điểm x0 , y0 bất kì thuộc miền xác định của f x , và t 0 , ta có:
fx tx0 , ty0 lim
f x, ty0 f tx0 , ty0
x tx0
x tx0
t s 1 lim
x tu
lim
tu tx0
x tx0 u x0
u x0
f u, y0 f x0 , y0
u x0
u x0
f tu, ty0 f tx0 , ty0
t s 1 lim
lim
u x0
f x, y0 f x0 , y0
x x0
x x0
t s f u, y0 t s f x0 , y0
t u x0
t s 1 fx x0 , y0
Từ đó suy ra: fx tx, ty t s 1 f x x, y => f x x, y là hàm thuần nhất bậc s - 1
Bài 43
a) t 1 (tăng quy mô) ta có: Q tK , tL 20 tK
0,4
tL
0,3
t 0,7 .20 K 0,4 L0,3 t 0,7Q K , L t.Q K , L
Vậy, hàm sản xuất của hiệu quả giảm theo quy mô
0,6
0,8
b) t 1 ta có: Q tK , tL 5 tK tL ... t1,4Q K , L t.Q K , L
Vậy, hàm sản xuất có hiệu quả tăng theo quy mô
c) Các bạn xử lí tương tự, trường hợp này là hiệu quả tăng
Bài 44
y x
a) Đặt F x, y x 3 y y3 x a 4
b) Đặt F x, y x 2 y2
Trang: Love NeverDies
2
a2 x 2 y 2
Fx
3x 2 y y3
3
Fy
x 3y 2 x
Nhóm: Toán cao cấp – Tài liệu NEU
Hoàng Bá Mạnh
9
2.2 x x 2 y 2 2a2 x a2 x 2 x x 2 y 2
Fx
Fy
2.2 y x 2 y 2 2a2 y 2 y x 2 y 2 a2 y
y x
e ye ye xy
c) Đặt F x, y xe ye e
xe y e x xe xy
y
arctan
y
d)
x 2 y2 ae x ln x 2 y2 ln a arctan
x
y
x
y
xy
y
x
x
x y2
y
y2
x 2 1 2
x x y 1
y x
y
1
yx
2
2
2
x y
y
x 1 2
x
2
Đặt F x, y ln x 2 y2 ln a arctan
y
x
Bài 45
p
2 p p
y
p2
y
y
y p. 2 p. 2 3
2y
y
y
y
y
2x y 2x y
y
x 2y x 2y
a) Đặt F x, y y 2 2 px
b) Đặt F x, y x 2 xy y 2
y
2 x y x 2 y 2 x y x 2 y 2 y x 2 y 2 x y 1 2 y 3xy 3y
2
2
2
x 2y
x 2y
x 2y
3 x.
2x y
3y
x 2y
x 2y
2
6 x 2 6 xy 6 y 2
x 2y
3
c) Đặt F x, y y 2 2 ln y x 4
y
4 x 3
2x3y
2 1 y2
2y
y
2 x y 1 y 2 x y 1 y 6 x y 2 x y 1 y 4 x y . y
y
1
y
1 y
6 x y 1 y 2 x 2 x y 4 x y y 6 x y 1 y 2 x 2 x y
1 y
1 y
6 x y 1 y 2 x y 2 x 2 x y 4 x y
1 y
3
2
3
2
2
2
2
2
2
3 2
2
2
3 2
2
2
2
3
2
2
2
2
2
4 x 3 y2 .
2x3y
1 y2
2
3 2
3
d) Đặt F x, y x 2 y 2 x 4 y 4 a 4
2
2
2
2
2 xy
y
2
2
2
2
2
2
2
2
2
y
2 xy 2 4 x 3
2 x 2 y 4 y3
4 x 3 2 x 2 y 4 y3 2 xy 2 4 x 3 2 x 2 y 4 y 3
2x y 4y
2 x y 4 y 2 xy 4 x 4 xy 2 x y 12 y y
2x y 4y
2
4 xyy 12 x
2
2
3
3
2
2
Trang: Love NeverDies
2
3
3
2
2
2
Nhóm: Toán cao cấp – Tài liệu NEU
Hoàng Bá Mạnh
10
12 x 2 2 x 2 y 4 y3 2 xy 2 4 x 3 4 xy 4 xy 2 x 2 y 4 y 2 2 x 2 y 4 x 3 2 x 2 12 y 2 y
2 x y 3y
2
3
2
8 x 4 y 40 x 2 y3 8 x 5 4 x 4 y 40 x 3 y 2 24 x 2 y3 16 xy3 y
2 x y 3y
2
3
2
(Thôi, vui thế đủ rồi, không thay y′ vào đâu =.= )
Trang: Love NeverDies
Nhóm: Toán cao cấp – Tài liệu NEU
Hoàng Bá Mạnh