Para resolver o problema e determinar a produção que maximiza o lucro, primeiro precisamos entender como o lucro é calculado.
O lucro () é dado pela diferença entre a receita () e o custo ():
A receita é obtida pela multiplicação do preço unitário do produto pela quantidade produzida ():
O custo é obtido pela soma do custo dos fatores de produção e levando em conta seus preços unitários:
Dada a função de produção , substituímos na expressão da receita:
Agora calculamos o lucro:
Substituindo os valores de e :
Simplificando a expressão do lucro:
Para maximizar o lucro , precisamos encontrar os pontos críticos da função de lucro. Para isso, vamos derivar em relação a e e igualar a zero para obter os valores que maximizam o lucro.
Primeiramente, derivamos em relação a :
Resolvendo para :
Em seguida, derivamos em relação a :
Resolvendo para :
Portanto, e são os valores que maximizam o lucro. Agora, substituímos esses valores na função de produção para encontrar :
Calculando passo a passo:
Substituímos os valores na função de produção:
Agora substituímos , e na fórmula do lucro para encontrar o lucro máximo:
Calculamos novamente os valores já obtidos:
Substituindo na fórmula do lucro:
Portanto, o lucro máximo é e a produção que maximiza o lucro é .