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mathématiques approfondies (ECG 2e année) · Chapitre 10 · Exercice

Le rapport optimal ne dépend pas du budget

Recherche d'extrema · Extrema sous contrainte · niveau 3 (difficile)

Énoncé

Une entreprise produit avec , sous la contrainte de budget . Déterminer la production maximale, puis dire ce que devient le rapport à l'optimum lorsque le budget change.

Corrigé

Les gradients. et, pour , .

Condition du premier ordre. Il existe un multiplicateur tel que , soit et . Les membres de gauche sont strictement positifs, donc et l'on divise membre à membre : , soit .

Avec la contrainte. et donnent , donc , et .

Vérification directe. Sur la contrainte, avec , et

Le trinôme atteint son maximum au milieu de ses racines et , donc en , où il vaut : et . Le maximum est atteint, et il est unique.

L'effet du budget. Pour un budget quelconque, la même condition donne toujours , d'où : et . Le rapport ne dépend pas de , et les deux dépenses et valent chacune .

Le point à retenir. Sous une contrainte linéaire, la condition du premier ordre fixe une direction ; c'est la contrainte qui fixe ensuite l'échelle. Changer le budget déplace le point le long de cette direction, il ne la fait pas tourner.

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