A liquid form of penicillin manufactured by a pharmaceutical firm is sold in bulk at a price of \$200 per unit. If the total production cost (in dollars) for $x$ units is $C(x) = 500,000 + 80x + 0.003x^2$ and if the production capacity of the firm is at most 30,000 units in a specified time, how many units of penicillin must be manufactured and sold in that specified time to maximize the profit?
एक फार्मास्युटिकल फर्म द्वारा निर्मित पेनिसिलिन को \$200 प्रति यूनिट की दर से थोक में बेचा जाता है। यदि $x$ इकाइयों के लिए कुल उत्पादन लागत $C(x) = 500,000 + 80x + 0.003x^2$ है और फर्म की उत्पादन क्षमता अधिकतम 30,000 इकाइयां है, तो अधिकतम लाभ प्राप्त करने के लिए कितनी इकाइयों का निर्माण और बिक्री की जानी चाहिए?
EXPLANATION
Applications of Derivatives: Tangents, Normals, Maxima-Minima, Mean Value Theorems and Indeterminate Forms
Calculations for profit maximization:
- Revenue function: $R(x) = 200x$
- Cost function: $C(x) = 500,000 + 80x + 0.003x^2$
- Profit function $P(x) = R(x) - C(x)$:
$$P(x) = 200x - (500,000 + 80x + 0.003x^2) = -500,000 + 120x - 0.003x^2$$ - Differentiate with respect to $x$ and set $P'(x) = 0$:
$$P'(x) = 120 - 0.006x = 0$$
$$0.006x = 120 \implies x = \frac{120}{0.006} = 20,000$$ - Second derivative test: $P''(x) = -0.006 \lt 0$, confirming that $x = 20,000$ yields a maximum.
Since $20,000 \le 30,000$ (within the production capacity), 20,000 units maximize profit. Option 2 is correct.
अधिकतम लाभ हेतु गणना:
- कुल आय $R(x) = 200x$
- कुल लागत $C(x) = 500,000 + 80x + 0.003x^2$
- लाभ फलन $P(x) = R(x) - C(x) = -500,000 + 120x - 0.003x^2$
- प्रथम अवकलज शून्य करने पर:
$$P'(x) = 120 - 0.006x = 0 \implies x = \frac{120}{0.006} = 20,000$$ - द्वितीय अवकलज $P''(x) = -0.006 \lt 0$ होने के कारण यह एक उच्चिष्ठ (maximum) है।
अतः अधिकतम लाभ के लिए 20,000 इकाइयों (विकल्प 2) का उत्पादन किया जाना चाहिए।
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