文章題を領域で考える最大・最小(B)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/24
🔁 類題: 文章題を領域で考える最大・最小(A) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
2 種類の食品 X,Y がある.X は 100 g あたり栄養素 $a$ を 2 単位,栄養素 $b$ を 1 単位含み,価格は 60 円である.Y は 100 g あたり栄養素 $a$ を 1 単位,栄養素 $b$ を 3 単位含み,価格は 50 円である.栄養素 $a$ を 8 単位以上,栄養素 $b$ を 9 単位以上とるとき,X,Y を何 g ずつとれば費用が最小になるか.また,その最小の費用を求めよ.
X を $100x$ g,Y を $100y$ g とるとすると,条件は
\[ x\geqq 0,\quad y\geqq 0,\quad 2x+y\geqq 8,\quad x+3y\geqq 9 \]
この領域 $D$ は,3 点 $(0,\ 8)$,$(3,\ 2)$,$(9,\ 0)$ を結ぶ折れ線とその右上の部分である($2x+y=8$ と $x+3y=9$ の交点が $(3,\ 2)$).
費用は $60x+50y$(円).$60x+50y=k$ とおくと $y=-\dfrac{6}{5}x+\dfrac{k}{50}$.傾き $-\dfrac{6}{5}$ は辺の傾き $-2$ と $-\dfrac{1}{3}$ の間にあるから,直線が点 $(3,\ 2)$ を通るとき $k$ は最小で
\[ k=60\cdot 3+50\cdot 2=280 \]
($(0,\ 8)$ では $400$,$(9,\ 0)$ では $540$.)
よって,X を 300 g,Y を 200 g とるとき,費用は最小で 280 円.
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