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1 LISTA 10: APLICAÇÃO DE DERIVAÇÃO 1 CUSTO MARGINAL E RECEITA MARGINAL O custo marginal é o acréscimo do custo total em decorrência do aumento de uma unidade produzida. A função custo marginal é obtida pela derivada da função custo total. Se a função custo é simbolizada por C(q), então: Cmg = C’(q) A receita marginal nos dá a variação da receita correspondente ao aumento de uma unidade na venda de um produto. A função receita marginal é obtida pela derivada da função receita. Se a função receita é simbolizada por R(q), então: Rmg = R’(q) EXERCÍCIO 1 Em uma empresa de confecção têxtil, o custo ($) para produzir q calças é dado por: C = 0,001q3 – 0,3q2 + 45q + 5.000 a) Obtenha a função custo marginal. C = 0,001q3 – 0,3q2 + 45q + 5.000 Cmg = 0,001 ∙ 3 ∙ q3-1 – 0,3 ∙ 2 ∙ q2-1 + 45 ∙ 1 ∙ q1-1 Cmg = 0,003q2 – 0,6q + 45 b) Obtenha o custo marginal ao nível q = 200, explicando seu significado. Cmg = 0,003q2 – 0,6q + 45 Cmg (q=200) = 0,003 ∙ 2002 – 0,6 ∙ 200 + 45 = 120 – 120 + 45 = 45,00 O valor $45,00 é o valor aproximado para produzir a 201ª calça. Então, para a fabricação da 201º calça, o custo é de R$45,00. Também podemos interpretar tal resultado de outra maneira. No nível de produção de 200 unidades, o custo adicional para a produção de mais uma unidade é de $45,00. Nesse exercício, o acréscimo de custo para o acréscimo de 1 unidade produzida é conhecido como custo marginal. 2 c) Calcule o valor real para produzir a 201ª calça e compare o resultado com o obtido no item “b”. C (q=200) = 0,001q3 – 0,3q2 + 45q + 5.000 C (q=200) = 0,001 ∙ 2003 – 0,3 ∙ 2002 + 45 ∙ 200 + 5.000 = 10.000,00 C (q=201) = 0,001 ∙ 2013 – 0,3 ∙ 2012 + 45 ∙ 201 + 5.000 = 10.045,30 C’(200) = lim C(200+h) – C(200) h→0 h Valor real = C(q=201) – C(q=200) = 10.045,30 – 10.000,00 = $45,30. H 1 O valor real de $45,30 difere do valor encontrado no item “b” em apenas $0,30. Esse exercício tem a intenção de mostrar que não é casual a proximidade entre os valores, e sim que existe um vínculo entre o custo de fabricação e a taxa de variação. d) Esboce o gráfico da receita marginal e da receita total e interprete. q CT Variação CT CMg 0 5.000,00R$ ///////////// 45,00R$ 50 6.625,00R$ 1.625,00R$ 22,50R$ 100 7.500,00R$ 875,00R$ 15,00R$ 150 8.375,00R$ 875,00R$ 22,50R$ 200 10.000,00R$ 1.625,00R$ 45,00R$ 250 13.125,00R$ 3.125,00R$ 82,50R$ 300 18.500,00R$ 5.375,00R$ 135,00R$ 350 26.875,00R$ 8.375,00R$ 202,50R$ 400 39.000,00R$ 12.125,00R$ 285,00R$ R$ - R$ 5.000,00 R$ 10.000,00 R$ 15.000,00 R$ 20.000,00 R$ 25.000,00 R$ 30.000,00 R$ 35.000,00 R$ 40.000,00 R$ 45.000,00 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 CT R$ - R$ 50,00 R$ 100,00 R$ 150,00 R$ 200,00 R$ 250,00 R$ 300,00 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 CMg 3 1ª situação Identifique a quantidade onde o Cmg é decrescente e relacione esses valores com o comportamento do custo total. O Cmg é decrescente em 0 < q ≤ 100 indicando que o custo total cresce a taxas decrescentes. 2ª situação Identifique a quantidade onde o Cmg é mínimo e relacione esses valores com o comportamento do custo total. O Cmg é mínimo quando q = 100 e nesse ponto o custo total começa a crescer a taxas crescentes. 3ª situação Identifique a quantidade onde o Cmg é crescente e relacione esses valores com o comportamento do custo total. O Cmg é crescente em q > 100 indicando que o custo total cresce a taxas crescentes. 2 CUSTO MÉDIO E RECEITA MÉDIA O custo médio é igual ao custo total dividido pelo número de bens produzidos. CT = CVT + CFT onde: CT = custo total CVT = custo variável total CFT = custo fixo total CMe = CVT + CFT q q onde: CMe = custo médio CVT/q = custo variável médio CFT/q = custo fixo médio A receita média é igual à receita total dividida pelo número de bens vendidos. RT = p*q onde: RT = receita total 4 P = preço de venda Q = quantidade vendida RMe = p*q / q = p onde: RMe = receita média EXERCÍCIO Em uma fábrica de móveis, o custo ao produzir q unidades de um sofá é: C(q) = 5q² + 200q + 500 a) Obtenha as funções custo médio (Cme) e custo médio marginal (Cmemg). O custo médio é obtido dividindo-se a função custo por q: Cme = C(q) = 5q² + 200q + 500 = 5q + 200 + 500/q q q O custo médio marginal é obtido derivando a função custo médio. Cme = 5q + 200 + 500/q = 5q + 200 + 500 q-1 Cme’ = 5 ∙ q1-1 + 0 + 500 ∙ (–1) ∙ q-1-1 = 5 – 500 q-2 = 5 – 500/q² b) Obtenha o número de sofás produzidos que dá o custo médio mínimo. O custo médio mínimo pode ser obtido fazendo a derivada do custo médio (custo médio marginal) valer zero e testando o valor encontrado na derivada segunda do custo médio. Cme’ = Cmemg = 5 – 500/q² 5 – 500/q² = 0 5 = 500/q² q² = 500/5 = 100 q = ±√ 100 = ±10 A quantidade negativa é descartada e devemos testar q = 10 na derivada segunda do custo médio. Cme’ = 5 – 500 q-2 5 Cme’’= 0 – 500 ∙ (–2) ∙ q-2-1 = 1.000 q-3 = 1.000 / q3 Supondo q = 10, temos: Cme’’= 1.000 / q3 = 1.000 / 103 = 1 O ponto q = 10 representa o valor onde o custo médio é mínimo. c) Poderíamos ter encontrado a quantidade que minimiza o custo médio lembrando que o custo médio mínimo ocorre em um ponto onde o custo marginal é igual ao custo médio. Faça a verificação. Cmg = Cme Cme = 5q + 200 + 500 q-1 Cmg = 10q + 200 Cme = Cmg 5q + 200 + 500/q = 10q + 200 5q + 200 + 500/q – 10q – 200 = – 5q + 500/q – 5q² + 500 = 0 q – 5q² + 500 = 0 5q² = 500 q = ± √ 100 = ±10 d) Calcule o custo médio mínimo. Cme = 5q + 200 + 500 / q = 5 ∙ 10 + 200 + 500 / 10 = $300,00 e) Calcule o limite da função Cme quando q tende para zero. Verifique se existe uma assíntota vertical. lim (5q + 200 + 500/q) = 5*0,0000001 + 200 + 500/0,0000001 = +∞ q→0 Quando q tende a zero pelo lado positivo, 5q tende a zero e 500/q tende a mais infinito. Esses dois resultados fazem com que o Cme tenda para + ∞, originando uma assíntota ao eixo vertical. 6 f) Analise o que significa o encontro do custo médio com o custo marginal. Ao sobrepormos a reta do custo marginal ao gráfico do custo médio, observamos o encontro dos dois gráficos no ponto q = 10, que dá o custo médio mínimo de $300,00. q Cme Cmg 5q + 200 + 500/q 10q + 200 1 705 210 3 382 230 7 306 270 10 300 300 20 325 400 30 367 500 40 413 600 50 460 700 Custo Médio - 100 200 300 400 500 600 700 800 0 10 20 30 40 50 60 quantidade Cme