Для ответа на ваш вопрос, мы должны максимизировать полезность потребителя при данных ограничениях. Потребитель будет стремиться приравнять предельную полезность за рубль, потраченный на каждый товар, к максимально возможному уровню.
Предельная полезность за рубль для каждого товара рассчитывается как предельная полезность делённая на цену товара. Для яблок это будет:
[
\frac{20 - 3x}{1} = 20 - 3x
]
Для апельсинов это будет:
[
\frac{40 - 5y}{5} = 8 - y
]
Чтобы максимизировать полезность, потребитель должен приравнять предельные полезности за рубль друг другу и при этом уложиться в свой бюджет. Таким образом, мы имеем:
[
20 - 3x = 8 - y
]
Также у нас есть бюджетное ограничение:
[
x + 5y = 20
]
Теперь решим систему уравнений для x и y. Из первого уравнения выразим y:
[
y = 12 - 3x
]
Подставим это в бюджетное ограничение:
[
x + 5(12 - 3x) = 20 \
x + 60 - 15x = 20 \
-14x = -40 \
x = \frac{40}{14} \approx 2.86
]
Теперь найдем y:
[
y = 12 - 3 \times 2.86 \approx 12 - 8.58 = 3.42
]
Однако, так как мы не можем купить дробное количество фруктов, мы округлим значения до ближайших целых, удовлетворяющих бюджетному ограничению и максимизирующих полезность. Если x примерно равно 3, и y примерно равно 3, то стоимость будет:
[
3 + 5 \times 3 = 18
]
Теперь проверим, максимизирует ли это полезность:
[
20 - 3 \times 3 = 11, \quad 8 - 3 = 5
]
Предельная полезность за рубль для яблок выше, чем для апельсинов после округления, что указывает на то, что можно попробовать увеличить количество яблок. Если купить 4 яблока и 2 апельсина:
[
4 + 5 \times 2 = 14
]
Оставшиеся 6 рублей можно потратить на 6 яблок:
[
4 + 6 = 10
]
Итого, 10 яблок и 2 апельсина:
[
10 + 5 \times 2 = 20
]
Таким образом, рациональный потребитель купит 10 яблок и 2 апельсина.