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La production optimale de l'atelier

Énoncé

Un atelier fabrique des paniers garnis. Le coût total de production, en euros, pour qq paniers est C(q)=2q2+50q+7 200C(q) = 2q^2 + 50q + 7\,200. Le coût moyen unitaire est CM(q)=C(q)qC_M(q) = \frac{C(q)}{q}. Détermine la quantité de paniers qui rend ce coût moyen unitaire minimal, puis conclus sur la production la plus économique de l'atelier (le coût par panier le plus bas).
Besoin d'un coup de pouce ?
  1. Commence par écrire le coût moyen CM(q)=C(q)qC_M(q) = \frac{C(q)}{q}, puis divise chaque terme du numérateur par qq pour obtenir une forme plus simple.
  2. Tu obtiens CM(q)=2q+50+7 200qC_M(q) = 2q + 50 + \frac{7\,200}{q}. Calcule cette valeur pour plusieurs quantités (par exemple q=50q = 50, q=60q = 60, q=72q = 72) et repère la plus petite.
  3. Le minimum est atteint pour q=60q = 60. Pour le confirmer, vérifie qu'à cette quantité le coût marginal Cm(60)=C(60)−C(59)C_m(60) = C(60) - C(59) est proche du coût moyen minimal.

Mode élève : cherche d'abord par toi-même (les coups de pouce sont là pour t'aider), puis passe en vue « Corrigé » pour vérifier.

Voir le corrigé détaillé
  1. 1. Écrire le coût moyen unitaire

    On divise le coût total par la quantité : CM(q)=2q2+50q+7 200q.C_M(q) = \frac{2q^2 + 50q + 7\,200}{q}. En séparant les termes, cela donne CM(q)=2q+50+7 200qC_M(q) = 2q + 50 + \frac{7\,200}{q} (chaque terme du numérateur est divisé par qq).
  2. 2. Dresser un tableau de valeurs autour du minimum

    On calcule CM(q)C_M(q) pour plusieurs quantités afin de repérer où la fonction est la plus basse. Pour q=50q = 50 : CM(50)=2×50+50+7 20050=100+50+144=294C_M(50) = 2 \times 50 + 50 + \frac{7\,200}{50} = 100 + 50 + 144 = 294 €. Pour q=60q = 60 : CM(60)=2×60+50+7 20060=120+50+120=290C_M(60) = 2 \times 60 + 50 + \frac{7\,200}{60} = 120 + 50 + 120 = 290 €. Pour q=72q = 72 : CM(72)=2×72+50+7 20072=144+50+100=294C_M(72) = 2 \times 72 + 50 + \frac{7\,200}{72} = 144 + 50 + 100 = 294 €.
  3. 3. Repérer le minimum

    Le coût moyen descend de 294294 € (pour 5050 paniers) à 290290 € (pour 6060 paniers), puis remonte à 294294 € (pour 7272 paniers). Le coût moyen unitaire est donc minimal pour q=60q = 60 paniers, où il vaut 290290 € par panier.
  4. 4. Vérifier avec le coût marginal

    Au minimum du coût moyen, le coût marginal doit rejoindre le coût moyen. Le coût marginal du 60e60^\text{e} panier est Cm(60)=C(60)−C(59).C_m(60) = C(60) - C(59). On calcule C(60)=2×3 600+50×60+7 200=7 200+3 000+7 200=17 400C(60) = 2 \times 3\,600 + 50 \times 60 + 7\,200 = 7\,200 + 3\,000 + 7\,200 = 17\,400 € et C(59)=2×3 481+50×59+7 200=6 962+2 950+7 200=17 112C(59) = 2 \times 3\,481 + 50 \times 59 + 7\,200 = 6\,962 + 2\,950 + 7\,200 = 17\,112 €. Donc Cm(60)=17 400−17 112=288C_m(60) = 17\,400 - 17\,112 = 288 €, très proche du coût moyen minimal 290290 € : c'est bien autour de 6060 paniers que le coût marginal rattrape le coût moyen, ce qui confirme le minimum.
  5. 5. Conclure

    La production la plus économique est de 6060 paniers : à cette quantité, le coût moyen unitaire est minimal et vaut 290290 € par panier. En produire moins ou plus revient à payer chaque panier plus cher.
Réponse finale
CM(q)=2q+50+7 200q est minimal pour q=60 paniers, avec CM(60)=290 € par panierC_M(q) = 2q + 50 + \frac{7\,200}{q} \ \text{est minimal pour } q = 60 \ \text{paniers}, \ \text{avec } C_M(60) = 290\ \text{€ par panier}

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