数学建模-大小包装问题


(公式使用markdown编写,格式可能有问题)

1.题目

在超市购物时你注意到大包装商品比小包装商品便宜这种现象吗?比如牙膏50克装的每支1.5元,120克装的每支3元,二者单位重量的价格比是1.2:1。请建立模型解释这种现象。(注:请根据自己在超市(网上)找出的同一种商品的几种大小不同的包装进行分析)。

经查询发现,在淘宝蓝月亮官方旗舰店中,蓝月亮洗衣液手洗洗衣液-茉莉花香品牌的洗衣液,不同质量的商品单位重量价格不同。500g的洗衣液价格为16.9元,1000g的洗衣液价格为24.8元。下面针对这种情况进行分析。

2.模型假设

  • 包装厚度相同;
  • 包装形状相同;
  • 不同包装的同一商品以及同一商品内部不同位置的密度相同;
  • 包装成本与表面积成正比,生产成本与体积成正比;
  • 除生产成本和包装成本外为固定成本。

3.问题分析

设不同包装商品的体积表面积分别为VS,密度为$l$,包装成本为f,生产成本为g,其他成本为a则商品质量$m=lV$,且$f=t_1S,g=t_2V$,商品成本为$w=f+g+a=t_1S+t_2V+a$。

对于一般形状的商品,引入“特征半径”R,则有$S=k_1R^2,V=k_2R^3$, 则$V=m/l$,商品成本$w=t_1S+t_2V+a$。

4.建立模型

已知如下隐函数组,$t_1,t_2,k_1,k_2,l$为常数,m为自变量,w为因变量。

式2

求出w关于m的函数解析式。

5.模型求解

由$S=k_1R^2,V=k_2R^3$可推得

推导过程

可得到单位重量价格$w/m=c_1m^{-1/3}+c_2+am^{-1}$。

令$a=0,c_1=20,c_2=4$,得到图2。

图2-商品价格和单位重量价格随质量增加的变化趋势

6.得出结论

单位重量价格的曲线是单调递减的,所以随着质量的增加,单位重量价格逐渐减少,这说明大包装比小包装便宜。随着质量的增加,单位重量价格减小的幅度逐渐降低,直至几乎没有变化,所以并不是包装越大越好。


文章作者: 易安
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