Solution of NEB 11 Basic Mathematics ( Management)
1. Elasticity with Roots
Question: The demand function is P = 100 - square_root(2Q). Find elasticity when Q = 800.
English Solution:
Step 1: Find Price (P)
Put Q = 800 in the equation.
P = 100 - square_root(2 * 800)
P = 100 - square_root(1600)
P = 100 - 40
P = 60
Step 2: Find Derivative (dP/dQ)
Equation: P = 100 - (2Q)^(0.5)
Use Chain Rule:
dP/dQ = -0.5 * (2Q)^(-0.5) * 2
dP/dQ = -1 / square_root(2Q)
Step 3: Calculate Derivative Value
At Q = 800:
dP/dQ = -1 / square_root(1600)
dP/dQ = -1 / 40
Step 4: Calculate Elasticity (Ed)
Formula: Ed = -(P / Q) * (1 / slope)
Here, slope is dP/dQ.
Ed = -(60 / 800) * (1 / (-1/40))
Ed = -(0.075) * (-40)
Ed = 3
Result: Elasticity is 3. Since 3 > 1, the demand is Elastic.
Nepali Explanation:
เคฏो เคนिเคธाเคฌ เคเคธเคฐी เคเคฐ्เคจे?
- Step 1: Q เคो เค ाเคँเคฎा 800 เคฐाเคेเคฐ P เคจिเคाเคฒ्เคจुเคนोเคธ्। (100 - 40 = 60 เคเคँเค)।
- Step 2: Derivative เคจिเคाเคฒ्เคจुเคนोเคธ्। เคฏเคนाँ Root เคญเคเคोเคฒे Power Rule (0.5) เคช्เคฐเคฏोเค เคเคฐ्เคจुเคชเคฐ्เค।
- Step 3: Derivative เคो เคฎाเคจ เคจिเคाเคฒ्เคจुเคนोเคธ्। เคฏो -1/40 เคเคँเค।
- Step 4: Elasticity เคो เคซเคฐ्เคฎुเคฒा เคฒเคाเคเคจुเคนोเคธ्। เคฎाเคเคจเคธ เคฐ เคฎाเคเคจเคธ เคाเคिเคเคฐ เคเคค्เคคเคฐ 3 เคเคँเค।
- เค เคฐ्เคฅ: เคฎूเคฒ्เคฏ 1% เคฒे เคฌเคข्เคฏो เคญเคจे เคฎाเค 3% เคฒे เคเค्เค।
2. Unitary Elasticity Condition
Question: Demand Q = 100 / (P^2). Show that Elasticity is constant.
English Solution:
Step 1: Prepare Equation
Q = 100 * P^(-2)
(We moved P up and made the power negative).
Step 2: Find Derivative (dQ/dP)
Power Rule: Bring -2 down and subtract 1 from power.
dQ/dP = 100 * (-2) * P^(-3)
dQ/dP = -200 * P^(-3)
dQ/dP = -200 / (P^3)
Step 3: Apply Elasticity Formula
Ed = -(P / Q) * (dQ/dP)
Substitute Q = 100 / (P^2):
Ed = -(P / (100/P^2)) * (-200 / P^3)
Flip the fraction for Q:
Ed = -(P^3 / 100) * (-200 / P^3)
Step 4: Cancel Terms
P^3 on top and P^3 on bottom cancel out.
Ed = - (1 / 100) * (-200)
Ed = 200 / 100
Ed = 2
Conclusion: The answer is just the number 2. It has no 'P' in it, so it is Constant.
Nepali Explanation:
เคฏो เคนिเคธाเคฌ เคเคธเคฐी เคเคฐ्เคจे?
- Step 1: เคญाเคเคฎा เคญเคเคो P เคฒाเค เคฎाเคฅि เคฒैเคाँเคฆा power minus เคนुเคจ्เค (P^-2)।
- Step 2: Derivative เคจिเคाเคฒ्เคจुเคนोเคธ्। (-2 เค เคाเคกि เคเคँเค)।
- Step 3: Elasticity เคो เคซเคฐ्เคฎुเคฒाเคฎा Q เคฐ Derivative เคो เคฎाเคจ เคฐाเค्เคจुเคนोเคธ्।
- Step 4: P เคนเคฐु เคธเคฌै เคाเคिเคจ्เคเคจ् (Cancel เคนुเคจ्เคเคจ्)।
- เค เคจ्เคคिเคฎเคฎा เคเคค्เคคเคฐ 2 เคเคँเค। เคฏो เคธเคงैं เคเคเคै เคนुเคจे เคญเคเคोเคฒे เคฏเคธเคฒाเค Constant Elasticity เคญเคจिเคจ्เค।
3. Exponential Demand
Question: Q = 1000 * e^(-0.2P). Find Elasticity at P=10.
English Solution:
Step 1: Find Derivative (dQ/dP)
Formula: Derivative of e^(ax) is a * e^(ax).
Here, a = -0.2.
dQ/dP = 1000 * (-0.2) * e^(-0.2P)
dQ/dP = -200 * e^(-0.2P)
Step 2: Apply Elasticity Formula
Ed = -(P / Q) * (dQ/dP)
Substitute Q = 1000 * e^(-0.2P) and the Derivative:
Ed = -(P / (1000 * e^(-0.2P))) * (-200 * e^(-0.2P))
Step 3: Simplify
The 'e' terms cancel out.
Ed = -(P / 1000) * (-200)
Ed = (200 * P) / 1000
Ed = 0.2P
Step 4: Calculate at P = 10
Ed = 0.2 * 10
Ed = 2
Nepali Explanation:
เคฏो เคนिเคธाเคฌ เคเคธเคฐी เคเคฐ्เคจे?
- Step 1: 'e' เคो derivative เคจिเคाเคฒ्เคฆा power เคฎा เคญเคเคो เคจเคฎ्เคฌเคฐ เค เคाเคกि เคเคँเค। (-0.2 เค เคाเคกि เคเคฏो)।
- Step 2: Elasticity เคो เคซเคฐ्เคฎुเคฒा เคฒเคाเคเคจुเคนोเคธ्।
- Step 3: เคฒाเคฎो 'e' เคตाเคฒा เคญाเคเคนเคฐु เคाเคिเคจ्เคเคจ्। เคฌाँเคी เคฐเคนเคจ्เค 0.2P।
- Step 4: P เคो เค ाเคँเคฎा 10 เคฐाเคेเคฐ เคुเคฃा เคเคฐ्เคจुเคนोเคธ्। เคเคค्เคคเคฐ 2 เคเคँเค।
4. Minimum Average Cost
Question: Total Cost C = 2Q^3 - 12Q^2 + 50Q + 800. Find Q for Minimum Average Cost (AC).
English Solution:
Step 1: Find Average Cost (AC)
Divide Total Cost by Q.
AC = (2Q^3)/Q - (12Q^2)/Q + (50Q)/Q + 800/Q
AC = 2Q^2 - 12Q + 50 + 800/Q
Step 2: Differentiate AC
d(AC)/dQ = 4Q - 12 - (800 / Q^2)
Step 3: Set to Zero
For minimum, derivative must be zero.
4Q - 12 - 800/Q^2 = 0
Multiply all by Q^2:
4Q^3 - 12Q^2 - 800 = 0
Divide by 4:
Q^3 - 3Q^2 - 200 = 0
Step 4: Solve for Q
(This requires trial and error).
Try Q=7: 343 - 147 - 200 = -4 (Very close!)
The answer is approximately Q = 7 units.
Nepali Explanation:
เคฏो เคนिเคธाเคฌ เคเคธเคฐी เคเคฐ्เคจे?
- Step 1: เคชเคนिเคฒा Average Cost เคจिเคाเคฒ्เคจ Total Cost เคฒाเค Q เคฒे เคญाเค เคเคฐ्เคจुเคนोเคธ्।
- Step 2: AC เคो Derivative เคจिเคाเคฒ्เคจुเคนोเคธ्।
- Step 3: Derivative เคฒाเค 0 เคธँเค เคฌเคฐाเคฌเคฐ เคเคฐ्เคจुเคนोเคธ्। เคเคเคा เคธเคฎीเคเคฐเคฃ (Equation) เคฌเคจ्เค।
- Step 4: Q เคो เคฎाเคจ เคจिเคाเคฒ्เคจुเคนोเคธ्। (Q เคो เค ाเคँเคฎा 1, 2, 3... เคฐाเคेเคฐ เคेเค เคเคฐ्เคจे। 7 เคฐाเค्เคฆा เคฒเคเคญเค เคฎिเคฒ्เคจ เคเคँเค)।
5. Profit Maximization with Tax
Question: P = 100 - 2Q, Cost C = 10Q + 50. Tax = Rs 10 per unit.
English Solution:
Step 1: Find Revenue
Revenue = P * Q = (100 - 2Q) * Q
R = 100Q - 2Q^2
Step 2: Find Profit (Before Tax)
Profit = R - C
Profit = (100Q - 2Q^2) - (10Q + 50)
Profit = -2Q^2 + 90Q - 50
Derivative: -4Q + 90 = 0 => 4Q = 90 => Q = 22.5
Step 3: Find Profit (After Tax)
Tax adds to cost. New Cost = 10Q + 50 + (10 * Q) = 20Q + 50.
New Profit = R - New Cost
New Profit = (100Q - 2Q^2) - (20Q + 50)
New Profit = -2Q^2 + 80Q - 50
Step 4: Maximize New Profit
Derivative: -4Q + 80 = 0
4Q = 80
Q = 20
Nepali Explanation:
เคฏो เคนिเคธाเคฌ เคเคธเคฐी เคเคฐ्เคจे?
- Step 1: เคชเคนिเคฒा Revenue เคจिเคाเคฒ्เคจुเคนोเคธ् (P เคुเคฃा Q)।
- Step 2: เคจाเคซा (Profit) = Revenue - Cost। เคฏเคธเคो Derivative 0 เคฌเคจाเคँเคฆा เคเคฐ (Tax) เคฒाเค्เคจु เค เคिเคो Q เคเคँเค।
- Step 3: เคเคฐ (Tax) เคฒाเคेเคชเคि เคเคฐ्เค เคฌเคข्เค। Cost เคฎा 10Q เคोเคก्เคจुเคนोเคธ्।
- Step 4: เคจเคฏाँ เคจाเคซाเคो Derivative 0 เคฌเคจाเคเคจुเคนोเคธ्। Q เคो เคฎाเคจ 22.5 เคฌाเค เคเคेเคฐ 20 เคนुเคจ्เค।
6. Point of Inflection
Question: C = Q^3 - 12Q^2 + 60Q + 100. Find the point of inflection.
English Solution:
Step 1: First Derivative (Marginal Cost)
dC/dQ = 3Q^2 - 24Q + 60
Step 2: Second Derivative
Differentiate again.
d2C/dQ2 = 6Q - 24
Step 3: Set to Zero
To find inflection point, 2nd derivative must be zero.
6Q - 24 = 0
6Q = 24
Q = 4
Meaning: At Q=4, the cost curve changes from concave down to concave up. This is where Marginal Cost is minimum.
Nepali Explanation:
เคฏो เคนिเคธाเคฌ เคเคธเคฐी เคเคฐ्เคจे?
- Step 1: เคชเคนिเคฒो เคोเคी Derivative เคจिเคाเคฒ्เคจुเคนोเคธ्। (เคฏเคธเคฒाเค Marginal Cost เคญเคจिเคจ्เค)।
- Step 2: เคซेเคฐि เคฆोเคธ्เคฐो เคोเคी Derivative เคจिเคाเคฒ्เคจुเคนोเคธ्।
- Step 3: เคฆोเคธ्เคฐो Derivative เคฒाเค 0 เคธँเค เคฌเคฐाเคฌเคฐ เคเคฐ्เคจुเคนोเคธ्।
- Q เคो เคฎाเคจ 4 เคเคँเค। เคฏो เคจै Point of Inflection เคนो। เคฏเคนाँเคฌाเค เคเคฐ्เค เคฌเคข्เคจे เคฆเคฐ เคชเคฐिเคตเคฐ्เคคเคจ เคนुเคจ्เค।
7. Revenue Maximization
Question: A tour operator finds that demand Q = square_root(1000 - 5P). Find the price P that maximizes Total Revenue.
English Solution:
Step 1: Express P in terms of Q
The demand function is:
Q = square_root(1000 - 5P)
Square both sides to remove the root:
Q^2 = 1000 - 5P
Rearrange to solve for P:
5P = 1000 - Q^2
P = 200 - 0.2Q^2
Step 2: Find Revenue Function (R)
Revenue = Price * Quantity
R = (200 - 0.2Q^2) * Q
R = 200Q - 0.2Q^3
Step 3: Differentiate Revenue
dR/dQ = 200 - 0.6Q^2
Step 4: Find Max Q
Set derivative to 0:
200 - 0.6Q^2 = 0
0.6Q^2 = 200
Q^2 = 200 / 0.6 = 333.33
Q = square_root(333.33) = 18.26 (approx)
Step 5: Find Optimal Price (P)
Substitute Q back into the Price equation:
P = 200 - 0.2(333.33)
P = 200 - 66.67
P = Rs. 133.33
Nepali Explanation:
เคฏो เคนिเคธाเคฌ เคเคธเคฐी เคเคฐ्เคจे?
- Step 1: เคช्เคฐเคถ्เคจเคฎा Root (√) เคญเคเคोเคฒे เคชเคนिเคฒे เคฆुเคตै เคคिเคฐ Square เคเคฐ्เคจुเคนोเคธ्। Q^2 = 1000 - 5P เคนुเคจ्เค। เคฏเคธเคฌाเค P เคो เคฎाเคจ เคจिเคाเคฒ्เคจुเคนोเคธ्।
- Step 2: เคเคฎ्เคฆाเคจी (Revenue) เคจिเคाเคฒ्เคจ Price เคฐ Quantity เคฒाเค เคुเคฃा เคเคฐ्เคจुเคนोเคธ् (R = P * Q)।
- Step 3: Revenue เคो Derivative (dR/dQ) เคจिเคाเคฒ्เคจुเคนोเคธ्।
- Step 4: Derivative เคฒाเค 0 เคธँเค เคฌเคฐाเคฌเคฐ เคเคฐेเคฐ Q เคो เคฎाเคจ เคจिเคाเคฒ्เคจुเคนोเคธ्।
- Step 5: เคเคเคो Q เคो เคฎाเคจ เคช्เคฐเคฏोเค เคเคฐेเคฐ เค เคจ्เคคिเคฎ Price (P) เคชเคค्เคคा เคฒเคाเคเคจुเคนोเคธ्।
8. Maximum Profit vs. Minimum Cost
Question: Cost C = Q^2 + 20Q + 500. Demand P = 100 - 3Q. Find Output for Max Profit and Min Average Cost.
English Solution:
Part A: Maximum Profit
1. Find Revenue (R):
R = P * Q = (100 - 3Q) * Q = 100Q - 3Q^2
2. Find Profit (ฯ):
Profit = Revenue - Cost
Profit = (100Q - 3Q^2) - (Q^2 + 20Q + 500)
Profit = 100Q - 3Q^2 - Q^2 - 20Q - 500
Profit = -4Q^2 + 80Q - 500
3. Differentiate Profit:
d(Profit)/dQ = -8Q + 80
Set to 0:
8Q = 80
Q = 10 (For Max Profit)
Part B: Minimum Average Cost (AC)
1. Find AC:
AC = Total Cost / Q
AC = (Q^2 + 20Q + 500) / Q
AC = Q + 20 + 500/Q
2. Differentiate AC:
d(AC)/dQ = 1 - 500/Q^2
Set to 0:
1 = 500/Q^2
Q^2 = 500
Q = square_root(500) = 22.36 (For Min AC)
Result: Max Profit is at Q=10, Min Cost is at Q=22.36. They are different.
Nepali Explanation:
เคฏो เคนिเคธाเคฌ เคเคธเคฐी เคเคฐ्เคจे?
- Max Profit: เคชเคนिเคฒा Revenue (P * Q) เคจिเคाเคฒ्เคจुเคนोเคธ्। เคค्เคฏเคธเคชเคि Profit = Revenue - Cost เคเคฐ्เคจुเคนोเคธ्। เคฏเคธเคो Derivative 0 เคฌเคจाเคँเคฆा Q = 10 เคเคँเค।
- Min AC: เคชเคนिเคฒा Average Cost (Cost / Q) เคจिเคाเคฒ्เคจुเคนोเคธ्। เคฏเคธเคो Derivative 0 เคฌเคจाเคँเคฆा Q = 22.36 เคเคँเค।
- เคจिเคท्เคเคฐ्เคท: เคจाเคซा เคเคฎाเคเคจु เคฐ เคเคฐ्เค เคเคฎ เคเคฐ्เคจु เคซเคฐเค เคुเคฐा เคนुเคจ्, เคค्เคฏเคธैเคฒे Q เคो เคฎाเคจ เคซเคฐเค-เคซเคฐเค เคเคँเค।
9. Rate of Change in Revenue
Question: Books sold (x) increase at 50/week. Price is fixed at Rs. 500. Find rate of change in Revenue.
Twist: What if Price also decreases by Rs. 2/week?
English Solution:
Part A: When Price is Fixed
Given:
Rate of sales (dx/dt) = 50 books/week
Price (P) = 500 (Constant)
Revenue (R) = Price * x = 500x
Calculate Rate (dR/dt):
dR/dt = 500 * (dx/dt)
dR/dt = 500 * 50
Rate = Rs. 25,000 per week
Part B: The Twist (Variable Price)
Given:
dx/dt = 50 (Sales increasing)
dP/dt = -2 (Price decreasing)
Current Price P = 500
Let current sales be 'x'.
Use Product Rule:
Revenue R = P * x
Differentiate with respect to time (t):
dR/dt = x * (dP/dt) + P * (dx/dt)
dR/dt = x * (-2) + 500 * (50)
dR/dt = 25,000 - 2x
Result: Revenue increases by 25,000 minus 2 times the current sales volume.
Nepali Explanation:
เคฏो เคนिเคธाเคฌ เคเคธเคฐी เคเคฐ्เคจे?
- Part A (เคฎूเคฒ्เคฏ เคธ्เคฅिเคฐ เคนुँเคฆा): เคเคฎ्เคฆाเคจी (Revenue) เคญเคจेเคो 500 เคुเคจा เคिเคคाเคฌเคो เคธंเค्เคฏा (x) เคนो। เคिเคคाเคฌ เคฌिเค्เคฐी เคนเคช्เคคाเคฎा 50 เคฒे เคฌเคข्เค เคญเคจे, เคเคฎ्เคฆाเคจी 500 × 50 = 25,000 เคฒे เคฌเคข्เค।
- Part B (เคฎूเคฒ्เคฏ เคเค्เคฆा): เคฏเคนाँ Product Rule (u.v rule) เคช्เคฐเคฏोเค เคเคฐ्เคจुเคชเคฐ्เค।
เคธुเคค्เคฐ: (เคชเคนिเคฒो × เคฆोเคธ्เคฐोเคो เคฆเคฐ) + (เคฆोเคธ्เคฐो × เคชเคนिเคฒोเคो เคฆเคฐ)।
เคฏเคธเคो เคฎเคคเคฒเคฌ, เคฌिเค्เคฐी เคฌเคข्เคฆा เคเคฎ्เคฆाเคจी 25,000 เคฒे เคฌเคข्เคจ เคोเค्เค, เคคเคฐ เคฎूเคฒ्เคฏ เคเค्เคฆा '2x' เคฒे เคเค्เค।
10. Cylinder Cost Minimization
Question: A cylindrical can has a Volume of 250*pi. Find radius (r) and height (h) to minimize Surface Area (Cost).
English Solution:
Step 1: Use Volume Formula
Volume (V) = pi * r^2 * h = 250 * pi
Cancel 'pi' from both sides:
r^2 * h = 250
h = 250 / (r^2) ... (Equation 1)
Step 2: Surface Area Formula (Objective Function)
Surface Area (S) = 2*pi*r^2 (Top & Bottom) + 2*pi*r*h (Side)
Substitute 'h' from Equation 1:
S = 2*pi*r^2 + 2*pi*r * (250 / r^2)
S = 2*pi*r^2 + (500 * pi) / r
Step 3: Differentiate S with respect to r
dS/dr = 4*pi*r - (500 * pi) / (r^2)
(Note: Derivative of 1/r is -1/r^2)
Step 4: Minimize Surface Area
Set dS/dr = 0:
4*pi*r = (500 * pi) / (r^2)
Cancel 'pi':
4r = 500 / r^2
4r^3 = 500
r^3 = 125
r = 5 cm
Step 5: Find Height
h = 250 / (5^2) = 250 / 25
h = 10 cm
Result: Minimum cost is achieved when Radius is 5 cm and Height is 10 cm.
Nepali Explanation:
เคฏो เคนिเคธाเคฌ เคเคธเคฐी เคเคฐ्เคจे?
- Step 1: เคเคฏเคคเคจ (Volume) เคो เคธुเคค्เคฐ (pi*r^2*h) เคช्เคฐเคฏोเค เคเคฐेเคฐ h เคो เคฎाเคจ r เคो เคเคงाเคฐเคฎा เคจिเคाเคฒ्เคจुเคนोเคธ्। (h = 250/r^2)।
- Step 2: เคเคฐ्เค เคเคฎ เคเคฐ्เคจु เคญเคจेเคो Surface Area (S) เคเคฎ เคเคฐ्เคจु เคนो। S เคो เคธुเคค्เคฐเคฎा h เคो เคฎाเคจ เคฐाเค्เคจुเคนोเคธ्।
- Step 3: S เคो Derivative (dS/dr) เคจिเคाเคฒ्เคจुเคนोเคธ्।
- Step 4: Derivative เคฒाเค 0 เคฌเคจाเคเคฐ r เคो เคฎाเคจ เคจिเคाเคฒ्เคจुเคนोเคธ्। (r = 5 เคเคँเค)।
- Step 5: r เคो เคฎाเคจ เคช्เคฐเคฏोเค เคเคฐेเคฐ h เคจिเคाเคฒ्เคจुเคนोเคธ्। (h = 10 เคเคँเค)।
12. MR and Elasticity Proof
Question: Prove that MR = AR * (1 - 1/|Ed|).
Challenge: Is MR positive or negative when demand is inelastic (|Ed| < 1)?
English Solution:
Step 1: Definitions
Revenue (R) = Price (P) * Quantity (Q)
Average Revenue (AR) = P
Elasticity of Demand (Ed) = -(P/Q) * (dQ/dP)
From this, we can say: 1/|Ed| = -(Q/P) * (dP/dQ)
Step 2: Differentiate Revenue (Product Rule)
MR = dR/dQ = d(P * Q)/dQ
Apply Product Rule (u*v):
MR = P * (dQ/dQ) + Q * (dP/dQ)
MR = P * (1) + Q * (dP/dQ)
MR = P + Q * (dP/dQ)
Step 3: Factor out P
Take 'P' common from both terms:
MR = P * [ 1 + (Q/P) * (dP/dQ) ]
Step 4: Substitute Elasticity
We know that (Q/P) * (dP/dQ) = -1/|Ed|
Also, P = AR.
Substitute these into the equation:
MR = AR * ( 1 - 1/|Ed| )
(Proved)
Challenge Answer:
If Demand is Inelastic, it means |Ed| < 1 (e.g., 0.5).
Then, 1/|Ed| will be greater than 1 (e.g., 1/0.5 = 2).
So, (1 - 2) is Negative.
Conclusion: Marginal Revenue is Negative when demand is inelastic.
Nepali Explanation:
เคฏो เคเคธเคฐी เคช्เคฐเคฎाเคฃिเคค เคเคฐ्เคจे?
- Step 1: เคนाเคฎीเคฒाเค เคฅाเคนा เค, Revenue (R) = P * Q เคนुเคจ्เค। Elasticity เคो เคธुเคค्เคฐ -(P/Q)*(dQ/dP) เคนो।
- Step 2: Revenue เคो Derivative (MR) เคจिเคाเคฒ्เคจुเคนोเคธ्। เคฏเคนाँ Product Rule เคฒเคाเคเคจुเคชเคฐ्เค (เคชเคนिเคฒो × เคฆोเคธ्เคฐोเคो เคฆเคฐ + เคฆोเคธ्เคฐो × เคชเคนिเคฒोเคो เคฆเคฐ)।
- Step 3: P เคฒाเค เคฌाเคนिเคฐ เคคाเคจ्เคจुเคนोเคธ् (Common เคฒिเคจुเคนोเคธ्)। เคญिเคค्เคฐ [1 + (Q/P)(dP/dQ)] เคฌाँเคी เคฐเคนเคจ्เค।
- Step 4: (Q/P)(dP/dQ) เคญเคจेเคो Elasticity เคो เคเคฒ्เคो (-1/Ed) เคนो। เคฏเคธเคฒाเค เคช्เคฐเคคिเคธ्เคฅाเคชเคจ (Substitute) เคเคฐ्เคฆा เคซเคฐ्เคฎुเคฒा เคฌเคจ्เค।
- Challenge: เคฏเคฆि เคฎाเค Inelastic (1 เคญเคจ्เคฆा เคเคฎ) เค เคญเคจे, 1/Ed เคो เคฎाเคจ 1 เคญเคจ्เคฆा เค ूเคฒो เคนुเคจ्เค। เคธाเคจो เคฌाเค เค ूเคฒो เคเคाเคँเคฆा เคเคค्เคคเคฐ เคเคฃाเคค्เคฎเค (Negative) เคเคँเค।
13. Cubic Profit Maximization
Question: Profit = -Q^3 + 30Q^2 - 100Q - 500. Find Local Maximum.
English Solution:
Step 1: First Derivative
d(Profit)/dQ = -3Q^2 + 60Q - 100
Step 2: Set to Zero (Quadratic Formula)
-3Q^2 + 60Q - 100 = 0
Multiply by -1: 3Q^2 - 60Q + 100 = 0
Formula: Q = [-b +/- square_root(b^2 - 4ac)] / 2a
Q = [60 +/- square_root(3600 - 1200)] / 6
Q = [60 +/- square_root(2400)] / 6
Q = [60 +/- 49] / 6
Step 3: Find Q values
Q1 = (60 - 49)/6 = 1.83
Q2 = (60 + 49)/6 = 18.16
Step 4: Second Derivative Test
d2(Profit)/dQ2 = -6Q + 60
At Q = 1.83: -6(1.83) + 60 = Positive (Minimum)
At Q = 18.16: -6(18.16) + 60 = -108.9 + 60 = Negative (Maximum)
Max Profit is at Q = 18.16
Nepali Explanation:
เคฏो เคนिเคธाเคฌ เคเคธเคฐी เคเคฐ्เคจे?
- Step 1: เคจाเคซाเคो Derivative เคจिเคाเคฒ्เคจुเคนोเคธ्।
- Step 2: เคฏो เคเคเคा Quadratic Equation (ax^2 + bx + c) เคฌเคจ्เค। เคฏเคธเคฒाเค เคนเคฒ เคเคฐ्เคจ เคธुเคค्เคฐ (Formula) เคช्เคฐเคฏोเค เคเคฐ्เคจुเคนोเคธ्। Q เคो เคฆुเคเคตเคा เคฎाเคจ เคเคँเค।
- Step 3: Second Derivative เคจिเคाเคฒेเคฐ เคाँเค เคเคฐ्เคจुเคนोเคธ्।
- Step 4: Q = 18.16 เคฐाเค्เคฆा Second Derivative เคเคฃाเคค्เคฎเค (Negative) เคเคँเค, เคค्เคฏเคธैเคฒे เคฏเคนाँ เคจाเคซा เคธเคฌैเคญเคจ्เคฆा เคฌเคขी (Maximum) เคนुเคจ्เค।
14. Slope of MR vs AR
Question: Demand P = 100 - Q^3. Find and compare the slopes of the Marginal Revenue (MR) curve and Average Revenue (AR) curve.
English Solution:
Step 1: Analyze Average Revenue (AR)
Average Revenue is simply the Price (P) per unit.
AR = P = 100 - Q^3
Slope of AR = d(AR)/dQ
Differentiate with respect to Q:
Slope AR = -3Q^2
Step 2: Analyze Marginal Revenue (MR)
Total Revenue (R) = Price * Quantity
R = (100 - Q^3) * Q
R = 100Q - Q^4
Marginal Revenue is the derivative of Total Revenue:
MR = dR/dQ = 100 - 4Q^3
Slope of MR = d(MR)/dQ
Differentiate MR with respect to Q:
Slope MR = -12Q^2
Step 3: Compare Slopes
Slope AR = -3Q^2
Slope MR = -12Q^2
Ratio = (-12Q^2) / (-3Q^2) = 4
Result: The slope of the Marginal Revenue curve is 4 times steeper than the slope of the Average Revenue curve. Both slopes are negative.
Nepali Explanation:
เคฏो เคนिเคธाเคฌ เคเคธเคฐी เคเคฐ्เคจे?
- Step 1: AR เคญเคจेเคो Price (P) เคจै เคนो। เคฏเคธเคो Derivative (Slope) เคจिเคाเคฒ्เคจुเคนोเคธ्। (-3Q^2 เคเคँเค)।
- Step 2: Revenue (P*Q) เคจिเคाเคฒ्เคจुเคนोเคธ् เคฐ เคฏเคธเคो Derivative (MR) เคจिเคाเคฒ्เคจुเคนोเคธ्। เคซेเคฐि MR เคो เคชเคจि Derivative (Slope) เคจिเคाเคฒ्เคจुเคนोเคธ्। (-12Q^2 เคเคँเค)।
- Step 3: เคคुเคฒเคจा เคเคฐ्เคฆा MR เคो เคขเคฒ्เคाเค (Slope) AR เคญเคจ्เคฆा 4 เคुเคฃा เคฌเคขी เคนुเคจ्เค। เคฏเคธเคो เคฎเคคเคฒเคฌ MR เคो เคฐेเคा AR เคญเคจ्เคฆा เคงेเคฐै เค ाเคกो เคนुเคจ्เค।
15. The Norman Window
Question: A window is a rectangle topped by a semicircle. Total perimeter is 20m. Find dimensions to maximize light (Area).
English Solution:
Step 1: Define Variables
Let 'r' be the radius of the semicircle.
The width of the window (diameter) = 2r.
Let 'h' be the height of the rectangular part.
Perimeter = (2 vertical sides) + (bottom width) + (semicircle arc)
20 = 2h + 2r + (pi * r)
(Note: The top side of the rectangle is not included in the perimeter because it's inside the window).
Step 2: Express 'h' in terms of 'r'
2h = 20 - 2r - pi*r
h = 10 - r - 0.5*pi*r
Step 3: Area Function (Maximize)
Total Area (A) = Area of Rectangle + Area of Semicircle
A = (width * height) + (0.5 * pi * r^2)
A = (2r * h) + 0.5*pi*r^2
Substitute 'h' from Step 2:
A = 2r(10 - r - 0.5*pi*r) + 0.5*pi*r^2
A = 20r - 2r^2 - pi*r^2 + 0.5*pi*r^2
A = 20r - 2r^2 - 0.5*pi*r^2
Step 4: Differentiate and Solve
dA/dr = 20 - 4r - pi*r
Set derivative to 0:
20 - r(4 + pi) = 0
r(4 + pi) = 20
r = 20 / (4 + pi) meters
Step 5: Find Height (Optional Check)
If you substitute 'r' back into the 'h' equation, you will find that h = r. This is a standard result for maximum area.
Result: To admit the most light, the radius should be 20/(4+pi) meters, and the height of the rectangle should equal the radius.
Nepali Explanation:
เคฏो เคนिเคธाเคฌ เคเคธเคฐी เคเคฐ्เคจे?
- Step 1: เค्เคฏाเคฒเคो เคेเคฐा (Perimeter) 20 เคฎिเคเคฐ เค। เคฏเคธเคฎा เคเคฏเคคเคो เคคीเคจ เคेเค (2h + 2r) เคฐ เค เคฐ्เคงเคตृเคค्เคคเคो เคोเคฒाเค (pi*r) เคชเคฐ्เค। เคฏเคธเคฌाเค เคเคाเค (h) เคो เคฎाเคจ เคจिเคाเคฒ्เคจुเคนोเคธ्।
- Step 2: เค्เคทेเคค्เคฐเคซเคฒ (Area) เคจिเคाเคฒ्เคจे เคธुเคค्เคฐ เคฌเคจाเคเคจुเคนोเคธ् (เคเคฏเคค + เค เคฐ्เคงเคตृเคค्เคค)। h เคो เคฎाเคจ เคฐाเค्เคจुเคนोเคธ्।
- Step 3: Derivative เคจिเคाเคฒेเคฐ 0 เคธँเค เคฌเคฐाเคฌเคฐ เคเคฐ्เคจुเคนोเคธ्। r เคो เคฎाเคจ เคเคँเค।
- เคจिเคท्เคเคฐ्เคท: เคงेเคฐै เคช्เคฐเคाเคถ เคเคเคจเคो เคฒाเคि เค เคฐ्เคงเคตृเคค्เคคเคो เค เคฐ्เคงเคต्เคฏाเคธ (radius) เคฐ เคเคฏเคคเคो เคเคाเค (height) เคฌเคฐाเคฌเคฐ เคนुเคจुเคชเคฐ्เค।
16. Depreciation Calculation
Question: A machine costs Rs. 50,000 and depreciates at 20% per annum. Calculate its value after 2 years.
English Solution:
Step 1: Identify Given Values
Initial Value (P) = Rs. 50,000
Rate of Depreciation (r) = 20%
Time (n) = 2 years
Step 2: Use Depreciation Formula
Formula: V = P * (1 - r/100)^n
(We use minus because value decreases).
Step 3: Substitute and Solve
V = 50,000 * (1 - 20/100)^2
V = 50,000 * (1 - 0.2)^2
V = 50,000 * (0.8)^2
V = 50,000 * 0.64
V = Rs. 32,000
Result: The value of the machine after 2 years is Rs. 32,000.
Nepali Explanation:
เคฏो เคนिเคธाเคฌ เคเคธเคฐी เคเคฐ्เคจे?
- Step 1: เคฎेเคธिเคจเคो เคธुเคฐुเคो เคฎूเคฒ्เคฏ (P) 50,000 เค। เคนเคฐेเค เคตเคฐ्เคท 20% เคฒे เคฎूเคฒ्เคฏ เคเค्เค (Depreciation)।
- Step 2: เคน्เคฐाเคธ เคเค्เคी (Depreciation) เคो เคธुเคค्เคฐ V = P(1 - r/100)^n เคช्เคฐเคฏोเค เคเคฐ्เคจुเคนोเคธ्।
- Step 3: เคฎाเคจ เคฐाเค्เคฆा (1 - 0.2) เคฒे 0.8 เคนुเคจ्เค। 0.8 เคो เคธ्เค्เคตाเคฏเคฐ 0.64 เคนुเคจ्เค।
- Step 4: 50,000 เคฒाเค 0.64 เคฒे เคुเคฃा เคเคฐ्เคฆा 32,000 เคเคँเค।
17. Maximizing Area of Plot
Question: Find the maximum area of a rectangular plot that can be enclosed with 120 meters of fencing.
English Solution:
Step 1: Perimeter Constraint
Let Length = L and Breadth = B.
Perimeter = 2(L + B) = 120
Divide by 2:
L + B = 60
B = 60 - L
Step 2: Area Function (Maximize)
Area (A) = L * B
Substitute 'B' from Step 1:
A = L * (60 - L)
A = 60L - L^2
Step 3: Differentiate and Solve
dA/dL = 60 - 2L
Set derivative to 0 for maximum:
60 - 2L = 0
2L = 60
L = 30 meters
Step 4: Calculate Max Area
Find B: B = 60 - 30 = 30 meters.
Max Area = L * B = 30 * 30
Area = 900 sq. meters
Nepali Explanation:
เคฏो เคนिเคธाเคฌ เคเคธเคฐी เคเคฐ्เคจे?
- Step 1: เคेเคฐा (Perimeter) 120 เคฎिเคเคฐ เค। เคธुเคค्เคฐ 2(L+B) = 120 เคฌाเค L+B = 60 เคจिเคाเคฒिเคจ्เค। B เคฒाเค (60-L) เคฎाเคจ्เคจुเคนोเคธ्।
- Step 2: เค्เคทेเคค्เคฐเคซเคฒ (Area) = L * B เคนुเคจ्เค। B เคो เค ाเคँเคฎा (60-L) เคฐाเค्เคจुเคนोเคธ्।
- Step 3: Derivative เคจिเคाเคฒेเคฐ 0 เคธँเค เคฌเคฐाเคฌเคฐ เคเคฐ्เคจुเคนोเคธ्। L เคो เคฎाเคจ 30 เคเคँเค।
- Step 4: เคฒเคฎ्เคฌाเค 30 เคฐ เคौเคกाเค 30 เคนुँเคฆा เค्เคทेเคค्เคฐเคซเคฒ เคธเคฌैเคญเคจ्เคฆा เคฌเคขी (900) เคนुเคจ्เค। (เคฏो เคเคเคा เคตเคฐ्เค/Square เคฌเคจ्เค)।
18. Profit Maximization
Question: Revenue R = 100Q - Q^2 and Cost C = Q^2 + 10Q. Find output Q that maximizes profit.
English Solution:
Step 1: Profit Function (ฯ)
Profit = Revenue - Cost
ฯ = (100Q - Q^2) - (Q^2 + 10Q)
ฯ = 100Q - Q^2 - Q^2 - 10Q
ฯ = 90Q - 2Q^2
Step 2: Differentiate Profit
dฯ/dQ = 90 - 4Q
Step 3: Solve for Q
Set derivative to 0:
90 - 4Q = 0
4Q = 90
Q = 90 / 4
Q = 22.5 units
Step 4: Second Derivative Test (Optional Check)
d2ฯ/dQ2 = -4 (Negative).
Since it is negative, profit is Maximum at Q = 22.5.
Nepali Explanation:
เคฏो เคนिเคธाเคฌ เคเคธเคฐी เคเคฐ्เคจे?
- Step 1: เคจाเคซा (Profit) เคจिเคाเคฒ्เคจ เคเคฎ्เคฆाเคจी (Revenue) เคฌाเค เคเคฐ्เค (Cost) เคเคाเคเคจुเคนोเคธ्।
- Note: Cost เคเคाเคँเคฆा Cost เคो เคธเคฌै เคिเคจ्เคน (sign) เคฌเคฆเคฒिเคจ्เค (เคฎाเคเคจเคธ เคนुเคจ्เค)।
- Step 2: เคจाเคซाเคो Derivative เคจिเคाเคฒ्เคจुเคนोเคธ्। (90 - 4Q เคเคँเค)।
- Step 3: Derivative เคฒाเค 0 เคธँเค เคฌเคฐाเคฌเคฐ เคเคฐ्เคจुเคนोเคธ्। Q เคो เคฎाเคจ 22.5 เคเคँเค।
19. Finding Equilibrium
Question: Demand P = 100 - Q^2 and Supply Q = 2P - 10. Find the equilibrium price and quantity.
English Solution:
Step 1: Express both equations in terms of P
Demand: P = 100 - Q^2
Supply: Q = 2P - 10 => 2P = Q + 10 => P = 0.5Q + 5
Step 2: Set Demand equal to Supply (Equilibrium)
100 - Q^2 = 0.5Q + 5
Rearrange into a quadratic equation:
Q^2 + 0.5Q - 95 = 0
Step 3: Solve for Q (Using Quadratic Formula)
Q = [-0.5 + square_root(0.5^2 - 4 * 1 * -95)] / 2
Q = [-0.5 + square_root(0.25 + 380)] / 2
Q = [-0.5 + 19.5] / 2 = 19 / 2
Q = 9.5 units
Step 4: Find Equilibrium Price (P)
P = 0.5(9.5) + 5 = 4.75 + 5
P = Rs. 9.75
Nepali Explanation:
เคฏो เคนिเคธाเคฌ เคเคธเคฐी เคเคฐ्เคจे?
- Step 1: เคธเคจ्เคคुเคฒเคจ (Equilibrium) เคจिเคाเคฒ्เคจ เคฎाเค (Demand) เคฐ เคเคชूเคฐ्เคคि (Supply) เคฌเคฐाเคฌเคฐ เคนुเคจुเคชเคฐ्เค। เคฆुเคตै เคธเคฎीเคเคฐเคฃเคฒाเค P เคो เคฐूเคชเคฎा เคฒेเค्เคจुเคนोเคธ्।
- Step 2: เคฆुเคตैเคฒाเค เคฌเคฐाเคฌเคฐ เคฌเคจाเคเคฐ เคเคเคा Quadratic Equation เคฌเคจाเคเคจुเคนोเคธ्।
- Step 3: เคธुเคค्เคฐ เคช्เคฐเคฏोเค เคเคฐेเคฐ Q เคो เคฎाเคจ เคจिเคाเคฒ्เคจुเคนोเคธ्। (Q = 9.5 เคเคँเค)।
- Step 4: Q เคो เคฎाเคจ เคुเคจै เคเคเคा เคธเคฎीเคเคฐเคฃเคฎा เคฐाเคेเคฐ เคฎूเคฒ्เคฏ (P) เคจिเคाเคฒ्เคจुเคนोเคธ्।
20. Calculating Total Profit
Question: Calculate the total profit at Q = 3 for a firm where Price P = 300 - 4Q and Cost C = 500 + 28Q.
English Solution:
Step 1: Find Total Revenue (R)
R = P * Q = (300 - 4Q) * Q
At Q = 3:
R = (300 - 4*3) * 3
R = (300 - 12) * 3 = 288 * 3 = Rs. 864
Step 2: Find Total Cost (C)
C = 500 + 28Q
At Q = 3:
C = 500 + 28*3
C = 500 + 84 = Rs. 584
Step 3: Find Total Profit (ฯ)
Profit = Total Revenue - Total Cost
Profit = 864 - 584
Profit = Rs. 280
Nepali Explanation:
เคฏो เคนिเคธाเคฌ เคเคธเคฐी เคเคฐ्เคจे?
- Step 1: เคชเคนिเคฒे เคเคฎ्เคฆाเคจी (Revenue) เคจिเคाเคฒ्เคจुเคนोเคธ्। P เคो เคธเคฎीเคเคฐเคฃเคฎा Q = 3 เคฐाเคेเคฐ เคฎूเคฒ्เคฏ เคจिเคाเคฒ्เคจुเคนोเคธ् เคฐ เคค्เคฏเคธเคฒाเค 3 เคฒे เคुเคฃा เคเคฐ्เคจुเคนोเคธ्।
- Step 2: เคค्เคฏเคธเคชเคि เคเคฐ्เค (Cost) เคจिเคाเคฒ्เคจुเคนोเคธ्। Cost เคो เคธเคฎीเคเคฐเคฃเคฎा Q = 3 เคฐाเค्เคจुเคนोเคธ्।
- Step 3: เคเคฎ्เคฆाเคจीเคฌाเค เคเคฐ्เค เคเคाเคเคจुเคนोเคธ्। เคฌाँเคी เคฐเคนेเคो 280 เคจै เคुเคฒ เคจाเคซा เคนो।
21. Micro vs Macro Economics
Question: Define Micro and Macro Economics and write two main differences.
English Solution:
Definitions:
Microeconomics: Studies the behavior of individual units like a single consumer, a firm, or a specific market.
Macroeconomics: Studies the behavior of the entire economy as a whole, such as national income, total employment, and inflation.
Differences:
1. Scope: Micro deals with small parts (Individual), Macro deals with the aggregate (Total).
2. Objective: Micro aims to determine the price of a product; Macro aims to determine the level of income and employment in a country.
Nepali Explanation:
เคชเคฐिเคญाเคทा เคฐ เคซเคฐเค:
- Micro (เคต्เคฏเคท्เคि): เคฏเคธเคฒे เคธाเคจो เคเคाเคเคो เค เคง्เคฏเคฏเคจ เคเคฐ्เค, เคเคธ्เคคै เคเคเคा เค्เคฐाเคนเค เคตा เคเคเคा เคเคฎ्เคชเคจी। เคฏเคธเคฒाเค 'Price Theory' เคชเคจि เคญเคจिเคจ्เค।
- Macro (เคธเคฎเคท्เคि): เคฏเคธเคฒे เคชूเคฐै เคฆेเคถเคो เค เคฐ्เคฅเคคเคจ्เคค्เคฐเคो เค เคง्เคฏเคฏเคจ เคเคฐ्เค, เคเคธ्เคคै เคुเคฒ เคाเคฐ्เคนเคธ्เคฅ्เคฏ เคเคค्เคชाเคฆเคจ (GDP) เคตा เคฌेเคฐोเคเคाเคฐी। เคฏเคธเคฒाเค 'Income Theory' เคญเคจिเคจ्เค।
- เคฎुเค्เคฏ เคซเคฐเค: เคฎाเคเค्เคฐोเคฒे เคเคเคा เคฐुเคเคो เคฌाเคฐेเคฎा เคธोเค्เค เคญเคจे เคฎ्เคฏाเค्เคฐोเคฒे เคชूเคฐै เคंเคเคฒเคो เคฌाเคฐेเคฎा เคธोเค्เค।




Comments
Post a Comment