经济问题 · 分段与比较

分段计费与方案比较

先按规则划出区间,再比较同一需求下的最低总费用。

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01

同一需求,为什么会选不同方案?

自拟演示:阶梯甲方案前10单位每单位3元,超出部分每单位2元;乙方案固定8元,另按每单位2元。用12单位,分别付多少?商品演示使用下文例题二:每支10元,至少买够指定支数,允许多拿;甲付3赠1,乙单笔满100减25,二者不能叠加。

第1步 / 共4步:确认需求与规则

需求:12单位。甲前10单位每单位3元,超出部分2元;乙固定8元加每单位2元。乙即使用量为0,也收固定8元。

123456789101112

当前:阶梯12单位

先写完整规则,再分段计算

甲的2元单价只用于第11、12单位。

演示使用整数用量。固定费与用量费分别计算;图中格子表示单位数量。

02

学习准备与目标

必要前置

整数四则运算、用字母表示数量、比较大小和简单不等式。符号⌊u⌋表示不超过u的最大整数,例如⌊8÷3⌋=2;⌈u⌉表示不小于u的最小整数。

S班要掌握什么

  • 区分“超过部分变价”与“全部数量变价”。
  • 解出等价点后,核对它是否在当前公式的适用区间。
  • 分清恰好买n件与至少买n件,按整数处理买赠。
  • 先找每个方案的最低可行费用,再比较。

S班为本项目教学深度编排,不代表任何机构已核实的官方课纲。本页所有收费、满减和赠送条件均为自拟数学规则,不对应真实商业政策。

03

原理:一条公式只负责一个适用区间

阶梯收费是分段累加

设用量x≥0。若前a单位每单位p元,超出部分每单位q元,则费用为:x≤a时C(x)=px;x>a时C(x)=pa+q(x−a)。pa是已经完成的第一段账单,不能再按q重新计算。本题不另取整或四舍五入;主例与演示用整数单位,公式也适用于可连续计量且按同样规则收费的用量。

“满a单位后全部按q元”会是另一种规则,公式是qx,不能与分段累加混淆。比较两个方案时,取双方所有门槛,把数轴切成共同适用的区间,在每个区间内分别相减。

门槛优惠可能跳变,不能跨门槛外推

原价金额m满100减25一次:m<100时付款m;m≥100时付款m−25。99元尚不减,100元就付75元。这是自拟规则中真实的向下跳变,不能用一条直线覆盖两侧。满200也只减25,不自动减50。

“至少买够”先做一次最小化

若允许多买,每个方案的比较对象是拿到至少n件所需的最低费用,不是机械地都只买n件。买赠中的付费件数必须为整数;凑门槛后获得的多余商品可以拿走,但不能凭空退货或折现。未说明可叠加时,本页明确规定两方案不能叠加。

统一步骤:明确目标与单位 → 列清门槛、等号归属和叠加规则 → 分段列费用 → 求整数可行的最低费用 → 比较并检查门槛两侧。

04

完整例题:先分段,再判断最优

例题一 · 阶梯计费与等价点

甲乙方案在哪些整数用量下更便宜?

甲前10单位每单位3元,超出部分每单位2元;乙固定8元,另每单位2元。用量x为非负整数,乙在x=0时也收8元,甲无固定费。所有费用按上述规则精确计算,无额外收费。

  1. 按门槛分段:0≤x≤10时甲A=3x;x>10时A=30+2(x−10)=2x+10。乙全程B=8+2x。
  2. 第一段比较:A−B=x−8。因此x<8时甲便宜,x=8时同为24元,8<x≤10时乙便宜。
  3. 第二段比较:A−B=(2x+10)−(2x+8)=2,乙始终便宜2元。两条费用线的斜率相同,所以不会再相交。
  4. 合并整数答案:x=0~7选甲;x=8同价;x≥9选乙。12单位时A=30+2×2=34,B=8+24=32,符合结论。

门槛x=10:A=30,超出部分为0;x=11:A=32。不能把11单位全部乘2得到22元。等价点必须按其所在区间的公式检验。

例题二 · S班结构变式:买赠、满减与允许多买

同款铅笔每支10元,至少买够n支,怎样选最省?

n为正整数,铅笔不可拆分,允许多拿。只能选一种方案:甲每支付3支的钱赠1支,可重复赠;赠品同款且不再参与赠送,不兑换现金。乙所有购买支数按每支10元计算原价,单笔原价满100元减25元,只减一次。没有其他优惠、运费或额外限制。

第一步:甲最少付几支的钱?

付q支的钱得到q+⌊q÷3⌋支。要取满足q+⌊q÷3⌋≥n的最小非负整数q。把n写成4a+r,a=⌊n÷4⌋,r为0、1、2、3:每4支用“付3赠1”,余下r支再付r支的钱;r=3时还会多赠1支,但允许多拿。因此最少付费支数为

q = n−⌊n÷4⌋ = ⌈3n÷4⌉,A(n)=10q。

核查最少性:当r=0时,少付一支只能得到4a−2支;r=1、2、3时少付一支分别只能得到4a、4a+1、4a+2支,都不足n。这也说明不能把所有n直接乘3/4元后付款,付费件数必须向上取整。

第二步:乙要不要主动多买?

若n≤9,不满门槛时最少只买n支,花10n元;达到门槛的最便宜办法是买10支,付100−25=75元,再多买只会加钱。两者取小。若n≥10,买n支已经达标,再多买不再多减,最低费用是10n−25。

乙方案的最低费用(已考虑多买)
需求n乙的选择最低费用B(n)
1~7买n支,不凑单10n元
8、9买到10支75元
≥10买n支,减25一次10n−25元

第三步:在同一需求下比较最低费用

完整的整数最优区间
需求n比较依据结论
1~3甲、乙都付10n元;n=3时甲多得1支费用相同
4~7甲至少省1支的钱;乙不凑单甲便宜
8、9甲分别60、70元,乙75元甲便宜
10、11甲80、90元;乙75、85元乙便宜5元
≥12A−B=25−10⌊n÷4⌋≤−5甲便宜

核对反转:n=10,甲付8赠2,80元;乙75元。n=12,甲付9赠3,90元;乙95元。不能因买赠“大约七五折”或满减“正好七五折”,就认定某方案永远最省。

05

迁移练习:等价点和门槛都要验

以下均为自拟题,规则只用于数学训练。

练习一 · 算出了等价点,就一定有效吗?

甲前8单位每单位4元,超出部分每单位3元;乙固定12元,另每单位3元。用量x为非负整数,不另取整。有人用4x=12+3x求得x=12,认为12单位同价。他对吗?比较所有用量,并算19单位的费用。

展开完整解析

不对。4x只适用于0≤x≤8,解出的12不在适用区间。第一段A−B=4x−(12+3x)=x−12≤−4,所以甲便宜。第二段x>8,A=32+3(x−8)=3x+8,B=3x+12,甲恒便宜4元。

因此所有非负整数用量均甲便宜,不存在等价点。19单位时甲32+11×3=65元,乙12+19×3=69元。在12单位时甲44元、乙48元,直接检验就能发现错误。

练习二 · 同一优惠,需求换成7支与13支

沿用例题二的完整买赠与满减规则,至少要7支与至少要13支时,各方案最低多少元,选哪种?允许多拿、不能叠加、乙只减一次。

展开完整解析

至少7支:甲q=7−⌊7÷4⌋=6,付60元,实际得到6+2=8支。少付一支只能得到5+1=6支,不足7。乙买7支付70元;买到10支需75元,所以乙最低70元。甲省10元。

至少13支:甲q=13−⌊13÷4⌋=10,付100元,得到10+3=13支。乙买13支达门槛,130−25=105元;再买不会增加减免。甲省5元。“至少”允许甲在第一问多拿1支,若条件变成恰好得到7支且不能丢弃或拒绝赠品,必须重新解释可行方案。

边界反例 · 可不可以把两种优惠一起算?

例题二中,付8支的钱赠2支,能再按“原价10支共100元”满减25,付款55元吗?

展开判定

不能。题目明确二者不叠加;甲方案的80元不能再次进入乙方案。即使另一个题目允许叠加,也必须明确满减门槛按付费商品原价、赠前数量还是折后金额判断。未写清时不能自行假定。本题至少10支的最优费用仍为乙的75元。

06

易错与回顾

规则比促销名称更重要
常见误区检查方式
超过门槛后全部套低单价是“超出部分”还是“全部变价”?本页阶梯规则只改超出部分。
算出交点就接受把交点代回它所在区间的两条实际费用公式。
买赠直接当固定折扣付费件数和赠送次数必须为整数;赠品不再次参与赠送。
把满100减25理解成每满100减25本题仅减一次;200元仍付175元。
只比较恰买n件的账单“至少、允许多买”时,还要检查主动到门槛的最低费用。
先选最大优惠比例比较相同需求下实际可行的最低总付款。

带走的方法:先读规则,分段列式;等号归属说清楚;整数条件不省略;门槛前后都检查;每个方案先求自己的最低费用,再在同一需求下比较。

07

逐章回看

文字稿默认展开。点击章节标题,可定位到视频中的对应讲解。

甲方案前十单位每单位三元,超出部分每单位两元。用十二单位,先付三十,再付四,共三十四元。

乙方案固定八元,再按每单位两元收费。十单位以内,两方案在八单位时相等。

超过十单位,甲是两倍用量加十,乙是两倍用量加八。乙始终便宜两元。

再看整支铅笔,每支十元,至少买够指定支数,允许多拿。两种优惠不能叠加。

甲每付三支赠一支,可重复赠,赠品不再参与赠送。乙单笔满一百减二十五,只减一次。

至少十支,甲付八支的钱,赠两支,共八十元。乙买十支,付七十五元,乙更便宜。

至少十二支,甲付九支,赠三支,付九十元。乙付九十五元,这次甲更便宜。

至少八支时,乙可以主动买到十支,付七十五元,比买八支的八十元少。

但甲付六支赠两支,只要六十元。先算各方案的最低费用,再比较,不能只看折扣。

08

学习与图示说明

所有例题为本页自拟,数学结论由分段推导、整数最小性证明与独立精确计算复核。图中格子表示数量,费用线表示上述自拟函数,不代表真实商品尺寸或商业政策。规则若变为恰好购买、可退货、每满减或可叠加,须重新建模。

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