수리논술, 이게 다다.

인문계열 2번

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문제

④

‘빈 섬’에는 12명의 농민이 살고 있다. 전체 농민의 1/3은 각각 2필지의 논을 소유하고 있고, 2/3는 각각 1필지의 논을 소유하고 있다. 전체 논의 1/2은 비옥하며, 나머지 1/2은 비옥하지 않다. 비옥한 논에서는 한 해에 필지 당 10단위의 쌀이 생산되지만, 비옥하지 않은 논에서는 한 해에 필지 당 6단위의 쌀이 생산된다.

‘빈 섬’의 농민들은 자기가 소유한 논의 필지 수와 비옥도에 따라 다음과 같이 5가지 유형으로 나누어진다.

농민 유형농민 수필지 수비옥도
Ⅰ12둘 다 비옥함
Ⅱ22둘 중 하나만 비옥함
Ⅲ12둘 다 비옥하지 않음
Ⅳ41비옥함
Ⅴ41비옥하지 않음

‘빈 섬’에서 한 농민이 내야 할 세금이 자신의 연간 쌀 생산량보다 적거나 같은 경우에는 경작을 해서 세금을 내고, 많으면 자신이 소유한 모든 논의 경작을 미리 포기함으로써 세금을 내지 않는다. 따라서 한 농민이 내야 할 세금이 6단위라면 모든 유형의 농민이 경작을 해서 세금을 내지만, 세금이 더 많아지면 세금을 내는 농민 유형의 수는 감소할 수 있다.

세금을 부과하는 데 다음의 세 가지 방식을 고려해 볼 수 있다.

㉮ 각 농민 당 세금 S\displaystyle S를 부과한다.

㉯ 각 필지 당 세금 T\displaystyle T를 부과한다.

㉰ 비옥한 논에는 필지 당 세금 X\displaystyle X를, 비옥하지 않은 논에는 필지 당 세금 Y\displaystyle Y를 부과한다.

S\displaystyle S, T\displaystyle T, X\displaystyle X, Y\displaystyle Y 각각은 양의 실수이고, 조세 수입은 농민들이 낸 세금의 총합이다.

Ⅱ. ④를 읽고 다음의 논제에 답하시오. (25점)

1. ㉮의 방식을 사용할 경우, 농민 당 세금 S\displaystyle S가 얼마일 때 이 섬의 조세 수입이 가장 크게 되는가? 이 때 각 유형별로 농민 당 세후 쌀 보유량을 구하시오.

2. ㉯의 방식을 사용할 경우, 필지 당 세금 T\displaystyle T가 얼마일 때 이 섬의 조세 수입이 가장 크게 되는가? 이 때 각 유형별로 농민 당 세후 쌀 보유량을 구하시오. 농민들의 세후 쌀 보유량 분포라는 관점에서 ㉮의 분산과 ㉯의 분산을 비교하시오.

3. 농민들은 자기 필지의 비옥도를 자신만 알고 있다. ㉰의 방식을 사용할 경우, 농민들은 자기 필지의 비옥도를 사실대로 보고할 수도 있고 거짓으로 보고할 수도 있다. 사실대로 보고할 때의 세후 쌀 보유량이 거짓으로 보고할 때의 세후 쌀 보유량보다 크거나 같다면 농민은 사실대로 보고한다. 단, 각 필지 당 필지의 비옥도에 대해 거짓으로 보고하면 거짓말에 따르는 비용으로 생산이 1단위만큼 줄어든다. 모든 농민들이 자기 필지의 비옥도를 사실대로 보고하게 만드는 세금 X\displaystyle X와 Y\displaystyle Y 중 이 섬의 조세 수입을 가장 크게 하는 X\displaystyle X와 Y\displaystyle Y의 값은 무엇인가? ㉯의 최대 조세 수입과 ㉰의 최대 조세 수입을 비교하시오.

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