수리논술, 이게 다다.

경상계열 2번

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문제

문제 2 제시문 [가], [나], [다]를 참고하여 각 문항에 답하시오. (50점)

제시문 【가】특정 대안을 선택할 것인가를 결정할 때 기본 원칙은 선택에 따른 비용과 수입(편익)을 비교하고 수입이 비용을 초과한다면 선택하고 그렇지 않다면 포기하는 것이다. 예를 들어, 기업이 처한 생산 및 판매와 관련된 제약조건을 완화하려면 추가적인 비용이 들 수 있지만, 생산 및 판매가 증가하여 추가적인 수입도 발생할 수 있다. 이때 추가 수입이 추가 비용보다 크다면 제약조건을 완화하는 선택은 바람직한 결정이라고 할 수 있다. 즉, 이윤을 추구하는 기업의 경제 활동은 수입을 늘리고 비용은 줄이는 방향으로 이루어진다.

제시문 【나】복리법이란 일정 기간 동안에 발생한 이자와 처음 원금을 합한 원리합계가 다음 기간의 원금이 되어 이자를 계산하는 방법이다. 원금, 기간별 이자율, 기간을 각각 A\displaystyle A, r\displaystyle r, n\displaystyle n이라고 할 때 복리법에 의한 원금 A\displaystyle A의 n\displaystyle n기간 후 원리합계 S\displaystyle S는 다음과 같이 나타낼 수 있으며, 이는 원금 A\displaystyle A의 n\displaystyle n기간 후 미래가치이다.S=A(1+r)n\displaystyle S=A(1+r)^n미래에 발생하는 수입이나 지출에 기간별 이자율을 적용하면 현재 시점에서의 가치(현재가치)로도 환산할 수 있다. 위 n\displaystyle n기간 후 원리합계식을 이용하면 원금 A\displaystyle A는 S(1+r)−n\displaystyle S(1+r)^{-n}로 나타낼 수 있는데, n\displaystyle n기간 후 원리합계 S\displaystyle S의 현재가치가 A\displaystyle A라는 의미이다.

제시문 【다】α≤x≤β\displaystyle \alpha\le x\le\beta의 모든 실수 값을 가지는 연속확률변수 X\displaystyle X의 확률밀도함수가 f(x)\displaystyle f(x)일 때∙ X\displaystyle X의 평균을 E(X)\displaystyle E(X)라 하면 E(X)=∫αβxf(x)dx\displaystyle E(X)=\int_\alpha^\beta xf(x)dx∙ f(x)\displaystyle f(x)가 모든 영역에서 일정한 상수값을 가질 때 X\displaystyle X의 확률분포를 균등분포라고 한다.

*다음 자료를 이용하여 [문항 1]에 답하라.

S 커피숍은 내년 초부터 1년간 팝업스토어 (임시 점포) 개설을 고려하고 있다. 팝업스토어에서 판매하는 물품에 대한 수요는 적거나 많으며, 그 확률은 각각 0.7, 0.3이다. 소형 팝업스토어 개설 시 총비용은 50이며 적은 수요 시 예상 수입은 30, 많은 수요 시 예상 수입은 60이다. 소형 대신 대형 팝업스토어 개설 시 총비용은 61이며 적은 수요 시 예상 수입은 30, 많은 수요 시 예상 수입은 170이다. S 커피숍이 사업 실행 여부를 결정할 때 고려할 이자율은 연 10%이다. 계산 편의상 수입과 비용은 연말에 발생한다고 가정한다.

[문항 1] 제시문 [가], [나]를 활용하여 S 커피숍이 취할 수 있는 모든 대안과 각 대안 별 기대되는 이윤의 현재가치를 계산하고, 이를 바탕으로 최적 대안을 선택하시오. 단, 팝업스토어 미개설도 대안 중 하나이다.

*다음 추가 자료를 이용하여 [문항 2], [문항 3]에 답하라.

만약 대형 팝업스토어를 개설하여 1년간 운영한 결과, 수요가 많아 이윤이 발생한 경우에는 개보수 후 추가적으로 1년간 (이하 2년 차) 운영할 수 있고, 그 외 다른 모든 경우에는 2년 차 운영을 하지 않는다. 2년 차에 대형 팝업스토어를 추가 운영할 경우 총비용은 37.9이며 예상 수입은 [0, 100] 구간에서 균등분포를 따르는 연속확률변수이다. 계산 편의상 수입과 비용은 2년 차 운영 종료 시 발생한다고 가정한다.

[문항 2] 제시문 [가], [나]를 활용하여 대형 팝업스토어의 개보수 후 2년 차 운영 시 기대되는 추가 이윤의 현재가치를 복리법으로 계산하시오.

[문항 3] 문항 1, 문항 2의 결과를 활용하여 대형 팝업스토어 개설 시 기대되는 총이윤의 현재가치를 복리법으로 계산하시오.

해설강의 준비중

문항 1*소형 팝업스토어 개설 시<g0>평균 수입 =30×0.7+60×0.3=39\displaystyle =30\times0.7+60\times0.3=39</g0><g2>평균 이윤의 현재가치 =(39−50)÷1.1=−10\displaystyle =(39-50)\div1.1=-10</g2>

*대형 팝업스토어 개설 시<g1>평균 수입 =30×0.7+170×0.3=72\displaystyle =30\times0.7+170\times0.3=72</g1><g3>평균 이윤의 현재가치 =(72−61)÷1.1=10\displaystyle =(72-61)\div1.1=10</g3>

*팝업스토어 미개설 시<g4>평균 수입 = 평균 이윤의 현재가치 = 0</g4>

<g5>대형 팝업스토어 개설 시 평균 이윤이 가장 높으므로 최적 대안은 대형 팝업스토어 개설임</g5>

문항 2균등분포의 평균값 계산2년차 평균 수입 =E(X)=\displaystyle =E(X)=<g6>∫01001100xdx\displaystyle \int_0^{100}\frac1{100}xdx</g6>=[1200x2]0100=1002−0200=\displaystyle =\Biggl[\frac1{200}x^2\Biggr]_0^{100}=\frac{100^2-0}{200}=<g7>50\displaystyle 50</g7>2년차 평균 이윤 = 수입 - 비용 =50−37.9=12.1\displaystyle =50-37.9=12.1<g8>2년차 평균 이윤의 현재가치 = 2년차 평균 이윤 ÷1.12=10\displaystyle \div1.1^2=10</g8>

Correction. 문항 2의 채점기준 9에서 “2년차 평균 이윤의 현재가치 (12.1)”의 12.1\displaystyle 12.1은 10\displaystyle 10의 오기이다. 12.1\displaystyle 12.1은 현재가치로 환산하기 전의 평균 이윤이며, 현재가치는 다음과 같다.50−37.91.12=10\displaystyle \frac{50-37.9}{1.1^2}=10대학 예시답안에서도 현재가치를 10\displaystyle 10으로 계산하고 있다. 원문 표기는 그대로 실었다.

문항 3이산확률변수의 기대값 계산<g9>(2년차까지 포함한) 대형 팝업스토어 개설 시 평균 수입의 현재가치 =10+0.3×10=13\displaystyle =10+0.3\times10=13</g9>Correction. 문항 3의 해설과 예시답안에서 “평균 수입의 현재가치”는 “평균 이윤의 현재가치”의 오기이다. 계산에 사용한 두 10\displaystyle 10은 각각 비용을 차감한 이윤의 현재가치이므로,10+0.3×10=13\displaystyle 10+0.3\times10=13은 총이윤의 현재가치이다. 채점기준에는 “평균 이윤의 현재가치 (13)”으로 올바르게 적혀 있다. 원문 표기는 그대로 실었다.

평가등급구간평가핵심내용
1등급평가기준 10개 중 8개 이상 제시
2등급평가기준 10개 중 7개 제시
3등급평가기준 10개 중 6개 제시
4등급평가기준 10개 중 5개 제시
5등급평가기준 10개 중 4개 제시
6등급평가기준 10개 중 3개 제시
7등급평가기준 10개 중 2개 제시
8등급평가기준 10개 중 1개 제시
9등급평가기준 10개 중 0개 제시

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