“免费”的代价有多大?阿星老师用一道数学题,算清你的隐私、注意力和时间账单!:典型例题精讲
适用年级
奥数
难度等级
⭐⭐⭐
资料格式
PDF 可打印
最近更新
2025-12-20
免费的代价:一份看得见的“账单”,一种看不见的“交换”
💡 阿星精讲:免费的代价 的本质
同学们,欢迎来到阿星的“经济奇趣课堂”!今天,我们不谈枯燥的公式,来聊聊你每天都在经历的“交易”——你以为的免费,真的免费吗?想象一下,一家蛋糕店告诉你:“新鲜蛋糕免费品尝!”条件是:留下你的姓名、生日、联系方式,并观看一段 \( t \) 分钟的广告。
在这里,“零价格”就是那块蛋糕,散发着诱人的魔力。但你付出的 \( P \) (隐私)、\( A \) (注意力) 和 \( T \) (时间),就是一份“隐形账单”。在数学世界里,我们可以建立一个“价值守恒”模型:\( V_{\text{获取}} = C_{\text{支付}} \)。你以为的免费品价值 \( V_{\text{获取}} \),总是等于你支付的各种成本 \( C_{\text{支付}} \) 的总和,即 \( V_{\text{免费品}} = P + kA + mT \)(其中 \( k, m \) 是转换系数)。我们的任务,就是学会用数学的眼光,算清这笔“隐形账”!
🔥 经典例题精析
题目:某“免费”阅读App,用户每日可通过观看广告获得 \( 60 \) 分钟免费阅读时长。已知观看广告的速率为每 \( 5 \) 分钟广告换取 \( 15 \) 分钟阅读时长。此外,App会默认收集用户的“阅读偏好”数据(设其隐形成本为 \( P \) 单位)。小明为了获得 \( H \) 小时的免费阅读时长,他需要支付的总成本 \( C \)(包括时间成本和隐私成本)是多少?若某天他总共支付了 \( 125 \) 单位成本(其中 \( P = 5 \)),求他当天获得了多少免费阅读时长?
阿星拆解:
第一步:建立“兑换率”模型。
广告时间 \( T_a \) 与阅读时长 \( T_r \) 的关系是:\( \frac{T_r}{T_a} = \frac{15}{5} = 3 \)。即 \( T_r = 3T_a \)。
第二步:列出总成本函数。
总成本 \( C = T_a + P \)。注意,这里我们把“广告时间”本身直接视为一种时间成本单位。同时,目标阅读时长 \( T_r = 3T_a \)。所以可以得到 \( T_a = \frac{T_r}{3} \)。
因此,核心公式为: \( C = \frac{T_r}{3} + P \)。
第三步:解第一问。
小明想要 \( H \) 小时阅读时长,即 \( T_r = 60H \) 分钟。代入公式:
\( C = \frac{60H}{3} + P = 20H + P \) (单位)。
第四步:解第二问。
已知 \( C = 125 \),\( P = 5 \),代入公式 \( 125 = \frac{T_r}{3} + 5 \)。
解得:\( \frac{T_r}{3} = 120 \),故 \( T_r = 360 \) 分钟,即 \( 6 \) 小时。
口诀:
免费午餐不稀奇,隐形账单藏得密。阅读时长广告换,三倍关系是钥匙。总成本要加起来,隐私时间莫忘记。逆向求解也不怕,代入公式解未知。
🚀 举一反三:变式挑战
某“免费”云盘提供 \( 20GB \) 基础空间,每邀请 \( 1 \) 位新用户(消耗社交信用 \( S \) 单位)可扩容 \( 5GB \)。若用户想获得总容量 \( M \) GB,且基础空间不足时需要支付隐私成本 \( P=10 \) 来直接购买扩容包(\( 5GB/包 \))。请建立总成本 \( C \)(社交与隐私成本之和)与总容量 \( M \) 之间的函数关系。
一款免费游戏,通关后可观看一段广告视频(时长为 \( t \) 分钟)来复活。已知玩家平均每周在复活上花费的广告总时长为 \( 100 \) 分钟,其因此获得的免费游戏道具折合人民币价值 \( 60 \) 元。若该玩家时薪为 \( 30 \) 元,从“时间货币化”角度看,他每周通过这种方式“赚取”道具的净收益(或净损失)是多少元?
某免费视频平台,会员免广告。非会员观看视频时,视频时长 \( T_v \) 与广告时长 \( T_a \) 满足 \( T_a = 0.05T_v + 2 \)(单位:分钟)。此外,平台会收集非会员的“观看习惯”数据(隐私成本 \( P = 15 \) 单位)。若一个用户观看了 \( 90 \) 分钟视频,他作为非会员的总成本 \( C_1 \)(时间+隐私)是多少?如果他选择成为会员(支付 \( 30 \) 元月费,无广告无隐私收集),且本月只观看 \( 90 \) 分钟,从成本角度看,哪个选择更“划算”?试建立模型并比较。
答案与解析
经典例题答案:
第一问:\( C = 20H + P \)
第二问:\( 6 \) 小时
举一反三解析:
变式一:
1. 当 \( M \leq 20 \) 时,仅使用基础免费空间,无需额外成本,\( C = 0 \)。
2. 当 \( M > 20 \) 时,超出部分为 \( (M - 20) \) GB。
- 若全部通过邀请获得,需邀请人数为 \( \frac{M-20}{5} \),则 \( C = S \cdot \frac{M-20}{5} \)。
- 若全部通过支付隐私成本购买,需购买包数为 \( \lceil \frac{M-20}{5} \rceil \),则 \( C = 10 \times \lceil \frac{M-20}{5} \rceil \)。
- 题目要求建立函数关系,通常指第一种理想化情况:\( C = \frac{S}{5}(M - 20) \),其中 \( M > 20 \)。
变式二:
1. 玩家支付的成本:时间成本 = \( 100 \) 分钟 = \( \frac{100}{60} \) 小时。将其货币化:\( \frac{100}{60} \times 30 = 50 \) 元。
2. 玩家获得的收益:道具价值 \( 60 \) 元。
3. 净收益 = \( 60 - 50 = 10 \) 元。
所以,他每周“净赚” \( 10 \) 元。但注意,这是将时间强行货币化的结果,忽略了体验等因素。
变式三:
1. 计算非会员成本 \( C_1 \):
已知 \( T_v = 90 \), 则广告时间 \( T_a = 0.05 \times 90 + 2 = 6.5 \) 分钟。
总时间成本 = 观看时间 + 广告时间 = \( 90 + 6.5 = 96.5 \) 分钟(此处将时间本身视作成本单位)。
加上隐私成本:\( C_1 = 96.5 + 15 = 111.5 \) 单位。
2. 计算会员成本 \( C_2 \):
金钱成本为 \( 30 \) 元。为了比较,我们需要一个统一量纲。假设我们将时间成本也货币化,设用户单位时间价值为 \( k \) 元/分钟。则非会员总成本(货币化)= \( 96.5k + 15\beta \)(\( \beta \)是隐私的货币换算系数)。会员总成本 = \( 90k + 30 \)。
题目中未给出 \( k \) 和 \( \beta \),因此直接比较 \( 111.5 \) 单位(非会员)和 \( 30 \) 元(会员)是不同量纲的。
更合理的模型比较是:若用户非常看重时间和隐私,认为 \( 111.5 \) 单位综合成本 > \( 30 \) 元,则选择会员划算;反之则认为免费划算。本题旨在引导学生思考成本量纲的统一与比较是此类问题的关键和难点。
PDF 典型例题打印版
为了节省资源,点击后将为您即时生成 PDF