10. Problema d'optimització

10.1. Exemple 1

Una empresa fabrica ordinadors portàtils i de sobretaula i ven tots els que fabrica. L'empresa té capacitat per a fabricar 3000 ordinadors. Per qüestions de mercat, el nombre d'ordinadors de sobretaula no pot ser inferior a la meitat del nombre de portàtils, però tampoc pot superar el nombre de portàtils. L'empresa guanya 100 € per cada ordinador de sobretaula, i un 20% més en la venda de cada portàtil.

a) Escriu el sistema d'inequacions que satisfà les restriccions del problema.

Anomenarem x al nombre d'ordinadors de sobretaula, i y al de portàtils.

Restriccions:
- L'empresa té capacitat per a fabricar 3000 ordinadors   estil mida 14px fletxa doble dreta espai x més y menor o igual que 3000 fi estil
- El nombre d'ordinadors de sobretaula no pot ser inferior a la meitat del nombre de portàtils.   estil mida 14px fletxa doble dreta espai x major o igual que fracció y entre 2 fi estil
- El nombre d'ordinadors no pot superar el nombre de portàtils.  estil mida 14px fletxa doble dreta espai x menor o igual que y fi estil

Sistema d'inequacions:

                                          estil mida 14px obre claus taula fila cel·la negreta x negreta més negreta y negreta menor o igual que negreta 3000 fi cel·la fila cel·la negreta x negreta major o igual que fracció negreta y entre negreta 2 fi cel·la fila cel·la negreta x negreta menor o igual que negreta y fi cel·la fila cel·la negreta x negreta major o igual que negreta 0 negreta coma negreta espai negreta y negreta major o igual que negreta 0 fi cel·la fi taula tanca fi estil

b) dibuixa la regió factible i troba els seus vèrtex.

     Dibuixem les rectes

     estil mida 14px x més y igual 3000 espai espai espai espai fletxa dreta espai espai p u n t s espai parèntesi esquerre 300 coma 0 parèntesi dret coma espai parèntesi esquerre 0 coma 300 parèntesi dret fi estil  
     estil mida 14px x igual y dividit per 2 espai espai espai fletxa dreta espai espai espai p u n t s espai parèntesi esquerre 0 coma 0 parèntesi dret coma espai espai parèntesi esquerre 100 coma 2000 parèntesi dret espai espai fi estil
     estil mida 14px x igual y espai espai fletxa dreta espai espai p u n t s espai parèntesi esquerre 0 coma 0 parèntesi dret coma espai espai parèntesi esquerre 1000 coma 1000 parèntesi dret fi estil

Cadascuna d'aquestes rectes divideix al pla en dos semiplans. Hem de mirar quins semiplans compleixen les inequacions.

x més y menor o igual que 3000 espai espai espai espai espai Podem veure que el (0,0) compleix la inequació. Per tant és el semiplà on es troba el (0,0)

x major o igual que fracció y entre 2 espai espai espai       En aquest cas com que el (0,0) és de la recta, agafem altre punt. Per exemple, el (1000,0).
                        Veiem que  estil mida 14px 1000 major o igual que fracció 0 entre 2 fi estil  Per tant, és el semiplà on es troba el punt (1000,0)

x menor o igual que y espai espai     Agafem, per exemple, el (1000,0).
                 Com que 1000 > 0, no compleix la inequació. El pla solució no és el pla on es troba el punt  (100,0)              

                         

En aquest cas la regió factible és l'interior d'aquest triangle.  Trobem els seus vèrtexs.

estil mida 14px obre claus taula atributs alineació columna left fin atributs fila cel·la bold italic x negreta més bold italic y negreta igual negreta 3000 fi cel·la fila cel·la bold italic x negreta igual fracció negreta y entre negreta 2 negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai espai espai espai espai fletxa dreta espai y igual 2 x fi cel·la fi taula tanca
espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai x més 2 x igual 3000 espai fletxa dreta espai 3 x igual 3000 espai espai fletxa dreta espai espai x igual 1000
espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai negreta espai bold italic B negreta parèntesi esquerre negreta 1000 negreta coma negreta 2000 negreta parèntesi dret espai espai espai fi estil

estil mida 14px obre claus taula atributs alineació columna left fin atributs fila cel·la negreta x negreta més negreta y negreta igual negreta 3000 fi cel·la fila cel·la negreta x negreta igual negreta y negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai fi cel·la fi taula tanca
espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai x més x igual 3000 espai fletxa dreta espai 2 x igual 3000 espai espai fletxa dreta espai espai x igual 1500
espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai negreta espai bold italic C negreta parèntesi esquerre negreta 1500 negreta coma negreta 1500 negreta parèntesi dret negreta espai negreta espai espai fi estil

I l'altre vèrtex serà òbviament el bold italic D negreta parèntesi esquerre negreta 0 negreta coma negreta 0 negreta parèntesi dret

c) Quants ordinadors de cada classe ha de fabricar per tal de maximitzar els seus beneficis?

    La funció objectiu és:    bold italic F negreta parèntesi esquerre bold italic x negreta coma bold italic y negreta parèntesi dret negreta igual negreta 100 bold italic x negreta més negreta 120 bold italic y

    En aquest cas volem un màxim d'aquesta funció.

    Avaluem aquesta funció en cadascun dels vèrtexs:

   estil mida 14px F parèntesi esquerre 1000 coma 2000 parèntesi dret igual 100 per 1000 més 120 per 2000 igual 100000 més 240000 igual negreta 340000
F parèntesi esquerre 1500 coma 1500 parèntesi dret igual 100 per 1500 més 120 per 15000 igual 150000 més 180000 igual 330000
F parèntesi esquerre 0 coma 0 parèntesi dret igual 100 per 0 més 120 per 0 igual 0 fi estil

    Per tant el màxim benefici s'obté fabricant 1000 ordinadors portàtils i 2000 de sobretaula.