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Método Simplex: Caso de Maximización - Investigación de Operaciones, Ejercicios de Investigación de Operaciones

Un ejemplo práctico del método simplex para la maximización de utilidades en un problema de programación lineal. Se explica paso a paso el proceso de resolución, incluyendo la elección de variables de entrada y salida, el cálculo del número pivote y la transformación de las filas. El documento también incluye ejercicios propuestos para practicar la aplicación del método simplex.

Tipo: Ejercicios

2024/2025

Subido el 02/04/2025

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orlando-meza-3 🇨🇱

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1
FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
CURSO: INVESTIGACIÓN DE OPERACIONES
PRACTICA DIRIGIDA N° 3
MÉTODO SIMPLEX: CASO DE MAXIMIZACIÓN
EJEMPLO
La empresa el SAMÁN Ltda. Dedicada a la fabricación de muebles, ha ampliado su producción en dos
líneas más. Por lo tanto, actualmente fabrica mesas, sillas, camas y bibliotecas. Cada mesa requiere de
2 piezas rectangulares de 8 pines, y 2 piezas cuadradas de 4 pines. Cada silla requiere de 1 pieza
rectangular de 8 pines y 2 piezas cuadradas de 4 pines, cada cama requiere de 1 pieza rectangular de 8
pines, 1 cuadrada de 4 pines y 2 bases trapezoidales de 2 pines y finalmente cada biblioteca requiere
de 2 piezas rectangulares de 8 pines, 2 bases trapezoidales de 2 pines y 4 piezas rectangulares de 2
pines. Cada mesa cuesta producirla S/.1000 y se vende en S/. 1500, cada silla cuesta producirla S/. 80
y se vende en S/. 180, cada cama cuesta producirla S/. 800 y se vende en S/. 1400, cada biblioteca
cuesta producirla S/. 1200 y se vende en S/. 1900. El objetivo de la fábrica es maximizar las utilidades
El modelo de PL es el siguiente:
Las variables:
2
X1=2Cantidad de mesas a producir (unidades)
X2=2Cantidad de sillas a producir (unidades)
X3=2Cantidad de camas a producir (unidades)
X4=2Cantidad de bibliotecas a producir (unidades)
2La función Objetivo:
2
pf3
pf4
pf5
pf8

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FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL CURSO: INVESTIGACIÓN DE OPERACIONES

PRACTICA DIRIGIDA N° 3

MÉTODO SIMPLEX: CASO DE MAXIMIZACIÓN

EJEMPLO La empresa el SAMÁN Ltda. Dedicada a la fabricación de muebles, ha ampliado su producción en dos líneas más. Por lo tanto, actualmente fabrica mesas, sillas, camas y bibliotecas. Cada mesa requiere de 2 piezas rectangulares de 8 pines, y 2 piezas cuadradas de 4 pines. Cada silla requiere de 1 pieza rectangular de 8 pines y 2 piezas cuadradas de 4 pines, cada cama requiere de 1 pieza rectangular de 8 pines, 1 cuadrada de 4 pines y 2 bases trapezoidales de 2 pines y finalmente cada biblioteca requiere de 2 piezas rectangulares de 8 pines, 2 bases trapezoidales de 2 pines y 4 piezas rectangulares de 2 pines. Cada mesa cuesta producirla S/.1000 y se vende en S/. 1500, cada silla cuesta producirla S/. 80 y se vende en S/. 180, cada cama cuesta producirla S/. 800 y se vende en S/. 1400, cada biblioteca cuesta producirla S/. 1200 y se vende en S/. 1900. El objetivo de la fábrica es maximizar las utilidades El modelo de PL es el siguiente: Las variables: X 1 = Cantidad de mesas a producir (unidades) X 2 = Cantidad de sillas a producir (unidades) X 3 = Cantidad de camas a producir (unidades) X 4 = Cantidad de bibliotecas a producir (unidades) La función Objetivo:

ZMAX = 500 X 1 + 100 X 2 + 600 X 3 + 700X 4

Las restricciones: 2 X 1 + 1 X 2 + 1X 3 + 2X 4 <= 24 ……………..(H1) ..Bases rectangualares de 8 pines 2 X 1 + 2 X 2 + 1X 3 <= 20 …………………….(H2) .. Bases cuadradas de 4 pines 2 X 3 + 2X 4 <= 20 ………….(H3) .. Bases trapezoidales 4 X 4 <= 16 ………………….(H4) .. Base rectangular de 2 pines CNN X 1 , X 2 , X 3 , ,X 4 >= 0 PASO 1: Escribir la forma estándar del modelo de PL Añadir variables de Holgura Hi, tanto a la función objetivo (con coeficiente cero) y a las restricciones (con coeficiente 1) La FO es: MAXIMIZAR Z= 500 X 1 + 100 X 2 + 600 X 3 + 700X 4 + 0H1+0H2+0H3+0H Sujeto A: 2 X 1 + 1 X 2 + 1X 3 + 2X 4 + H1+0H2 + 0H3 + 0H4 = 24 ……………..(H1) 2 X 1 + 2 X 2 + 1X 3 0H1 + H2 + 0H3 + 0H4 = 20 …………………….(H2) 2 X 3 + 2X 4 + 0H1 + 0H2 + H3 + 0H4 = 20 ………….(H3) 4 X 4 + 0H1 + 0H2 + 0H3 + H4 = 16 ………………….(H4) CNN: X 1 , X 2 , X 3 , ,X 4 , H1 , H2 , H3 , H4 >= 0 Paso 2: Escribir el tablero inicial con los coeficientes del modelo Cj 500 100 600 700 0 0 0 0

Básica ↓^

X1 X2 X3 X4 H1 H2 H3 H

RHS

Bi θ H 0 2 1 1 2 1 0 0 0 24 12 H 0 2 2 1 0 0 1 0 0 20 IND H 0 0 0 2 2 0 0 1 0 20 10 H 0 0 0 0 4 0 0 0 1 16 4 Zj 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Cj-Zj 500 100 600 700 0 0 0 0

TRANSFORMANDO LA FILA 2

FILA PIVOTE

TRANSFORMANDO LA FILA 3

FILA PIVOTE

FILA 3 – 2 FILA PIVOTE

SOLUCION BASICA:

H= 0 ; H2 = 0 ; H3 = 0 X4 = 4 CON Z MAXIMO = 2800 SOLES

Tercera iteración VARIABLE DE ENTRADA = X3 VARIABLE DE SALIDA : H3 NUMERO PIVOTE= Cj 500 100 600 700 0 0 0 0

Básica ↓^

X1 X2 X3 X4 H1 H2 H3 H

RHS

Bi θ H

H

X

X

Zj 0 600 600 700 600 0 0 -125 10000 Cj-Zj 500 -500 0 0 -600 0 0 125 TRANSFORMANDO LA FILA 1

FILA PIVOTE

FILA 1 – FILA PIVOPTE

TRANSFORMANDO LA FILA 2

FILA PIVOTE

FILA 2 – FILA PIVOTE

SOLUCION BASICA

H1 = 0 ; H2 = 0 ; X3= 12 ; X4 = 4 Z MAXIMO= 10000 SOLES

Cj-Zj La solución básica de la iteración 5 es. Escribir la matriz inversa del modelo Comprobar que: XB = B-1*b


EJERCICIOS PROPUESTOS Resolver los siguientes modelos de Programación Lineal por el método simplex, caso de maximización:

  1. Ejercicio 1 Max Z = 8,000 Xi + 6,000X S.a. 4 X1 + 2 • X2 <= 2 X1 + 4 X2 <= 48 6X1 +2X2 <= X1; X2 >= 0
  2. Ejercicio 2 Max Z= 80X1+40X2+60X

S. A:

X1 ; X2 ; X3 >= O

  • 4X1 + X2 + 3X3 <=
  • 2X1 + X2 +. 2X3 <=
  • -X1 - X2 – X3 <= -
  • X1 ; X2 ; X3 > = - 3) Ejercicio
  • Max Z = 30 X1 + 12 X2 + 15 X
  • 9x1 + 3X2 + 5 X3 <= S.A:
  • 5X1 + 4X2 <=
  • 3X1 + 2X3 <= - X3 <=
  • X1, X2, X3 >= - 4) Ejercicio
  • Max Z = 6300 X1 + 10800 X2 + 11340 X
  • 3X1 + 6 X2 + 6 X3 <= S.A:
    • X1 + X2 + X3 <=
  • 8000 X1 + 13000 X2 + 15000 X3 <=
  • X1, X2, X3 >=
    1. Ejercicio
  • Max Z = 10X1 +12X2 +7X
  • 14X1 + 8X2 + 5X3 <= S. A:
  • 22X1 + 17X2 + X3 <=