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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
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FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL CURSO: INVESTIGACIÓN DE OPERACIONES
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:
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
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
Tercera iteración VARIABLE DE ENTRADA = X3 VARIABLE DE SALIDA : H3 NUMERO PIVOTE= Cj 500 100 600 700 0 0 0 0
Bi θ H
Zj 0 600 600 700 600 0 0 -125 10000 Cj-Zj 500 -500 0 0 -600 0 0 125 TRANSFORMANDO LA FILA 1
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: