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Óptimo de producción y ventas de dos productos con restricciones, Ejercicios de Investigación de Operaciones

Un ejercicio de optimización de producción y ventas de dos productos, a y b, con restricciones de volumen de ventas, uso de materia prima y restricción negativa de las variables. El objetivo es maximizar la ganancia total diaria. Se proporcionan las ganancias unitarias, el uso de materia prima y las restricciones a resolver mediante el método gráfico.

Qué aprenderás

  • ¿Cuáles son los niveles de producción y ventas óptimos de los productos A y B?
  • ¿Cómo se grafican y resuelven las restricciones del problema de optimización?

Tipo: Ejercicios

2019/2020

Subido el 09/11/2020

susan-montejo
susan-montejo 🇲🇽

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Ejercicio 14 de las notas. Una persona puede elaborar dos productos, A y B. El volumen de ventas
de A es al menos el 80% de las ventas conjuntas de A y B. Sin embargo, no se pueden vender más
de 7 unidades de A al día. Ambos productos utilizan una materia prima, y se dispone a lo más de 2
unidades de la misma por día. Se usan 0.25 y 0.08 unidades de dicha materia para elaborar una
unidad de A y B respectivamente. Las ganancias unitarias por la venta de A y B son de 13 y 23
pesos, respectivamente. Encuentre los niveles de producción de A y B que maximizan la ganancia
de la persona utilizando el método gráfico.
Dicha persona desea aumentar sus ganancias todo lo posible.
1. ¿Qué puedo elegir? El volumen de ventas del producto A (𝑥1) y del producto B (𝑥2) diariamente.
2. ¿Qué restricciones hay?
a) Acerca de la diferencia de ventas, menciona que 𝑥1es al menos el 80% de (𝑥1+𝑥2), la
cual se expresa como 𝑥10.8(𝑥1+𝑥2) o visto de otra forma, el ochenta por ciento de las
ventas conjuntas es menor o igual a las ventas del producto A, 0.8(𝑥1+𝑥2) 𝑥1.
b) No se pueden vender más de 7 unidades del producto, 𝑥17.
c) Ahora se define la restricción que delimita la disposición de la materia prima. El enunciado
indica que ambos productos ocupan la misma materia prima, y se dispone a lo más de 2
unidades por día. Usando 0.25 y 0.08 unidades de ella para A y B. Es así como se define la
última restricción, 0.25 𝑥1+0.08𝑥22.
d) Una restricción implícita es que las variables 𝑥1 y 𝑥2, no pueden asumir valores negativos.
Se establecen restricciones de no negatividad para ambas variables, 𝑥1 0 𝑦 𝑥20.
3. ¿Cuál es el criterio objetivo para comparar? Los niveles de producción en base al volumen de
ventas diaria que generen mayor ganancia (en pesos) a dicha persona. Se tiene que las ganancias
unitarias por la venta del producto A son $13 y B de $23, entonces lo que se tiene que comparar es
la cantidad de ambos productos vendidos junto con la ganancia que generan. Es decir, hay que
maximizar 13 𝑥1+23𝑥2.
El programa queda
𝑚á𝑥 13𝑥1+23𝑥2
s. a.
0.8(𝑥1+𝑥2)𝑥1,
𝑥17,
0.25 𝑥1+0.08𝑥22,
𝑥1 ,𝑥20.
Para resolver este programa se debe graficar las restricciones, si una restricciones es lineal,
entonces corresponde a un semiplano cuya frontera está dada por la igualdad 𝑥
𝑎+𝑦
𝑏=1.
Para 0.25 𝑥1+0.08𝑥22 tenemos 𝑥
2
0.25 +𝑦
2
0.08 =1 dando como resultado (8,25).
Por otro lado, para que se pueda apreciar en el plano coordenado y se facilite graficar las
restricciones ponemos los valores de 𝑥2 sobre el eje de las abscisas y a los de 𝑥1 sobre el de las
ordenadas.
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¡Descarga Óptimo de producción y ventas de dos productos con restricciones y más Ejercicios en PDF de Investigación de Operaciones solo en Docsity!

Ejercicio 14 de las notas. Una persona puede elaborar dos productos, A y B. El volumen de ventas

de A es al menos el 80% de las ventas conjuntas de A y B. Sin embargo, no se pueden vender más

de 7 unidades de A al día. Ambos productos utilizan una materia prima, y se dispone a lo más de 2

unidades de la misma por día. Se usan 0.25 y 0.08 unidades de dicha materia para elaborar una

unidad de A y B respectivamente. Las ganancias unitarias por la venta de A y B son de 13 y 23

pesos, respectivamente. Encuentre los niveles de producción de A y B que maximizan la ganancia

de la persona utilizando el método gráfico.

 Dicha persona desea aumentar sus ganancias todo lo posible.

  1. ¿Qué puedo elegir? El volumen de ventas del producto A (𝑥

1

) y del producto B (𝑥

2

) diariamente.

  1. ¿Qué restricciones hay?

a) Acerca de la diferencia de ventas, menciona que 𝑥

1

es al menos el 80% de (𝑥

1

2

), la

cual se expresa como 𝑥

1

1

2

o visto de otra forma, el ochenta por ciento de las

ventas conjuntas es menor o igual a las ventas del producto A, 0. 8

1

2

1

b) No se pueden vender más de 7 unidades del producto, 𝑥

1

c) Ahora se define la restricción que delimita la disposición de la materia prima. El enunciado

indica que ambos productos ocupan la misma materia prima, y se dispone a lo más de 2

unidades por día. Usando 0.25 y 0.08 unidades de ella para A y B. Es así como se define la

última restricción, 0. 25 𝑥

1

2

d) Una restricción implícita es que las variables 𝑥

1

y 𝑥

2

, no pueden asumir valores negativos.

Se establecen restricciones de no negatividad para ambas variables, 𝑥

1

2

  1. ¿Cuál es el criterio objetivo para comparar? Los niveles de producción en base al volumen de

ventas diaria que generen mayor ganancia (en pesos) a dicha persona. Se tiene que las ganancias

unitarias por la venta del producto A son $13 y B de $23, entonces lo que se tiene que comparar es

la cantidad de ambos productos vendidos junto con la ganancia que generan. Es decir, hay que

maximizar 13 𝑥 1

2

 El programa queda

𝑚á𝑥 13 𝑥

1

2

s. a.

1

2

1

1

1

2

1

2

Para resolver este programa se debe graficar las restricciones, si una restricciones es lineal,

entonces corresponde a un semiplano cuya frontera está dada por la igualdad

𝑥

𝑎

𝑦

𝑏

Para 0. 25 𝑥

1

2

≤ 2 tenemos

𝑥

2

  1. 25

𝑦

2

  1. 08

= 1 dando como resultado (8,25).

Por otro lado, para que se pueda apreciar en el plano coordenado y se facilite graficar las

restricciones ponemos los valores de 𝑥

2

sobre el eje de las abscisas y a los de 𝑥

1

sobre el de las

ordenadas.

para 0. 8 (𝑥

1

2

1

1

2

1

1

1

2

1

2

1

2

para 0. 25 𝑥

1

2

1

2

1

2 − 0. 08 𝑥 2

  1. 25

Reescribiendo las desigualdades del programa

1

2

1

2 − 0. 08 𝑥

2

  1. 25

1

1

2

Vemos que los puntos que satisfacen a estas desigualdades están encerrados entre las rectas que

determinan los miembros derechos de las mismas. Tales puntos se llaman factibles, y su conjunto

se denomina espacio factible.

0

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 5 10 15 20 25 30

1

3

c

3

c

Soluciones factibles

𝑥

1

𝑥

2

Uno es fácil, pues se encuentra en el origen (0,0) y el siguiente punto es (0,7). Se descarta (25,0) ya

que viola más de dos restricciones, considerando que se venden 0 productos de A y 25 de B. Por

último, tenemos que encontrar la solución de {

𝑥 1

+𝑥 2

𝑥

1

1

}. Sustituyendo el valor de 𝑥

1

en la primera

ecuación

7 +𝑥 2

7

= 1. 25 y despejando, tenemos que 𝑥

2

− 7 = 1. 75. Es decir, el vértice es

(1.75,7). Resta ahora evaluar al objetivo en estos vértices

Vértices

Valor del objetivo

2

1

Se aprecia que el volumen de ventas óptimo es de 7 unidades de A y 1.75 unidades para B. Vemos

que cumplen las restricciones de demanda diaria y respecto al uso de materia prima. Por lo tanto, el

nivel de producción que necesita tener dicha persona para generar la mayor ganancia se basará en

el volumen de ventas, siendo 𝑥 1

= 7 y 𝑥

2