Math Problem Statement

Variables: š‘„ š¶ x C ā€‹ : cantidad de unidades del Producto C a producir. š‘„ š· x D ā€‹ : cantidad de unidades del Producto D a producir. FunciĆ³n objetivo: Maximizar los beneficios semanales, dados por: BeneficioĀ total = 120 š‘„ š¶ + 180 š‘„ š· BeneficioĀ total=120x C ā€‹ +180x D ā€‹ Restricciones: Las restricciones para los recursos son: Mano de obra: š‘„ š¶ + 2 š‘„ š· ā‰¤ 16 x C ā€‹ +2x D ā€‹ ā‰¤16 Materiales: 4 š‘„ š¶ + 3 š‘„ š· ā‰¤ 24 4x C ā€‹ +3x D ā€‹ ā‰¤24 Tiempo de mĆ”quina: š‘„ š¶ + 2 š‘„ š· ā‰¤ 14 x C ā€‹ +2x D ā€‹ ā‰¤14 Vamos a resolver las ecuaciones de estas restricciones para encontrar los puntos de intersecciĆ³n y determinar la soluciĆ³n Ć³ptima. Paso 1: Resolver las ecuaciones para encontrar los puntos de intersecciĆ³n. Tomamos las dos primeras restricciones: š‘„ š¶ + 2 š‘„ š· = 16 (1) x C ā€‹ +2x D ā€‹ =16(1) 4 š‘„ š¶ + 3 š‘„ š· = 24 (2) 4x C ā€‹ +3x D ā€‹ =24(2) MĆ©todo de eliminaciĆ³n: Multiplicamos la primera ecuaciĆ³n por 4 para igualar el coeficiente de š‘„ š¶ x C ā€‹ : 4 ( š‘„ š¶ + 2 š‘„ š· ) = 4 ( 16 ) ā‡’ 4 š‘„ š¶ + 8 š‘„ š· = 64 4(x C ā€‹ +2x D ā€‹ )=4(16)ā‡’4x C ā€‹ +8x D ā€‹ =64 Restamos la ecuaciĆ³n (2) de esta nueva ecuaciĆ³n para eliminar š‘„ š¶ x C ā€‹ : ( 4 š‘„ š¶ + 8 š‘„ š· ) āˆ’ ( 4 š‘„ š¶ + 3 š‘„ š· ) = 64 āˆ’ 24 (4x C ā€‹ +8x D ā€‹ )āˆ’(4x C ā€‹ +3x D ā€‹ )=64āˆ’24 5 š‘„ š· = 40 ā‡’ š‘„ š· = 8 5x D ā€‹ =40ā‡’x D ā€‹ =8 Sustituimos š‘„ š· = 8 x D ā€‹ =8 en la ecuaciĆ³n (1): š‘„ š¶ + 2 ( 8 ) = 16 ā‡’ š‘„ š¶ + 16 = 16 x C ā€‹ +2(8)=16ā‡’x C ā€‹ +16=16 š‘„ š¶ = 0 x C ā€‹ =0 Entonces, un punto de intersecciĆ³n es ( š‘„ š¶ , š‘„ š· ) = ( 0 , 8 ) (x C ā€‹ ,x D ā€‹ )=(0,8). Ahora usamos la primera y tercera restricciĆ³n: š‘„ š¶ + 2 š‘„ š· = 16 (1) x C ā€‹ +2x D ā€‹ =16(1) š‘„ š¶ + 2 š‘„ š· = 14 (3) x C ā€‹ +2x D ā€‹ =14(3) Estas ecuaciones son paralelas, lo que significa que no tienen intersecciĆ³n. No podemos obtener un nuevo punto de aquĆ­. Finalmente, resolvemos la segunda y tercera restricciĆ³n: 4 š‘„ š¶ + 3 š‘„ š· = 24 (2) 4x C ā€‹ +3x D ā€‹ =24(2) š‘„ š¶ + 2 š‘„ š· = 14 (3) x C ā€‹ +2x D ā€‹ =14(3) SustituciĆ³n: De la ecuaciĆ³n (3), despejamos š‘„ š¶ x C ā€‹ : š‘„ š¶ = 14 āˆ’ 2 š‘„ š· x C ā€‹ =14āˆ’2x D ā€‹ Sustituimos esta expresiĆ³n en la ecuaciĆ³n (2): 4 ( 14 āˆ’ 2 š‘„ š· ) + 3 š‘„ š· = 24 4(14āˆ’2x D ā€‹ )+3x D ā€‹ =24 56 āˆ’ 8 š‘„ š· + 3 š‘„ š· = 24 56āˆ’8x D ā€‹ +3x D ā€‹ =24 āˆ’ 5 š‘„ š· = āˆ’ 32 ā‡’ š‘„ š· = 6.4 āˆ’5x D ā€‹ =āˆ’32ā‡’x D ā€‹ =6.4 Sustituimos š‘„ š· = 6.4 x D ā€‹ =6.4 en la ecuaciĆ³n (3): š‘„ š¶ + 2 ( 6.4 ) = 14 x C ā€‹ +2(6.4)=14 š‘„ š¶ + 12.8 = 14 ā‡’ š‘„ š¶ = 1.2 x C ā€‹ +12.8=14ā‡’x C ā€‹ =1.2 Entonces, otro punto de intersecciĆ³n es ( š‘„ š¶ , š‘„ š· ) = ( 1.2 , 6.4 ) (x C ā€‹ ,x D ā€‹ )=(1.2,6.4). Paso 2: Evaluar la funciĆ³n objetivo en los puntos de intersecciĆ³n. Punto ( 0 , 8 ) (0,8): Beneficio = 120 ( 0 ) + 180 ( 8 ) = 0 + 1440 = 1440 Beneficio=120(0)+180(8)=0+1440=1440 Punto ( 1.2 , 6.4 ) (1.2,6.4): Beneficio = 120 ( 1.2 ) + 180 ( 6.4 ) = 144 + 1152 = 1296 Beneficio=120(1.2)+180(6.4)=144+1152=1296 Paso 3: SoluciĆ³n Ć³ptima. El punto que maximiza el beneficio es ( 0 , 8 ) (0,8), con un beneficio de $1440. ConclusiĆ³n: La soluciĆ³n Ć³ptima es producir 0 unidades del Producto C y 8 unidades del Producto D para maximizar los beneficios semanales. verifica

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Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Linear Programming
Optimization
Systems of Linear Equations

Formulas

Objective function: Maximize Z = 120x_C + 180x_D
Constraints: x_C + 2x_D ā‰¤ 16, 4x_C + 3x_D ā‰¤ 24, x_C + 2x_D ā‰¤ 14

Theorems

Intersection of linear constraints
Optimization through Linear Programming

Suitable Grade Level

Undergraduate, Operations Research