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)ā4x 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· ) ā ( 4 š„ š¶ + 3 š„ š· ) = 64 ā 24 (4x C ā +8x D ā )ā(4x C ā +3x D ā )=64ā24 5 š„ š· = 40 ā š„ š· = 8 5x D ā =40āx 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)=16āx 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 ā 2 š„ š· x C ā =14ā2x D ā Sustituimos esta expresiĆ³n en la ecuaciĆ³n (2): 4 ( 14 ā 2 š„ š· ) + 3 š„ š· = 24 4(14ā2x D ā )+3x D ā =24 56 ā 8 š„ š· + 3 š„ š· = 24 56ā8x D ā +3x D ā =24 ā 5 š„ š· = ā 32 ā š„ š· = 6.4 ā5x D ā =ā32āx 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=14āx 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