Ferje med personbiler og lastebiler lineær optimering

Del 2, alle hjelpemidler

Ferje med personbiler og lastebiler lineær optimering

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

En ferje frakter personbiler og lastebiler. En personbil trenger et areal på 15 m2 når den står parkert på ferja, mens en lastebil trenger 50 m2. Arealet av hele ferjedekket er 2100 m2.

En personbil veier i gjennomsnitt 1 t (tonn), og en lastebil veier 10 t. Den samlede vekten av bilene på ferja må ikke overstige 250 t.

Det koster 106 kroner for en personbil på denne ferjestrekningen, mens det koster 603 kroner for en lastebil.

La x være antall personbiler og y antall lastebiler om bord på ferja ved en overfart.

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Sett opp ulikheter som avgrenser antall personbiler og lastebiler det er mulig å ta med på ferja.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Tegn grafer som illustrerer ulikhetene i et koordinatsystem. Marker på figuren hvilket område som angir de mulige antallene av personbiler og lastebiler.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Sett opp et uttrykk som viser hvor stor inntekt ferjeselskapet har på en overfart. Finn den fordelingen av personbiler og lastebiler som gir høyest inntekt for selskapet. Hva er den største inntekten selskapet kan oppnå på en overfart?

Det innføres nye regler. Av sikkerhetsgrunner er det ikke lenger tillatt å ta med mer enn 14 lastebiler.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Hva blir nå den høyeste inntekten som er mulig å oppnå på en overfart?

Fasit

15x+50y≤2100, x+10y≤250, x≥0, y≥0

Se figur — mulig område er firkanten med hjørner (0,0), (140,0), (85,16,5) og (0,25)

x=86 personbiler,y=16 lastebiler,I=18764kr

x=93 personbiler,y=14 lastebiler,I=18300kr

LøsningsforslagKI-generert

Arealet av personbilene og lastebilene til sammen kan ikke overstige 2100m2:

15x+50y≤2100

Vekta av personbilene og lastebilene til sammen kan ikke overstige 250t:

x+10y≤250

I tillegg kan ikke antall biler være negativt:

x≥0,y≥0

Vi løser hver av grenselinjene med hensyn på y:

15x+50y=2100⇒y=42−0,3x
x+10y=250⇒y=25−0,1x

Skjæringspunktet mellom de to linjene finner vi ved innsetting. Fra vektlinja er x=250−10y, som satt inn i areallinja gir

15(250−10y)+50y=2100
3750−150y+50y=2100
−100y=−1650
y=16,5,x=250−10⋅16,5=85

Det mulige området er der begge ulikhetene (og x≥0, y≥0) er oppfylt samtidig — firkanten med hjørner (0,0), (140,0), (85,16,5) og (0,25), markert i figuren under. Den røde linja er arealbegrensningen, den blå linja er vektbegrensningen, og det skraverte området viser de mulige kombinasjonene av x og y.

Mulig område for antall personbiler (x) og lastebiler (y)

Inntekten til ferjeselskapet på en overfart er

I(x,y)=106x+603y

Dette er et lineært uttrykk, så maksimum over det mulige området (et konvekst mangekantet område) må ligge i et av hjørnepunktene. Vi setter inn hjørnepunktene fra b):

Hjørnepunkt$I(x,y) = 106x + 603y$
$(0,0)$$0 \, \mathrm{kr}$
$(140,0)$$14\,840 \, \mathrm{kr}$
$(85, 16{,}5)$$18\,959{,}5 \, \mathrm{kr}$
$(0,25)$$15\,075 \, \mathrm{kr}$

Det beste hjørnepunktet er (85,16,5), men antall lastebiler y må være et helt tall — man kan ikke ta med et halvt kjøretøy. Vi undersøker derfor de heltallige verdiene av y nærmest 16,5, og finner størst mulig x for hver:

  • y=16: arealkravet gir x≤2100−50⋅1615=130015≈86,7, altså x=86 (vektkravet gir x≤90, som ikke er bindende). Dette gir I=106⋅86+603⋅16=18764kr.
  • y=17: vektkravet gir x≤250−170=80 (strengest). Dette gir I=106⋅80+603⋅17=18731kr.
  • y=15: arealkravet gir x≤2100−75015=90. Dette gir I=106⋅90+603⋅15=18585kr.

Den høyeste inntekten oppnås med x=86 personbiler og y=16 lastebiler.

Imax⁡=18764kr

Ferjeselskapet bør altså ta med 86 personbiler og 16 lastebiler på overfarten for å oppnå høyest mulig inntekt.

Den nye regelen y≤14 skjærer bort toppen av det mulige området, markert med den oransje linja y=14 i figuren i b). Det nye hjørnepunktet er skjæringen mellom arealgrensa og y=14:

15x+50⋅14=2100
15x=1400
x=93,33

Siden x må være et helt tall, sjekker vi x=93: vektkravet gir 93+10⋅14=233≤250, som holder. Dette gir

I=106⋅93+603⋅14=9858+8442=18300kr

Til sammenlikning gir y=13 (arealkrav x≤96): I=106⋅96+603⋅13=18015kr, som er lavere.

Den høyeste inntekten selskapet nå kan oppnå, er med x=93 personbiler og y=14 lastebiler:

Imax⁡=18300kr

Den nye sikkerhetsregelen reduserer altså den høyest mulige inntekten med 18764−18300=464kr per overfart.

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i matematikk. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Tastatursnarveier

Navigasjon

⌘K / Ctrl+K
Åpne søk
G F
Gå til Fag
G E
Gå til Eksamener
G T
Gå til Temaer
G K
Gå til Kompetansemål
G H
Hjem
?
Vis snarveier

I oppgave

←/→ · J/K
Forrige / neste oppgave
0
Marker som ikke prøvd
1
Marker som prøvd
2
Marker som trenger hjelp
3
Marker som ferdig
S
Vis / skjul løsningsforslag
A
Legg til i liste
N
Skriv notat
Esc
Tilbake / avslutt