Ferje med personbiler og lastebiler lineær optimering
Lov på eksamen
- Kalkulator
- CAS
- Graftegner og regneark
- Lærebok, formelsamling og egne notater
Ikke åpent internett, kommunikasjon med andre eller kunstig intelligens.
Kan den løses uten PC?
Alle deloppgavene kan løses uten PC.
Fra 2027 er det bare kalkulator og skriftlige hjelpemidler på del 2. Vurderingen er gjort med KI og kan inneholde feil.
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
En ferje frakter personbiler og lastebiler. En personbil trenger et areal på når den står parkert på ferja, mens en lastebil trenger . Arealet av hele ferjedekket er .
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 være antall personbiler og antall lastebiler om bord på ferja ved en overfart.
Sett opp ulikheter som avgrenser antall personbiler og lastebiler det er mulig å ta med på ferja.
Tegn grafer som illustrerer ulikhetene i et koordinatsystem. Marker på figuren hvilket område som angir de mulige antallene av personbiler og lastebiler.
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.
Hva blir nå den høyeste inntekten som er mulig å oppnå på en overfart?
Fasit
, , ,
Se figur — mulig område er firkanten med hjørner , , og
LøsningsforslagKI-generert
Arealet av personbilene og lastebilene til sammen kan ikke overstige :
Vekta av personbilene og lastebilene til sammen kan ikke overstige :
I tillegg kan ikke antall biler være negativt:
Vi løser hver av grenselinjene med hensyn på :
Skjæringspunktet mellom de to linjene finner vi ved innsetting. Fra vektlinja er , som satt inn i areallinja gir
Det mulige området er der begge ulikhetene (og , ) er oppfylt samtidig — firkanten med hjørner , , og , markert i figuren under. Den røde linja er arealbegrensningen, den blå linja er vektbegrensningen, og det skraverte området viser de mulige kombinasjonene av og .

Inntekten til ferjeselskapet på en overfart er
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 , men antall lastebiler må være et helt tall — man kan ikke ta med et halvt kjøretøy. Vi undersøker derfor de heltallige verdiene av nærmest , og finner størst mulig for hver:
- : arealkravet gir , altså (vektkravet gir , som ikke er bindende). Dette gir .
- : vektkravet gir (strengest). Dette gir .
- : arealkravet gir . Dette gir .
Den høyeste inntekten oppnås med personbiler og lastebiler.
Ferjeselskapet bør altså ta med 86 personbiler og 16 lastebiler på overfarten for å oppnå høyest mulig inntekt.
Den nye regelen skjærer bort toppen av det mulige området, markert med den oransje linja i figuren i b). Det nye hjørnepunktet er skjæringen mellom arealgrensa og :
Siden må være et helt tall, sjekker vi : vektkravet gir , som holder. Dette gir
Til sammenlikning gir (arealkrav ): , som er lavere.
Den høyeste inntekten selskapet nå kan oppnå, er med personbiler og lastebiler:
Den nye sikkerhetsregelen reduserer altså den høyest mulige inntekten med per overfart.