Lineær optimering med marsipanproduksjon

Del 2, alle hjelpemidler

Lineær optimering med marsipanproduksjon

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

Marsipan inneholder melis, mandler og eggehvite. Et konditori lager to typer marsipanpølser, type A og type B. Begge veier 500 gram.

Type A inneholder 50 % melis, 45 % mandler og 5 % eggehvite. Type B inneholder 20 % melis, 70 % mandler og 10 % eggehvite.

Konditoriet har hver dag tilgang på

  • 60 kg melis
  • 88,2 kg mandler
  • 12 kg eggehvite

La x og y være antall marsipanpølser konditoriet produserer hver dag av henholdsvis type A og type B.

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Forklar at x og y må tilfredsstille ulikhetene

x≥0y≥02,5x+y≤6002,25x+3,5y≤882x+2y≤480
Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Skraver området som er avgrenset av ulikhetene i oppgave a).

Konditoriet har en fortjeneste på 20 kroner per marsipanpølse av type A og 15 kroner per marsipanpølse av type B.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Hvor mange enheter av hver type må konditoriet hver dag produsere for å maksimere fortjenesten sin? Hva blir fortjenesten da?

En uke har konditoriet høyt sykefravær. Denne uken klarer de bare å produsere til sammen 250 marsipanpølser per dag.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Hva er den største fortjenesten de kan få per dag denne uken?

Fasit

Se løsningsforslag.

Se figur i løsningsforslag.

188 pølser av type A,130 pølser av type B,fortjeneste=5710kr

233 pølser av type A,17 pølser av type B,fortjeneste=4915kr

LøsningsforslagKI-generert

Begge typer marsipanpølser veier 500g. Vi regner ut hvor mange gram av hvert råstoff hver pølsetype inneholder:

  • Type A: 50%⋅500=250g melis, 45%⋅500=225g mandler, 5%⋅500=25g eggehvite.
  • Type B: 20%⋅500=100g melis, 70%⋅500=350g mandler, 10%⋅500=50g eggehvite.

Siden x og y er antall pølser, kan ikke disse være negative, og vi må ha x≥0 og y≥0.

Konditoriet har 60kg=60000g melis tilgjengelig. Totalt forbruk av melis er 250x+100y gram, så

250x+100y≤60000⇔2,5x+y≤600

(delt på 100 på begge sider).

Tilsvarende er det 88,2kg=88200g mandler tilgjengelig, og totalt forbruk av mandler er 225x+350y gram:

225x+350y≤88200⇔2,25x+3,5y≤882

(delt på 100).

Til slutt er det 12kg=12000g eggehvite tilgjengelig, og totalt forbruk av eggehvite er 25x+50y gram:

25x+50y≤12000⇔x+2y≤480

(delt på 25).

Dette gir de fem ulikhetene i oppgaveteksten.

Mulighetsområdet er skjæringen av de fem ulikhetene fra a). Grensene for området er (i tillegg til aksene):

  • l1:2,5x+y=600 (melis)
  • l2:2,25x+3,5y=882 (mandler)
  • l3:x+2y=480 (eggehvite)

Området er femkanten (blå skravur) med hjørner A(0,0), B(0,240), C(84,198), D(187,4;131,5) og E(240,0), vist i figuren under.

Mulighetsområdet med grensene for melis, mandler og eggehvite

Fortjenesten er gitt ved F(x,y)=20x+15y. Fordi F er en lineær funksjon over et konveks mangekantet område, vil maksimum oppnås i et av hjørnene A, B, C, D eller E. Vi setter inn hjørnene i F:

Hjørne(x,y)F=20x+15y
B(0,240)3600
C(84,198)4650
D(187,4;131,5)5721
E(240,0)4800

Størst fortjeneste gis altså i hjørnet D, som er skjæringspunktet mellom melis- og mandellinjen. Men x og y må være hele tall (antall pølser), og D=(187,4;131,5) er ikke et heltallspunkt. Vi må derfor lete etter det beste heltallspunktet i nærheten av D, som samtidig tilfredsstiller alle ulikhetene.

Vi prøver (x,y)=(188,130):

2,5⋅188+130=600≤600✓
2,25⋅188+3,5⋅130=878≤882✓
188+2⋅130=448≤480✓

Alle ulikhetene er oppfylt, og fortjenesten blir

F(188,130)=20⋅188+15⋅130=5710

Konditoriet bør altså produsere 188 marsipanpølser av type A og 130 av type B hver dag. Da blir fortjenesten 5710kr per dag.

Nå har vi i tillegg begrensningen x+y≤250. Det opprinnelige optimale hjørnet D=(187,4;131,5) har x+y=318,9>250, og er derfor ikke lenger et gyldig produksjonspunkt denne uken.

Det nye mulighetsområdet er den opprinnelige femkanten skåret av med linjen l4:x+y=250, se figuren under.

Mulighetsområdet med den nye begrensningen x+y ≤ 250

Fortjenesten F(x,y)=20x+15y øker mest i x-retning (koeffisienten til x er størst), så det nye optimale hjørnet ligger der melislinjen l1 møter den nye grensen l4. Vi løser likningssystemet

{2,5x+y=600x+y=250

Trekker vi likningene fra hverandre, får vi 1,5x=350, altså x=233,3 og y=250−233,3=16,7. Dette gir en fortjeneste på

F(233,3;16,7)=20⋅233,3+15⋅16,7≈4916,7

Igjen må x og y være hele tall. Vi prøver (x,y)=(233,17):

2,5⋅233+17=599,5≤600✓
233+17=250≤250✓

(mandel- og eggehviteulikhetene er langt fra bindende her, og er lett oppfylt). Fortjenesten blir

F(233,17)=20⋅233+15⋅17=4915

Dette er høyere enn i de andre hjørnene (B: 3600, E: 4800), så konditoriet bør denne uken produsere 233 pølser av type A og 17 av type B. Den største fortjenesten de kan få er da 4915kr per dag.

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