Fuglekasser med 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.
Frode og Peter lager to typer fuglekasser. Type A er for meiser, og type B er for ugler. Frode lager delene til kassene, mens Peter setter dem sammen og maler dem.
- Frode bruker 10 minutter på å lage delene til en kasse av type A og 30 minutter på å lage delene til en kasse av type B.
- Peter bruker 20 minutter på å sette sammen og male en kasse av type A og 30 minutter på en kasse av type B.
- I løpet av en uke kan Frode jobbe 15 timer.
- I løpet av en uke kan Peter jobbe 20 timer.
De produserer kasser av type A og kasser av type B.
Forklar at og må ligge i området som er avgrenset av ulikhetene nedenfor:
Skraver dette området i et koordinatsystem.
Når de selger fuglekassene, har de en fortjeneste på 60 kroner for en kasse av type A og 150 kroner for en kasse av type B.
Hvor mange kasser bør de produsere av hver type for at fortjenesten skal bli størst mulig?
Etterspørselen etter fuglekasser av begge typer er veldig stor, så Frode sier han kan jobbe 3 timer ekstra en uke.
Hvor mange kasser bør de produsere av hver type denne uken dersom de vil ha størst mulig fortjeneste?
Fasit
Ulikhetene følger av tidsbegrensningene til Frode og Peter.
Se skravert område i løsningsforslaget.
LøsningsforslagKI-generert
Frode bruker minutter på en kasse av type A og minutter på en kasse av type B. I løpet av en uke kan Frode jobbe timer, altså minutter. Tiden Frode bruker på å lage kasser av type A og kasser av type B er dermed
Denne tiden kan ikke overstige minutter, så
Peter bruker minutter på en kasse av type A og minutter på en kasse av type B. Peter kan jobbe timer i uken, altså minutter. Da må
I tillegg må antall kasser være ikke-negativt, altså og . Dette gir nettopp de fire ulikhetene i oppgaveteksten.
Vi finner hjørnene i området ved å se på hvor grenselinjene og skjærer aksene og hverandre. Løser vi likningssettet
finner vi skjæringspunktet . Sammen med origo og skjæringene med aksene gir dette hjørnene
Området er trekanten (firkanten) med disse hjørnene, avgrenset av -aksen, -aksen og de to linjene:

Fortjenesten er
I et lineært optimeringsproblem vil den optimale løsningen alltid ligge i et av hjørnene i det tillatte området. Vi setter derfor inn hjørnene fra b) i uttrykket for :
| Hjørne $(x,y)$ | $F = 60x + 150y$ |
|---|---|
| $(0,0)$ | $0 \, \mathrm{kr}$ |
| $(0,30)$ | $4500 \, \mathrm{kr}$ |
| $(30,20)$ | $4800 \, \mathrm{kr}$ |
| $(60,0)$ | $3600 \, \mathrm{kr}$ |
Størst fortjeneste får de i hjørnet , altså ved å produsere kasser av type A og kasser av type B.
Svar: De bør produsere , noe som gir en fortjeneste på .
Nå kan Frode jobbe timer, altså minutter. Ulikheten for Frode blir dermed
Ulikheten for Peter er uendret: .
Vi finner det nye skjæringspunktet ved å løse
som gir . De nye hjørnene i det tillatte området er

Vi setter inn de nye hjørnene i :
| Hjørne $(x,y)$ | $F = 60x + 150y$ |
|---|---|
| $(0,0)$ | $0 \, \mathrm{kr}$ |
| $(0,36)$ | $5400 \, \mathrm{kr}$ |
| $(12,32)$ | $5520 \, \mathrm{kr}$ |
| $(60,0)$ | $3600 \, \mathrm{kr}$ |
Størst fortjeneste får de nå i hjørnet .
Svar: Denne uken bør de produsere , noe som gir en fortjeneste på .