Lineær optimering av gavepakker
Lov på eksamen
- Skrivesaker og linjal
Ingen kalkulator eller digitale verktøy.
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Før jul bestemmer klassen til Kari seg for å lage gavepakker til barnehjemmet de støtter. De har kjøpt inn 70 esker med fargestifter, 72 sprettballer og 60 hoppestrikker.
De ønsker å lage to typer gavepakker.
- Pakke A skal inneholde 3 esker med fargestifter, 2 sprettballer og 2 hoppestrikker.
- Pakke B skal inneholde 2 esker med fargestifter, 4 sprettballer og 3 hoppestrikker.
La være antall gavepakker av type A og antall gavepakker av type B som de kan lage.
Forklar at de mulige verdiene for og må ligge i det fargede området nedenfor.

Hva er det maksimale antallet gavepakker de til sammen kan lage av type A og B?
Fasit
Se forklaring
LøsningsforslagKI-generert
Antall gavepakker kan aldri være negativt, så vi må ha og . Det betyr at må ligge i første kvadrant.
Videre er det tre ressursbegrensninger, siden det bare er kjøpt inn et bestemt antall av hver ting:
Fargestifter: Pakke A bruker esker og pakke B bruker esker. Det er kjøpt inn esker totalt, så
Sprettballer: Pakke A bruker sprettballer og pakke B bruker sprettballer. Det er kjøpt inn sprettballer totalt, så
Hoppestrikker: Pakke A bruker hoppestrikker og pakke B bruker hoppestrikker. Det er kjøpt inn hoppestrikker totalt, så
Alle punkter som oppfyller disse tre ulikhetene samtidig (i tillegg til og ), tilfredsstiller alle ressursbegrensningene samtidig. Dette er akkurat det fargede området i figuren, som er fellesmengden (snittet) av de fem halvplanene. Derfor må alle mulige verdier for og ligge i dette området.
Vi skal finne det maksimale antallet gavepakker til sammen, altså maksimere , innenfor det fargede området fra a).
Maksimum av en lineær størrelse over et slikt område (en konveks mangekant) finner vi alltid i et av hjørnene. Vi finner hjørnene ved å se hvilke av grenselinjene som skjærer hverandre der det fargede området har et “knekkpunkt”.
Fra figuren ser vi at et av hjørnene er skjæringspunktet mellom linjene (fargestifter) og (hoppestrikker). Vi løser likningssystemet:
Vi ganger den første likningen med og den andre med :
Vi trekker fra:
Vi setter inn i :
Dette hjørnet er altså , som gir .
Vi sjekker de andre hjørnene i det fargede området for å være sikre på at dette er størst:
- :
- Skjæring mellom -aksen og : , , som gir
- :
- Skjæring mellom og (sprettballer): , , som gir
- Skjæring mellom -aksen og : , , som gir
Størst sum finner vi i hjørnet , og siden og begge er hele tall, er dette også en gyldig løsning i praksis (man kan ikke lage en brøkdel av en gavepakke).
De kan altså lage maksimalt gavepakker til sammen, med pakker av type A og pakker av type B.