Lineær optimering for vannprøveanalyse
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.
Nedenfor følger et sett med ulikheter:
Lag et koordinatsystem og skraver/fargelegg det området som er avgrenset av ulikhetene.
Vi studerer følgende situasjon:
Et laboratorium skal analysere vannprøver. Det har kapasitet til å utføre inntil 570 slike analyser. En uerfaren assistent og en erfaren tekniker deler på arbeidet. Assistenten analyserer 4 prøver per time, og teknikeren analyserer 6 prøver per time. Det kan brukes inntil 120 timer på analysene. Teknikeren kan ikke bruke mer enn 70 timer på analysen av disse vannprøvene.
Bestem et sett med ulikheter som beskriver betingelsene i teksten over.
Lag et koordinatsystem og skraver/fargelegg det området som er avgrenset av ulikhetene i b).
Assistenten lønnes med 100 kroner per time, og teknikeren lønnes med 175 kroner per time. De får i oppdrag å analysere 570 vannprøver. Ellers gjelder de samme betingelsene som i spørsmål b).
Hvor mange timer må assistenten arbeide, og hvor mange timer må teknikeren arbeide for at de to til sammen skal tjene mest mulig?
Fasit
Se figur i løsningsforslaget.
, , , ,
Se figur i løsningsforslaget.
, samlet lønn
LøsningsforslagKI-generert
Vi skal skravere området som oppfyller alle tre ulikhetene samtidig:
Den siste ulikheten kan skrives om til ved å løse med hensyn på .
Grensekurvene er hyperbelen og den rette linja . De skjærer hverandre der
som gir , altså og .
Området avgrenset av ulikhetene er dermed «lens-formen» mellom hyperbelen (nedre grense) og linja (øvre grense), for mellom disse to skjæringspunktene. Vi tegner dette i GeoGebra:

Det mørkeblå området (der begge ulikhetene og er oppfylt, med ) er løsningsområdet.
Vi lar
Assistenten analyserer prøver per time, teknikeren prøver per time. Laboratoriet har kapasitet til inntil analyser, så
Det kan brukes inntil timer totalt på analysene:
Teknikeren kan ikke bruke mer enn timer:
I tillegg må antall timer være ikke-negativt:
Vi tegner de fem ulikhetene fra b) i samme koordinatsystem og skraverer fellesområdet (der alle betingelsene er oppfylt samtidig):

Det mørkeblå området er et femkantet område med hjørner i , , , og .
Nå skal laboratoriet analysere nøyaktig vannprøver — ikke bare inntil . Siden kapasiteten uansett er maks , betyr dette at ulikheten fra b) blir til en likhet:
De andre betingelsene fra b) gjelder fortsatt: , , , .
Samlet lønn (i kroner) er
Siden , kan vi løse ut :
Setter vi dette inn i lønnsuttrykket:
er en voksende funksjon av . For å tjene mest mulig skal derfor være så stor som mulig.
Vi finner hvilke verdier av som er tillatt langs linja , gitt de øvrige betingelsene:
- Betingelsen setter en direkte øvre grense.
- Betingelsen gir, ved innsetting av :
- Betingelsen gir , som er svakere enn .
Dermed må , og er størst når (dette er nettopp hjørnet i figuren fra c), der linja møter grensa ).
Da er
Vi sjekker at , så betingelsen er oppfylt.
Maksimal lønn blir
Assistenten må arbeide , og teknikeren må arbeide , for at de til sammen skal tjene mest mulig — totalt .