Ejercicios de Programacion Lineal

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  • EJERCICIO1:Gasahol, Inc. Tiene 14000 galones de unamezcla de gasolina y alcohol almacenada en suinstalacindeFresnoy16000galonesalmacenadosen su instalacindeBakersfield.Desdeestas instalaciones, Gasahol debe proveer a Fresh Food Farms (FFF) 10000 galones y aAmericanGrowers(AG)20000galones.Elcostodeembarcar1galndesdecada instalacindealmacenadoacadaclientees:

    HaciaFFF AG

    Fresno $0.04 $0.06Bakersfield $0.05 $0.03

    Formuleunmodelodeprogramacin linealparadeterminar elplande embarquede costomnimoquesatisfagalasrestriccionesdeprovisinydemanda.

    DEMANDAFFF 10000AG 20000

    a) VariablededecisinXFF=#degalonesdeFresnoaFFFXFA=#degalonesdeFresnoaAGXBF=#degalonesdeBakersfieldaFFFXBA=#degalonesdeBakersfieldaAG

    b) FuncinObjetivoMinimizarCostoEmbarque

    MinZ=0.04$*XFF(gal)+0.06$*XFA(gal)+0.05$*XBF(gal)+0.03$*XBA(gal)gal gal gal gal

    c) Restricciones

    DeDemanda: XFF(gal)+XBF(gal)=10000(gal) XFA(gal)+XBA(gal)=20000(gal)DeCantidadAlmacenada: XFF(gal)+XBF(gal)=14000(gal) XFA(gal)+XBA(gal)=16000(gal)

  • d) NoNegatividadd) NoNegatividadXFF>=0XXFA>=0XXBF>=0XXBA>=0X

    FF>=0FA>=0BF>=0BA>=0

    EJERCICIO2:EJERCICIO2:HealthNut Company est desarrollando una nueva barra de mantequilla de cacahuate ychocolate.Eldulcedebeteneralmenos5gramosdeprotenas,peronomsde5gramosdecarbohidratosy3gramosdegrasassaturadas.Desarrolleunprogramalinealparadeterminarlacantidaddecadaingredienteporutilizarquesatisfagalosrequerimientosnutricionalesauncostototalmnimo,basndoseenlossiguientesdatos:

    MantequilladeCacahuate ChocolateCosto($/oz) 0.10 0.18

    Protenas(g/oz) 4.00 0.80Carbohidratos(g/oz) 2.50 1.00

    Grasassaturadas(g/oz) 2.00 0.50

    a) VariablededecisinXM=#deonzasdeMantequilladeCacahuateXC=#deonzasdeChocolate

    b) FuncinObjetivoMinimizarCostoTotal

    MinZ=0.1$*XM(onz)+0.18$*XC(onz)onz onzonz

    c) Restricciones

    DeContenido: Protenas: 4(gr./onz)*XM(onz)+0.8(gr./onz)*XC(onz)>=5(gr.) Carbohidratos: 2.5(gr./onz)*X (onz) +1(gr./onz)*XC (onz)

  • XM>=0XC>=0

    EJERCICIO3:HealthNut Company tiene una maquina que muele semillas de Psyllium hasta producir unpolvo finoaunavelocidadde30 librasporhora.Lacompaa tambinusa lamquinaparahacercremadecacahuateconcacahuatestostadosaunavelocidadde60 librasporhora.Eltiempo de fijacin para cam a de un prdema ensualylo ntodeinventa semuestranenlatablasiguiente:

    biar la mquin oducto al otro es despreciable. Landam scostosdemantenimie riodecadaproducto

    DEMANDA(lb) COSTO MANTENIMIENTO($/lb)SDEMes CRE MADE

    CACAHUATE PSY MLLIUCR EMADECACAHUATE PS YLLIUM

    Mayo 400 600 0.10 0.05Junio 450 700 0.10 0.05Julio 500 650 0.12 0.05

    Elinventarioinicialparacadaproductoaprincipiosdemayoes0ytambindebeser0afinalesde julio.Enningnmomentoel inventariodePsylliumpuedeexceder las1000 librasnieldemantequillade chachaguate las500 libras.Asimismo, cadameshay20horasde tiempodemaquinadisponible.Formuleunprogramalinealparadeterminarunplandeproduccinpara

    y julio que minimice los costos totales de almacenamiento,suponiendo que se satisface la demanda al final de cada mes y que los costos demanten mes.

    a)

    21=#dehorasqueseusalamquinaparaproducirPsylliumenJunio

    22=#dehorasqueseusalamquinaparaproducirCremadeCacahuateenJunio

    quinaparaproducirCremadeCacahuateenJulio

    I3=InventarioaliniciodeJulio

    los meses de mayo, junio

    imientodeexistenciasebasanenlacantidadeninventarioaprincipiosdeVariablededecisinX11=#dehorasqueseusalamquinaparaproducirPsylliumenMayoX

    X31=#dehorasqueseusalamquinaparaproducirPsylliumenJulioX12=#dehorasqueseusalamquinaparaproducirCremadeCacahuateenMayoX

    X32=#dehorasqueseusalamI1=InventarioaliniciodeMayoI2=InventarioaliniciodeJunio

  • MinZ=0.1$*I11(lb)+0.1$*I21(lb)+0.12$*I31(lb)+0.05$*I12(lb)+0.05$*I22(lb) +0.05$*I32(lb)

    =Inv

    =InventarioaliniciodeJuliodePsyllium

    tarioaliniciodeJuliodeCacahuateiciodeAgostodeCacahuate

    inimizarCostosTotales

    c)

    Inv

    )(lb) +X21(hr.)*30(lb/hr.)700(lb)

    I41(lb)=I31(lb)+X31(hr.)*30(lb/hr.)650(lb)

    (lb)+X22(hr.)*60(lb/hr.)450(lb)

    I4 entarioaliniciodeAgosto

    I11=InventarioaliniciodeMayodePsylliumI21=InventarioaliniciodeJuniodePsylliumI31

    I41=InventarioaliniciodeAgostodePsylliumI12=InventarioaliniciodeMayodeCacahuateI22=InventarioaliniciodeJuniodeCacahuateI32=InvenI42=Inventarioalin

    b) FuncinObjetivoM

    RestriccionesDe entario: I11(lb)=0 I21(lb)=I11(lb)+X11(hr.)*30(lb/hr.)600(lb I31(lb)=I21 I41(lb)=0 I12(lb)=0 I22(lb)=I12(lb)+X12(hr.)*60(lb/hr.)400(lb) I32(lb)=I22 I42(lb)=I32(lb)+X32(hr.)*60(lb/hr.)500(lb)

  • MinZ=S(lb)

    I11(lb), I21(lb),I31(lb),I41(lb)

  • MaxZ=VentaCosto

    5*C )S )0.5*C(lb)

  • NoNegatividad JN,JT,T1,T2>=0

    EJERCICIO6:Oklahoma Ol, Inc., debe transportar 100000 barriles de cada uno de los tres campospetrolerosasutanquedealmacenamientoenOklahomaCity.Elpetrleopuedetransportarseencamionesdirectamentede loscamposeltanquedealmacenamientoauncostode$0.03porbarrilpormilla.Hasta150000barrilesdepetrleo tambinpuedenenviarsedesde losamposmedianteductosaunejecentralenTulsaauncostode$0.02porbarrilpormillayluego trasportarseencamionesaOklahomaCitypor$1porbarril.Formuleunmodeloparadeterminarelplandeembarquedecostom adaslassiguientesdistanciasenmillas:

    c

    nimo,d

    HACIADESDE OKLAHOMA TULSA

    Campopetrolero1 150 50Campopetrolero2 170 65Campopetrolero3 190 80

    a) ariabl n

    ij;donV ededecisiX de: i=origen j=destino

    b) FuncinObjetivo

  • MinZ=0.03$*150(mll)*XAO(br)+0.03$*170(mll)*XBO(br)+0.03$*190(mll)*XCO(br)+0.02$*50(mll)*XAT(br)+0.02$*65(mll)*(br*mll) (br*mll) (br*mll) (br*mll) (br*mll)

    XBT(br)+0.02$*80(mll)*XCT(br)+[XAT(br)+XBT(br)+XCT(br)]*1$ (br*mll) (br.)

    deEmbarque

    c)

    DeCan

    (br)

    viaraTulsa:+XCT(br) =0

    tidadaTransportar:

    MinimizarPlan

    Restricciones

    XAO(br)+XAT(br)=100000(br)XBO(br)+XBT(br)=100000XCO(br)+XCT(br)=100000(br)

    DeCantidadaEn XAT(br) +XBT(br)

    EJERCICIO7:Cajun zcla seis e bricadau ezarpesc ntetablaproporcionaelcostodeca ciaylosporcenta mosymximosp depe arseenelp final:

    Worldme speciaspara fa nproducto at ados. La siguiedaespe jesmni orunidad

    soquepuedenus roductoESPECIA COSTO($/gm) MINIMO(%) MAXIMO(%)

    0.020 18 20CayenaPim raientaneg 0.025 15 18

    Semillasdehinojo 0.082 12 14Polvodecebolla 0.025 16 20

    Ajo 0.028 12 15Organo 0.075 14 18

    Formule un programa lineal para determinar la cantidad de cada especia utilizada paraproduc ogramode inimiceeC kg.

    ircadakil productoquem lcostototal.onvertimoslosgma

    ESPECIA COST /kg.)O($ MINIMO(%) MAXIMO(%)C )ayena(1 20 18 20

    Pim ientanegra(2) 25 15 18Semillasdehinojo(3) 82 12 14Polvodecebolla(4) 25 16 20

    Ajo(5) 28 12 15Organo(6) 75 14 18

    a) ariablededecisinV

  • MinZ=20$*X1(kg.)+25$*X2(kg.) +82$*X3(kg.) +25$*X4(kg.)+28$*X5(kg.) +75$*X .)

    ntidaddekg.decadaproducto.

    b) un

    inimizarCostosTotales

    +X3(kg) +X4(kg)+ X5(kg)+ X6(kg)=1Kg. yMnima:

    4

    NoNegatividad Xij>=0

    decadaproducto.

    b) un

    inimizarCostosTotales

    +X3(kg) +X4(kg)+ X5(kg)+ X6(kg)=1Kg. yMnima:

    4

    NoNegatividad Xij>=0

    Xi;dondeieslacaFF cinObjetivocinObjetivoMM

    6(kg

    c) Restriccionesc) RestriccionesX1(kg) +X2(kg) X1(kg) +X2(kg)

    DeCantidadMxima DeCantidadMxima X1(kg) >=0.18 X1(kg) >=0.18 X1(kg) =0.15 X2(kg)=0.12 X3(kg)=0.16 X4(kg)=0.12 X5(kg)=0.1 X6(kg)

  • MaxZ= TR(gal) +TA(gal) +TV(gal)

    .Lacompaaactualmentetiene1000galonesdeA1,1500deA2,2000deA3y4000debase.Dadoqueelpreciodeventaporgalndecadatipodetintaeselmismo,desarrolleun

    o deberan usarse estos recursos para obtener los mximosingresos.

    a) VariablededecisinTR:GalonesdetintarojaTA:GalonesdetintaazulTV:GalonesdetintaverdeBR:BaseparatintarojaBA:BaseparatintaazulBV:BaseparatintaverdeXR1:GalonesdeaditivoA1paratintarojaXR2:GalonesdeaditivoA2paratintarojaXR3:GalonesdeaditivoA3paratintarojaXA1:GalonesdeaditivoA1paratintaazulXA2:GalonesdeaditivoA2paratintaazulXA3:GalonesdeaditivoA3paratintaazulXV1:GalonesdeaditivoA1paratintaverdeX :GalonesdeaditivoA2paratintaverdeX :GalonesdeaditivoA3paratintaverde

    b) FuncinObjetivoMaximizarIngresos

    proporcin1:2:3.Despusdemesclarestosaditivos,seaadeunacantidadigualdebaseparacadacolormodelo para determinar cm

    V2

    V3

  • c) RestriccionesTR(gal)= R1X XR3(gal)+BR(gal)

    XR2(gal)+XR3(gal)X A3(gal) +BA(gal)

    XA2(gal)+XA3(gal)X V3(gal)+BV(gal)

    l)

    Can

    al)+XA3(gal)+XV3(gal)

  • MinZ=6$*X (MWhr)+5.5$1 *X2(MWhr) +4.5$*X3(MWhr) +5$*X4(MWhr)+7$*X5(MWhr)(MWhr) (MWhr) (MWhr) (MWhr)

    lgeneradaporLilliput.mosferanodebenexceder los lmitesespecficosen la

    tabla3.11.s30%de la

    generadaapartirdepetrleo.Formuleunprograma mnimo.

    hr)

    lgeneradaporLilliput.mosferanodebenexceder los lmitesespecficosen la

    tabla3.11.s30%de la

    generadaapartirdepetrleo.Formuleunprograma mnimo.

    1. Lageneracinprovenientedematerialesnuclearesnodebeexcederde20%decadaenergatota

    1. Lageneracinprovenientedematerialesnuclearesnodebeexcederde20%decadaenergatota

    2. Debeutilizarsealmenos80%delacapacidaddelasplantasdecarbn.3. Losefluentesquesalena laat2. Debeutilizarsealmenos80%delacapacidaddelasplantasdecarbn.3. Losefluentesquesalena laat4. Lacantidaddeenergageneradaapartirdegasnaturaldebeseralmeno4. Lacantidaddeenergageneradaapartirdegasnaturaldebeseralmeno

    linealparadeterminarunplandeenergadecostolinealparadeterminarunplandeenergadecosto

    TABLA3.10CapacidadesdegeneracindecostosFuen rgatedeEne CAPACIDA (MWhr)DTOTAL COSTODEGENERACION($/MWhr)

    Carbn 45000 6.0G asnatural 15000 5.5Nuclear 45000 4.5

    Hidroelctrica 24000 5.048000 7.Petrleo 0

    TABLA3 depolu eraci .11Datos cindegen ndeenerga

    CONTAMINANTE(gm/ hr)MWFue antedeEnerg DIOXIDODE MONOXIDODE PARTICULAS DESE OSCH

    AZUFRE CARBONO DE OPOLV SOLIDOSCarbn 1.5 1.0 0.7 0.4

    G asnatural 0.2 0.5 Nuclear 0.1 0.2 0.7

    H idroelctrica Petrleo 0.4 0.8 0.5 0.1

    Kgmximos75 60 30 25

    permitidos

    (MWhr)

    a) Variablededecisin

    X1:CantidaddeMWhrdeenergaprovenientedecarbnX2:CantidaddeMWhrdeenergaprovenientedegasnaturalX3:CantidaddeMWhrdeenergaprovenientedenuclearX :CantidaddeMWhrdeenergaprovenientedehidroelctricaX :CantidaddeMWhrdeenergaprovenientedepetrleo

    b) FuncinObjetivostos

    4

    5

    MinimizarCo

  • c)

    MaWhr) =0.8*45000(MWhr)

    DixidodeAzufre:1.5(gm/MWhr)*X1(MWhr)+0.2(gm/MWhr)*X2(MWhr) +0.4(gm/

    Demonxidodecarbono:1.2(gm/MWhr)*X1(MWhr)+0.5(gm/MWhr)*X2(MWhr) +

    Departculasdepolvo:0.7(gm/MWhr)*X1(MWhr)+0.2(gm/MWhr)*X3(MWhr) +

    Dedesechosslidos:0.4(gm/MWhr)*X1(MWhr)+0.7(gm/MWhr)*X3(MWhr) +0.1(gm/hr)

  • Max 640kg.Z= *[1.70($/kg))1.0($/kg)]*X1(acre)+500kg.*[1.3($/kg)0.5($/kg)]X2(acre) +400kg.

    [1($/kg)0.4($/kg)]X3(acre)+300kg.

    acre acre acre

    [1($/kg)0.25($/kg)]X4(acre)+350kg.[1.3($/kg)0.6($/kg)]X5(acre)acre acre

    guiente tabla muestra la informacin relevanteperteneciente a la produccin, el costo de plantacin, el precio de venta esperado y losr nt tiv

    FreshFoodFarms,Inc.,tiene50acresdetierraenlacualplantarcualquiercantidaddemaz,soya, lechuga, algodn y brcoli. La siequerimie osdeaguaparacadacul o:

    CULTIVO PRECIO A GUAPRODUCCION(kg/acre) COSTO($/kg)VENTA($/kg) REQUERIDA(l tros/kg)i

    Maz(1) 640 1.00 1.70 8.75Frijolesdesoya(2) 500 0.50 1.30 5.00

    Lechuga(3) 400 0.40 1.00 2.25Algodn(4) 300 0.25 1.00 4.25Brcoli(5) 350 0.60 1.30 3.25

    Paralaprximatemporada,hay100000litrosdeaguadisponibleylacompaahacontratadovenderalmenos5120kilogramosdemaz.Formuleunprograma linealparadeterminarunaestrategiadeplantacinpticaparaFreshFoodFarms, Inc.Useelnumerodeacresdecada

    lasvariablesdedecisin.a)

    alaplantacinib) etivo

    c)

    Conacre/kg)>=5120kg.

    )+500(kg/acre)*5(litros/kg)*X2(acre)+400(kg/acre)*2.25 (litros/kg) * X3 (acre) + 300 (kg/acre) * 4.25 (litros/kg) * X4 (acre) + 350 (kg/acre) * 3.5

    100000(litros)

    Negatividad Xi>=0

    cultivoparaplantacincomoVariablededecisinXi=#deacresparFuncinObjMaximizarRestriccionesDe tratodeMaz: X1(acre)*640(DeAguaDisponible:

    640(kg/acre)*8.75(litros/kg)*X1(acre

    (litros/kg)*X5(acre)