AndalucíaAndalucía
MadridMadrid
CataluñaCataluña
GaliciaGalicia
MurciaMurcia
ValenciaValencia
En construcciónAñadimos comunidades, materias, años y soluciones de forma progresiva y constante.
Región factible y optimización
Problema
2020 · Extraordinaria · Reserva
2
Examen

Se considera la región del plano definida por las siguientes inecuaciones:

x+y4xy2x+3y2y2x + y \le 4 \quad x - y \ge -2 \quad x + 3y \ge 2 \quad y \le 2
a) Represéntela gráficamente y determine sus vértices.b) Indique razonadamente si el punto (4,0.75)(4, -0.75) pertenece a dicha región.c) ¿En qué puntos de la región anterior la función F(x,y)=x+yF(x, y) = x + y alcanza los valores máximo y mínimo y cuáles son estos valores?
InecuacionesRegión factibleOptimización lineal
Resolución de Programación Lineal
a) Represéntela gráficamente y determine sus vértices.

Para representar la región, primero transformamos las inecuaciones en igualdades para obtener las rectas que delimitan el recinto:r1:x+y=4r_1: x + y = 4 r2:xy=2r_2: x - y = -2 r3:x+3y=2r_3: x + 3y = 2 r4:y=2r_4: y = 2 Calculamos los puntos de intersección de estas rectas para hallar los vértices de la región factible, asegurándonos de que cumplan el resto de restricciones:Vértice BB: Intersección de r1r_1 y r4r_4 x+2=4x=2x + 2 = 4 \Rightarrow x = 2. Luego, B=(2,2)B = (2, 2).Vértice CC: Intersección de r2r_2 y r4r_4 x2=2x=0x - 2 = -2 \Rightarrow x = 0. Luego, C=(0,2)C = (0, 2).Vértice DD: Intersección de r2r_2 y r3r_3 {xy=2x+3y=2(y2)+3y=24y=4y=1;x=1\begin{cases} x - y = -2 \\ x + 3y = 2 \end{cases} \Rightarrow (y - 2) + 3y = 2 \Rightarrow 4y = 4 \Rightarrow y = 1; x = -1. Luego, D=(1,1)D = (-1, 1).Vértice EE: Intersección de r1r_1 y r3r_3 {x+y=4x+3y=2(4y)+3y=22y=2y=1;x=5\begin{cases} x + y = 4 \\ x + 3y = 2 \end{cases} \Rightarrow (4 - y) + 3y = 2 \Rightarrow 2y = -2 \Rightarrow y = -1; x = 5. Luego, E=(5,1)E = (5, -1).

b) Indique razonadamente si el punto (4,0.75)(4, -0.75) pertenece a dicha región.

Para que un punto pertenezca a la región, debe satisfacer todas las inecuaciones del sistema. Comprobamos el punto (4,0.75)(4, -0.75):1) x+y44+(0.75)=3.254x + y \le 4 \Rightarrow 4 + (-0.75) = 3.25 \le 4 (CUMPLE) 2) xy24(0.75)=4.752x - y \ge -2 \Rightarrow 4 - (-0.75) = 4.75 \ge -2 (CUMPLE) 3) x+3y24+3(0.75)=42.25=1.75<2x + 3y \ge 2 \Rightarrow 4 + 3(-0.75) = 4 - 2.25 = 1.75 < 2 (NO CUMPLE) 4) y20.752y \le 2 \Rightarrow -0.75 \le 2 (CUMPLE)Como no cumple la tercera inecuación, el punto (4,0.75)(4, -0.75) no pertenece a la región.

c) ¿En qué puntos de la región anterior la función F(x,y)=x+yF(x, y) = x + y alcanza los valores máximo y mínimo y cuáles son estos valores?

Evaluamos la función objetivo F(x,y)=x+yF(x, y) = x + y en los vértices hallados:F(2,2)=2+2=4F(2, 2) = 2 + 2 = 4 F(0,2)=0+2=2F(0, 2) = 0 + 2 = 2 F(1,1)=1+1=0F(-1, 1) = -1 + 1 = 0 F(5,1)=51=4F(5, -1) = 5 - 1 = 4

x+y<=4x-y>=-2x+3y>=2y<=2(0, 2)(2, 2)(5, -1)(-1, 1)Máx: z = 40246123xyF(x,y) = x + y

El valor máximo es 44 y se alcanza en todos los puntos del segmento que une los vértices B(2,2)B(2, 2) y E(5,1)E(5, -1), ya que la función objetivo es paralela al lado x+y=4x + y = 4. El valor mínimo es 00 y se alcanza en el vértice D(1,1)D(-1, 1).