Se considera la región del plano definida por las siguientes inecuaciones:
x+y≤4x−y≥−2x+3y≥2y≤2
a) Represéntela gráficamente y determine sus vértices.b) Indique razonadamente si el punto (4,−0.75) pertenece a dicha región.c) ¿En qué puntos de la región anterior la función F(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=4r2:x−y=−2r3:x+3y=2r4:y=2Calculamos los puntos de intersección de estas rectas para hallar los vértices de la región factible, asegurándonos de que cumplan el resto de restricciones:Vértice B: Intersección de r1 y r4x+2=4⇒x=2. Luego, B=(2,2).Vértice C: Intersección de r2 y r4x−2=−2⇒x=0. Luego, C=(0,2).Vértice D: Intersección de r2 y r3{x−y=−2x+3y=2⇒(y−2)+3y=2⇒4y=4⇒y=1;x=−1. Luego, D=(−1,1).Vértice E: Intersección de r1 y r3{x+y=4x+3y=2⇒(4−y)+3y=2⇒2y=−2⇒y=−1;x=5. Luego, E=(5,−1).
b) Indique razonadamente si el punto (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):1) x+y≤4⇒4+(−0.75)=3.25≤4 (CUMPLE)
2) x−y≥−2⇒4−(−0.75)=4.75≥−2 (CUMPLE)
3) x+3y≥2⇒4+3(−0.75)=4−2.25=1.75<2 (NO CUMPLE)
4) y≤2⇒−0.75≤2 (CUMPLE)Como no cumple la tercera inecuación, el punto (4,−0.75) no pertenece a la región.
c) ¿En qué puntos de la región anterior la función F(x,y)=x+y alcanza los valores máximo y mínimo y cuáles son estos valores?
Evaluamos la función objetivo F(x,y)=x+y en los vértices hallados:F(2,2)=2+2=4F(0,2)=0+2=2F(−1,1)=−1+1=0F(5,−1)=5−1=4
El valor máximo es 4 y se alcanza en todos los puntos del segmento que une los vértices B(2,2) y E(5,−1), ya que la función objetivo es paralela al lado x+y=4. El valor mínimo es 0 y se alcanza en el vértice D(−1,1).