Đề bài

Một dây chuyền của nhà máy sản xuất đá xây dựng dự định sản xuất hai loại sản phẩm A và B. Thời gian để dây chuyền sản xuất 100 tấn sản phẩm loại A và 100 tấn sản phẩm loại B lần lượt là 2 giờ và 3 giờ. Do nhu cầu thị trường, xí nghiệp sản xuất sản lượng sản phẩm loại A không ít hơn 3 lần sản lượng sản phẩm loại B. Sản phẩm loại A cho lợi nhuận là 5 triệu đồng/100 tấn; sản phẩm loại B cho lợi nhuận 9 triệu đồng/100 tấn.

Trong thời gian không quá 6 giờ làm việc của dây chuyền, cần sản xuất bao nhiêu tấn sản phẩm loại A, bao nhiêu tấn sản phẩm loại B để thu được lợi nhuận cao nhất?

Phương pháp giải

Bước 1: Đặt hai ẩn biểu thị hai đại lượng chưa biết (cần tìm). Viết điều kiện có nghĩa cho các ẩn đó.

Bước 2: Từ dữ kiện của bài toán, viết biểu thức biểu thị đại lượng cần tìm giá trị tối ưu và các bất phương trình bậc nhất đối với hai ẩn trên. Từ đó phát biểu bài toán quy hoạch tuyến tính nhận được.

Bước 3: Giải bài toán quy hoạch tuyến tính và trả lời.

Lời giải của GV Loigiaihay.com

Gọi \(x,y\) tấn \(\left( {x \ge 0,y \ge 0} \right)\) lần lượt là sản lượng sản phẩm loại A và loại B xí nghiệp đó sản xuất.

Do thời gian làm việc của dây chuyền không quá 6 giờ nên \(2x + 3y \le 6\) hay \(2x + 3y - 6 \le 0\).

Do sản lượng sản phẩm loại A không ít hơn 3 lần sản lượng sản phẩm B nên \(x \ge 3y\) hay \(x - 3y \ge 0\).

Lợi nhuận thu được là \(F = 5x + 9y\) (triệu đồng).

Từ đó, ta cần giải bài toán quy hoạch tuyến tính: \(F = 5x + 9y \to \max \) với ràng buộc \(\left\{ \begin{array}{l}2x + 3y - 6 \le 0\\x - 3y \ge 0\\x \ge 0\\y \ge 0\end{array} \right.\)

Tập phương án \({\Omega }\) là miền tam giác \(OAB\).

Toạ độ \(A\) là nghiệm của hệ \(\left\{ \begin{array}{l}2{\rm{x}} + 3y = 6\\y = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 3\\y = 0\end{array} \right.\). Vậy \(A\left( {3;0} \right)\).

Toạ độ \(B\) là nghiệm của hệ \(\left\{ \begin{array}{l}2{\rm{x}} + 3y = 6\\x - 3y = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 2\\y = \frac{2}{3}\end{array} \right.\). Vậy \(B\left( {2;\frac{2}{3}} \right)\).

Giá trị của biểu thức \(F\) tại các đỉnh của \({\Omega }\):

\(F\left( {0;0} \right) = 5.0 + 9.0 = 0;F\left( {3;0} \right) = 5.3 + 9.0 = 15;F\left( {2;\frac{2}{3}} \right) = 5.2 + 9.\frac{2}{3} = 16\)

Do đó: \(\mathop {\max }\limits_{\Omega } F = F\left( {2;\frac{2}{3}} \right) = 16\).

Vậy xí nghiệp cần sản xuất 200 tấn loại A và \(\frac{{200}}{3}\) tấn loại B thì thu được lợi nhuận cao nhất.