Đề bài

Xét tình huống thương nhân thu mua trái cây ở Bài toán mở đầu (trang 6).

a) Nếu gọi \(x,y\) (tính theo tấn) lần lượt là khối lượng trái cây loại A và B được thương nhân thu mua thì \(x\) và \(y\) phải thoả mãn hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn nào?

b) Từ đó, phát biểu bài toán quy hoạch tuyến tính tìm khối lượng thu mua mỗi loại trái cây để thu được lợi nhuận cao nhất. Giải bài toán đó.

Phương pháp giải

‒ Biểu diễn các đại lượng chưa biết thông qua các đại lượng đã biết và ẩn để lập bài toán quy hoạch tuyến tính.

‒ Giải bài toán quy hoạch tuyến tính:

Bước 1: Biểu diễn tập phương án của bài toán trên mặt phẳng toạ độ \(Oxy\).

Bước 2: Tính giá trị của biểu thức \(F\) tại các đỉnh của \({\Omega }\).

Trong trường hợp tập phương án là miền đa giác thì giá trị lớn nhất (nhỏ nhất) trong các giá trị này là giá trị lớn nhất (nhỏ nhất) của \(F\) trên \({\Omega }\).

Trong trường hợp tập phương án không là miền đa giác nằm trong góc phần tư thứ nhất và các hệ số \(a\) và \(b\) không âm thì giá trị nhỏ nhất trong các giá trị này là giá trị nhỏ nhất của \(F\) trên \({\Omega }\).

Lời giải của GV Loigiaihay.com

a) Gọi \(x,y\) tấn \(\left( {x \ge 0,y \ge 0} \right)\) lần lượt là khối lượng trái cây loại A và B được thương nhân thu mua.

Thương nhân đó mua tối đa 8 tấn trái cây nên ta có phương trình sau: \(x + y \le 8\).

Số tiền mua loại trái cây A là \(12{\rm{x}}\) triệu đồng.

Số tiền mua loại trái cây B là \(20{\rm{y}}\) triệu đồng.

Tổng số tiền mua trái cây không vượt quá 120 triệu đồng nên ta có phương trình sau: \(12{\rm{x}} + 20y \le 120\) hay \(3{\rm{x}} + 5y \le 30\).

Do đó ta có hệ bất phương trình sau: \(\left\{ \begin{array}{l}x + y \le 8\\3x + 5y \le 30\\x \ge 0\\y \ge 0\end{array} \right.\).

Lợi nhuận khi bán trái cây loại A là \(1,1{\rm{x}}\) triệu đồng.

Lợi nhuận khi bán trái cây loại B là \(1,5y\) triệu đồng.

Lợi nhuận thương nhân đó thu được là: \(F = 1,1{\rm{x}} + 1,5y\) triệu đồng.

b) Ta cần giải bài toán quy hoạch tuyến tính: \(F = 1,1x + 1,5y \to \max \), với ràng buộc \(\left\{ \begin{array}{l}x + y \le 8\\3x + 5y \le 30\\x \ge 0\\y \ge 0\end{array} \right.\)

Tập phương án \({\Omega }\) là miền tứ giác \(ABCD\).

Toạ độ \(A\) là nghiệm của hệ \(\left\{ \begin{array}{l}3{\rm{x}} + 5y = 30\\x = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 0\\y = 6\end{array} \right.\). Vậy \(A\left( {0;6} \right)\).

Toạ độ \(B\) là nghiệm của hệ \(\left\{ \begin{array}{l}3{\rm{x}} + 5y = 30\\x + y = 8\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 5\\y = 3\end{array} \right.\). Vậy \(B\left( {5;3} \right)\).

Toạ độ \(C\) là nghiệm của hệ \(\left\{ \begin{array}{l}x + y = 8\\y = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 8\\y = 0\end{array} \right.\). Vậy \(C\left( {8;0} \right)\)

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

\(\begin{array}{l}F\left( {0;0} \right) = 1,1\,.0 + 1,5\,.0 = 0;F\left( {0;6} \right) = 1,1\,.0 + 1,5\,.6 = 9;\\F\left( {5;3} \right) = 1,1\,.5 + 1,5\,.3 = 10;F\left( {8;0} \right) = 1,1\,.8 + 1,5\,.0 = 8,8\end{array}\)

Do đó: \(\mathop {\max }\limits_{\Omega } F = F\left( {5;3} \right) = 10\).

Vậy thương nhân cần mua 5 tấn loại A và 3 tấn loại B thì thu được lợi nhuận cao nhất.