CANTABRIA / JUNIO 04. LOGSE / MATEMÁTICAS APLICADAS A LAS CIENCIAS SOCIALES / ÁLGEBRA / BLOQUE 1 / OPCIÓN A

Transcripción

1 CANTABRIA / JUNIO 04. LOGSE / MATEMÁTICAS APLICADAS A LAS CIENCIAS SOCIALES / ÁLGEBRA / BLOQUE 1 / OPCIÓN A BLOQUE 1 OPCIÓN A Un fabricante de coches lanza una oferta especial en dos de sus modelos, ofreciendo el modelo A a un precio de 9000 euros y el modelo B un tercio más caro. La oferta está limitada por las existencias, que son de 20 coches del modelo A y 10 del B y por el deseo de vender al menos tantas unidades del modelo A como del modelo B. Por otra parte, para cubrir gastos de esta campaña, los ingresos obtenidos con ella deben ser al menos de euros. 1. Cuántos coches de cada modelo deberá vender para maximizar sus ingresos? 2. Cuál es el importe de la venta? Se trata de un problema de programación lineal. Si vende x coches del modelo A e y del modelo B, debe cumplirse: 0 x 20; 0 y 10 x y; 9000x y x + 4y 12 El objetivo es maximizar los ingresos: I(x, y) = 9000x y Las restricciones generan la región factible, sombreada, en la siguiente figura. La solución óptima, máxima o mínima, se encuentra en alguno de los vértices de esa región factible; sus coordenadas son: 3x + 4y = 12 P: P = (12/7, 12/7); x = y Q = (10, 10); R = (20, 10); S = (20, 0) y T = (4, 0) Los ingresos para esos niveles de ventas son: En P, I(12/7, 12/7) = euros. En Q, I(10, 10) = euros En R, I(20, 10) = euros En S, I(20, 0)) = euros En T, I/4, 0) = euros. Los ingresos se maximizan vendiendo todos los coches, los 20 del modelo A y los 10 del B. b) Los ingresos ascenderán a euros.

2 CANTABRIA / JUNIO 06 LOGSE / MATEMÁTICAS APLICADAS A LAS CIENCIAS SOCIALES / ARITMÉTICA Y ÁLGEBRA / BLOQUE 1/ OPCIÓN A BLOQUE 1 OPCIÓN A En una confitería se dispone de 24 kg de polvorones y 15 kg de mantecados, que se envasan en dos tipos de cajas del modo siguiente: caja tipo 1: 200 g de polvorones y 100 g de mantecados. Precio: 4 caja tipo 2: 200 g de polvorones y 300 g de mantecados. Precio: 6 1. Cuántas cajas de cada tipo se tendrán que preparar y vender para obtener el máximo de ingresos? 2. Cuál es el importe de la venta? Se trata de un problema de programación lineal. Con los datos anteriores se obtiene: Cantidad Polvorones Mantecados Ingresos Tipo 1 x 0,2x 0,1x 4x Tipo 2 y 0,2y 0,3y 6y Disponibilidades 24 kg 15 kg El objetivo es maximizar los ingresos. Esto es: Maximizar I(x, y) = 4x + 6y restringida por: 0,2x + 0,3y 24 0,1x + 0,3y 15 x 0; y 0 Estas restricciones generan la región factible sombreada en la siguiente figura: Como sabemos la solución óptima se encuentra en alguno de los vértices, que son: 2x + 2y = 240 O = (0, 0), P = (0, 45), Q: Q = (105, 15) y R = (120, 0) x + 3y = 150

3 CANTABRIA / JUNIO 06 LOGSE / MATEMÁTICAS APLICADAS A LAS CIENCIAS SOCIALES / ARITMÉTICA Y ÁLGEBRA / BLOQUE 1/ OPCIÓN A Los ingresos para esos puntos son: En O, I(0, 0) = 0 En P, I(0, 45) = 270 En Q, I(105, 15) = 510 En R, I(120, 0) = 480 La solución óptima se obtiene preparando 105 cajas del tipo 1 y 15 del tipo 2, siendo los ingresos de 510 euros.

4 CANTABRIA / JUNIO 02. LOGSE / MATEMÁTICAS APLICADAS A LAS CIENCIAS SOCIALES / ÁLGEBRA / BLOQUE 1a En una pequeña empresa se fabrican sólo dos tipos de aparatos, A y B. Como máximo pueden fabricarse 3 aparatos de cada tipo y, obligatoriamente, al menos uno de tipo B. Se quieren obtener unas ventas superiores a 600 euros, teniendo en cuenta que los precios a los que se venden los artículos A y B son 300 y 100 euros, respectivamente. Hallar todas las posibilidades de fabricación. Sean x e y el número de aparatos fabricados de tipo A y B, respectivamente. Debe cumplirse que: 0 x 3 1 y 3 300x + 100y > 600 Estas desigualdades generan la región sombreada en la siguiente figura, donde los puntos indican las posibilidades reales de fabricación.. Las posibilidades de fabricación son: x y ventas (euros)

5 CANTABRIA / JUNIO 01. LOGSE / MATEMÁTICAS APLICADAS A LAS CIENCIAS SOCIALES / ÁLGEBRA / BLOQUE 1b La siguientes desigualdades definen un recinto en el plano: x + 3y 150; 5x + y 200; 3x + 4y 240; x 1: y 1 1. Determinar los vértices del recinto. 2. Si la función objetivo es 0,75x + y, alcanza un máximo?, es único?, alcanza un mínimo?, es único? 1. Las desigualdades dadas generan la región sombreada en la siguiente figura. Los vértices son los puntos de corte de las rectas asociadas a las desigualdades dadas. A = (1, 1); B = (1, 149/3); C: x + 3y = 150 3x + 4y = 240 C = (24, 42) D: 5x + y = 200 3x + 4y = 240 D = (560/17, 600/17); E = (199/5, 1) 2. Como se sabe, los máximos y mínimos de la función objetivo f(x, y) = 0,75x + y (que es lineal) están en alguno de los vértices. Sus valores son: En A = (1, 1), f(1, 1) = 1,75 En B = (1, 149/3), f(x, y) = 50,42 En C = (24, 42), f(x, y) = 60 En D = (560/17, 600/17), f(x, y) = 60 En E = (199/5, 1), f(x, y) = 30,85. La función objetivo alcanza el máximo en cualquiera de los puntos del segmento CD. Su valor es 60. La función objetivo alcanza el mínimo en el punto A. Ese mínimo es único.

6 CANTABRIA /JUNIO 98. LOGSE /MATEMÁTICAS APLICADAS A LAS CIENCIAS SOCIALES / ARITMÉTICA Y ÁLGEBRA /BLOQUE 1 /OPCIÓN 1-b Opción 1-b. Se desea realizar una mezcla con dos sustancias A y B, que ha de contener como mínimo 10 unidades de cada una de ellas. Estas sustancias nos las venden dos proveedores en forma de lotes. El lote del primer proveedor es tal que los contenidos de B y A están en la relación de 4 a 1 y contiene una unidad de A. El lote del segundo proveedor es tal que los contenidos de A y B están en la relación de 4 a 1 y contiene una unidad de B. El primer proveedor vende cada lote a pesetas, precio que es la mitad de a lo que vende el segundo el suyo. Ambos proveedores nos venden lotes enteros o fracciones de ellos. Qué número de lotes hemos de comprar para que el coste sea mínimo? Cuál es ese coste? La información suministrada por el problema se resume en la tabla: Lote Cantidad A B 1º x x 4y 2º y 4y y La función objetivo es: Coste = 1000x y mínimo, sujeta a las restricciones: x + 4y 10 4x + y 10 x 0; y 0 Estas restricciones generan la región factible dada en la figura adjunta.

7 CANTABRIA /JUNIO 98. LOGSE /MATEMÁTICAS APLICADAS A LAS CIENCIAS SOCIALES / ARITMÉTICA Y ÁLGEBRA /BLOQUE 1 /OPCIÓN 1-b Los vértices son: A=(0, 10), B=(2, 2) y C=(10, 0). El coste es mínimo en B(2, 2); esto es, cuando x = 2 e y = 2, siendo Coste = 6000 pesetas. Esta solución se comprueba trazando las recta de nivel 1000x y = k, que tienen su nivel mínimo (k mínimo) cuando tocan en B=(2, 2).

8 CASTILLA Y LEÓN / JUNIO 00. LOGSE / MATEMÁTICAS APLICADAS A LAS CIENCIAS SOCIALES / ÁLGEBRA / BLOQUE A / PREGUNTA 1 Un empresario puede utilizar dos locales para almacenar trigo. En uno de ellos (almacén A) se sabe que la cantidad almacenada tiene una merma a lo largo del año de 0,002 por kilogramo y en el otro (almacén B) la merma es de 0,001 por kilogramo. El coste de mantener el producto durante un año en el almacén A es de 0,01 euros por kilogramo y en el B, de 0,03 euros por kilogramo; este coste se calcula sobre la cantidad almacenada al principio (sin merma). Para el año 2001, el empresario quiere almacenar, al menos, 100 toneladas, pero quiere que la merma producida no supere los 200 kilogramos y que el coste total de almacenamiento sea menor de 1500 euros. Qué cantidad ha de almacenar en cada local para tener la mayor cantidad de trigo posible? Si almacena x kilos en A e y en B, se tendrán las siguientes restricciones: x + y , 0,002x + 0,001y 200 0,01x + 0,03y El objetivo es maximizar f(x, y) = x + y (0,002x + 0,001y) = 0,998x + 0,999y Esto es: Maximizar f(x, y) = 0,998x + 0,999y Restringido por: x + y x + y x + 3y Estas restricciones generan la región factible (sombreada) en la siguiente figura, donde la unidad de referencia es la tonelada.

9 CASTILLA Y LEÓN / JUNIO 00. LOGSE / MATEMÁTICAS APLICADAS A LAS CIENCIAS SOCIALES / ÁLGEBRA / BLOQUE A / PREGUNTA 1 Los vértices son: P = (75.000, ), Q = (90.000, ), R = ( , 0) El valor de la función objetivo en esos vértices es, respectivamente: f(p) = , f(q) = , f(r) = La mayor cantidad de trigo, kg, se obtiene almacenando kg: kg en el almacén A; kg en B.

10 CASTILLA Y LEÓN / SEPTIEMBRE 02. LOGSE / MATEMÁTICAS APLICADAS A LAS CIENCIAS SOCIALES / ÁLGEBRA / BLOQUE A / PREGUNTA 1A Una empresa familiar tiene tres empleados que trabajan como máximo durante 40 horas semanales cada uno en la elaboración de dos tipos de productos, A y B, Para la elaboración de una unidad de cada producto se requieren 3 horas para el tipo A y 4 horas para el B. La familia ha decidido que no se elaborarán más de 32 unidades semanales del producto tipo A y 12 del producto tipo B. El beneficio proporcionado por cada unidad del producto tipo A es de 6 euros y 3 euros por cada unidad del tipo B. Determina el número de unidades que deben elaborar del tipo A y B para obtener un beneficio máximo. Sean x e y el número de unidades que debe elaborar de cada tipo, A y B, respectivamente. Entonces, se trata de maximizar B(x, y) = 6x + 3y restringido por: 3x + 4y 120 (número de horas disponibles) x 32 y 12 x 0; y 0 Estas restricciones generan la región factible (sombreada) en la siguiente figura. Como sabemos, la solución óptima se encuentra en alguno de los vértices; sus coordenadas son: O = (0, 0), P = (0, 12), Q: 3x + 4y = 120 Q = (24, 12), y = 12 R: 3x + 4y = 120 R = (32, 6), S = (32, 0). x = 32 El beneficio en cada uno de esos vértices es: En O, B0, 0) = 0. En P, B(0, 12) = 36 En Q, B(24, 12) = 180 En R, B(32, 6) = 210 En S, B(32, 0) = 192

11 CASTILLA Y LEÓN / SEPTIEMBRE 02. LOGSE / MATEMÁTICAS APLICADAS A LAS CIENCIAS SOCIALES / ÁLGEBRA / BLOQUE A / PREGUNTA 1A El beneficio máximo se obtiene elaborando 32 unidades del tipo A y 6 del tipo B.

12 CASTILLA Y LEÓN / SEPTIEMBRE 03. LOGSE / MATEMÁTICAS APLICADAS A LAS CIENCIAS SOCIALES / ÁLGEBRA / BLOQUE A / PREGUNTA 1A BLOQUE A PREGUNTA 1 Una fábrica produce dos modelos de aparatos de radio, A y B. La capacidad de producción de aparatos de tipo A es de 60 unidades por día y para el tipo B de 75 unidades por día. Cada aparato de tipo A necesita 10 piezas de un componente electrónico y 8 piezas para los del tipo B. Cada día se dispone de 800 piezas del componente electrónico. La ganancia por cada aparato producido de los modelos A y B es de 30 euros y 20 euros, respectivamente. Determina la producción diaria de cada modelo que maximiza la ganancia. Sean x e y el número de aparatos que debe producir de cada tipo, A y B, respectivamente. Entonces, se trata de maximizar G(x, y) = 30x + 20y restringido por: x 60 y 75 10x + 8y 800 (número de piezas disponibles) x 0; y 0 Estas restricciones generan la región factible (sombreada) en la siguiente figura. Como sabemos, la solución óptima se encuentra en alguno de los vértices; cuyas coordenadas son: O = (0, 0), P = (0, 75), Q: 10x + 8y = 800 y = 75 R: 10x + 8y = 800 R = (60, 25), S = (60, 0). x = 60 La ganancia en cada uno de esos vértices es: Q = (20, 75),

13 CASTILLA Y LEÓN / SEPTIEMBRE 03. LOGSE / MATEMÁTICAS APLICADAS A LAS CIENCIAS SOCIALES / ÁLGEBRA / BLOQUE A / PREGUNTA 1A En O, G0, 0) = 0. En P, G(0, 75) = 1500 En Q, G(20, 75) = 2100 En R, G(60, 25) = 2300 En S, G(60, 0) = 1800 La ganancia máxima se obtiene produciendo 60 aparatos del tipo A y 25 del tipo B.

14 CASTILLA LA MANCHA / JUNIO 04. LOGSE / MATEMÁTICAS APLICADAS A LAS CIENCIAS SOCIALES / ÁLGEBRA / BLOQUE 2 / EJERCICIO A EJERCICIO A Un fabricante de abanicos dispone de dos modelos A y B. El modelo A requiere, para su elaboración, 20 cm 2 de papel, 120 cm 2 de lámina de madera y 1 enganche metálico. El modelo B requiere: 60 cm 2 de papel, 80 cm 2 de lámina de madera y 1 enganche metálico. El coste de producción de cada modelo es 1,20 euros el A y 1,30 euros el B. El precio de venta es de 1,80 euros cada uno, independientemente del modelo.. Teniendo en cuenta que las existencias son de 3000 cm 2 de papel, 7200 cm 2 de lámina de madera y 70 enganches. 1) Representa la región factible. 2) Determina el número de abanicos de cada modelo que ha de hacer para obtener un beneficio máximo. 3) Calcula cuál es ese beneficio. Se trata de un problema de programación lineal. Con los datos anteriores, y suponiendo que se hacen x abanicos del modelo A e y del B, se obtiene: Abanico Cantidad Papel Madera Enganches Beneficio Modelo A x 20x 120x x 0,60x Modelo B y 60y 80y y 0,50y Existencias 3000 cm cm 2 70 Las restricciones del problema vienen dadas por las existencias y por la no negatividad de las cantidades: Restricciones: 20x + 60y (1) 120x + 80 y 7200 (2) x + y 70 (3) x 0; y 0 Estas restricciones generan la región factible (sombreada) en la siguiente figura. 2) y 3) Como sabemos, la solución óptima se da en alguno de los vértices, cuyas coordenadas son:

15 CASTILLA LA MANCHA / JUNIO 04. LOGSE / MATEMÁTICAS APLICADAS A LAS CIENCIAS SOCIALES / ÁLGEBRA / BLOQUE 2 / EJERCICIO A 20x + 60y = 3000 O = (0, 0), P = (0, 50), Q: Q = (30, 40), x + y = x + 80y = 7200 R: R = (40, 30) y S = (60, 0). x + y = 70 El objetivo es maximizar los beneficios. Esto es: Maximizar B(x, y) = 0,60x + 0,50y Para determinar en qué vértice se da el máximo puede recurrirse al trazado de las rectas de nivel, cuya ecuación es 0,60x + 0,50y = k. Como en este caso no es imprescindible determinaremos el beneficio máximo evaluando la función objetivo en cada uno de los vértices hallados. Así se obtiene: En O, B(0, 0) = 0. En P, B(0, 50) = 25 euros En Q, B(30, 40) = 38 euros En R, B(40, 30) = 39 euros. En S, B(60, 0) = 36 euros. El máximo beneficio es de 39 euros y se consigue fabricando 40 abanicos del modelo A y 30 del modelo B.

16 CASTILLA LA MANCHA/ JUNIO 05 LOGSE/ MATEMÁTICAS APLICADAS A LAS CIENCIAS SOCIALES/ ARITMÉTICA Y ÁLGEBRA/ BLOQUE 2/ EJERCICIO A BLOQUE 2 EJERCICIO A Un taller pirotécnico fabrica cohetes sencillos que luego vende a 2,70 euros el paquete de 10 y cohetes de colores que vende a 3,60 el paquete de 10. Por problemas de mecanización no pueden fabricar al día más de 400 cohetes sencillos ni más de 300 cohetes de colores, ni más de 500 cohetes sumando los de las dos clases. Se supone que se vende toda la producción. 1) Representa la región factible. 2) Cuántos cohetes de cada clase convendrá fabricar y vender para que el beneficio sea máximo? 3) Calcula ese beneficio máximo. Se trata de un problema de programación lineal. 1) La región factible viene determinada por las restricciones, que son: 10x 400 (1) 10y 300 (2) 10x + 10y 500 (3) x 0; y 0 La región factible es la zona sombreada en la siguiente figura. 2) La función objetivo es f(x, y) = 2,70x + 3,60y, que se desea maximizar. Como sabemos, la solución óptima se da en alguno de los vértices: Gráficamente puede determinarse trazando las rectas de nivel, cuya ecuación es 2,70x + 3,60y = k, donde k indica el nivel que alcanza la función. El nivel aumenta cuando las rectas se desplazan paralelamente siguiendo la dirección del vector (2,70, 3,60). El valor máximo de k se consigue en el punto Q, pues es el mayor desplazamiento que puede darse a las rectas de nivel dentro de la región factible. Las coordenadas de Q son (20, 30). Por tanto habrá que fabricar 20 paquetes sencillos y 30 de colores: 200 cohetes sencillos y 300 de colores. 3) Los ingresos máximos serán f(20, 30) = 162 euros.