線形計画と最適化 想定問題 1
ある工場は,2種類の材料A,Bから2種類の製品1,2をつくる。どちらの製品も1台の設備で順番につくるので,設備を使える時間にも限りがある。製品1tごとに必要な材料・設備の時間と利益,および1日に使える上限は下のとおりである。1日の利益をできるだけ大きくするとき,その最大値として,最も適切なものはどれか。ただし,生産量は0以上の実数とする。
製品1(1tあたり):材料A 1t,材料B 2t,設備 1時間,利益 400万円
製品2(1tあたり):材料A 3t,材料B 1t,設備 1時間,利益 300万円
1日の上限:材料A 15t,材料B 14t,設備 8時間
解説
ポイント
材料と設備時間の上限のもとで,2つの製品の生産量を決めて利益を最大にする問題です。
考え方と解き方
製品1を x t,製品2を y t つくるとして,制約を一次式で書きます。
最大値は,制約で囲まれた領域の頂点のどれかで出るので,頂点を全部出して利益をくらべます。
- 制約:x+3y≦15(材料A),2x+y≦14(材料B),x+y≦8(設備)。利益 Z = 400x + 300y[万円]
- 頂点 (7,0):材料Bで決まる端。Z = 2,800万円
- 頂点 (6,2):材料Bの線と設備の線の交点。材料Aは 12≦15 で守れている。Z = 2,400 + 600 = 3,000万円
- 頂点 (4.5,3.5):設備の線と材料Aの線の交点。材料Bは 12.5≦14 で守れている。Z = 2,850万円
- 頂点 (0,5):材料Aで決まる端。Z = 1,500万円
- いちばん大きいのは (6,2) の3,000万円。答えは ④ 3,000万円
ほかの選択肢
⑤(3,120万円):材料Aと材料Bの線の交点 (5.4,3.2) の値です。この点は設備が8.6時間になり,上限8時間を超えるので選べません。
覚えておくこと
- 線形計画の最適解は,制約で囲まれた領域(実行可能領域)の角(頂点)のどれかにある。最大でも最小でも同じ(テキスト・覚えること)
- 各頂点がすべての制約を守っているか確かめ,Z を計算して,最大(または最小)のものを選ぶ(テキスト・解き方)
- 交点を出したら,ほかの制約を破っていないか必ず確かめる。破る点は選べない(テキスト・ひっかけ)
類似する過去問:令和6年度 基礎科目 I-1-5、平成30年度 基礎科目 I-1-4、平成28年度 基礎科目 I-1-5
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