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! Disciplina: Pesquisa Operacional (PO) Professor: Paulo César Fernandes de Oliveira, BSc, PhD Lista de Exercícios – Programação Linear ! 1)! Um pizzaiolo trabalha 8 horas por dia e faz 16 pizzas por hora, caso faça somente pizzas, e 9 calzones por hora, caso faça somente calzones. Ele gasta 40 gramas de queijo para preparar uma pizza e 60 gramas de queijo para preparar um calzone. Sabendo-se que o total disponível de queijo é de 5 kg por dia, e que a pizza é vendida por R$ 18,00 e o calzone por R$ 22,00, pergunta-se: quantas unidades de pizzas e calzones uma pizzaria com 3 pizzaiolos deve vender diariamente para maximizar a sua receita? Quanto será a receita máxima? 2)! As indústrias LCL Produtos Farmacêuticos Ltda. desejam produzir dois medicamentos, um analgésico e um antibiótico, que dependem de duas matérias primas A e B, que estão disponíveis em quantidades de 5 e 8 toneladas, respectivamente. Na fabricação de uma tonelada de analgésico são empregadas uma tonelada da matéria A e uma tonelada da matéria B, e na fabricação de uma tonelada de antibiótico são empregadas uma tonelada de A e quatro toneladas de B. Sabendo que cada tonelada de analgésico é vendida a $8,00 e de antibiótico a $5,00, encontre, através da determinação dos pontos extremos do conjunto de soluções viáveis, a quantidade de toneladas de medicamentos a serem produzidas pelas indústrias LCL de maneira a maximizar seu lucro. 3)! A empresa Have Fun S/A produz uma bebida energética muito consumida pelos freqüentadores de boates. Dois dos componentes utilizados na preparação da bebida são soluções compradas de laboratórios terceirizados – solução Red e solução Blue – e que provêem os principais ingredientes ativos do energético: extrato de guaraná e cafeína. A companhia quer saber quantas doses de 10 mililitros de cada solução deve incluir em cada lata da bebida, para satisfazer às exigências mínimas padronizadas de 48 gramas de extrato de guaraná e 12 gramas de cafeína e, ao mesmo tempo, minimizar o custo de produção. Por acelerar o batimento cardíaco, a norma padrão também prescreve que a quantidade de cafeína seja de, no máximo, 20 gramas por lata. Uma dose da solução Red contribui com 8 gramas de extrato de guaraná e 1 grama de cafeína, enquanto uma dose da solução Blue contribui com 6 gramas de extrato de guaraná e 2 gramas de cafeína. Uma dose de solução Red custa R$ 0,06 e uma dose de solução Blue custa R$ 0,08. Qual a quantidade de cada componente deve ser utilizada para obter custo mínimo? Qual será o custo mínimo? 4)! A LCL Agrícola Ltda. possui uma fazenda com 200 hectares de terra no Pará, onde planeja cultivar trigo, cevada e milho. A produção esperada é de 1800 kg por hectare plantado de trigo, 2100 kg por hectare de cevada e 2900 kg por hectare de milho. A empresa possui galpões com condições de armazenar no máximo 600 toneladas de quaisquer dos produtos ou combinação dos mesmos. O departamento de marketing estabeleceu demandas máximas em toneladas de 300, 200 e 400 para o trigo, cevada e milho, respectivamente. Sabendo que os lucros por kg são de R$1,20 no trigo, R$0,60 na cevada e R$0,28 no milho, determine quantos hectares de cada produto ele deve plantar para maximizar o lucro. 5)! A Capitão Caverna S/A, localizada em Pedra Lascada, aluga três tipos de barcos para passeios marítimos: jangadas, supercanoas e arcas com cabines. A companhia fornece juntamente com o barco um capitão para navegá-lo e uma tripulação, que varia conforme a embarcação: 1 para jangadas, 2 para supercanoas e 3 para arcas, e em seu corpo de funcionários, 10 capitães e 18 tripulantes. O aluguel é por diárias e a Capitão Caverna S/A lucra 50 marfins por jangada, 70 marfins por supercanoa e 100 marfins por arca. Quantos barcos de cada tipo devem ser alugados para que a Capitão Caverna S/A tenha o maior lucro possível? Quanto é este lucro? ! Disciplina: Pesquisa Operacional (PO) Professor: Paulo César Fernandes de Oliveira, BSc, PhD Lista de Exercícios – Programação Linear 6)! A empresa de artigos de couro Pele de Mimosa Ltda fabrica dois tipos de produtos: malas e mochilas. As malas são vendidas com um lucro de R$ 50 por unidade e o lucro unitário por mochila é igual a R$ 40. As quantidades de horas necessárias para confeccionar cada produto, assim como os números totais de horas disponíveis em cada departamento são apresentados na tabela a seguir: Departamento Capacidade por departamento (horas por dia) Horas necessárias Mala Mochila 1 300 2 0 2 540 0 3 3 440 2 2 4 300 1,2 1,5 a)! Sabendo que há uma demanda excedente tanto de malas quanto de mochilas, determine quantas unidades de cada produto a Pele de Mimosa deve fabricar diariamente para maximizar o seu lucro. b)! Se temos a informação de que a empresa produz diariamente 120 unidades de malas e 30 unidades de mochilas, de quanto o planejamento ótimo aumenta o lucro em relação ao existente? 7)! A Picolé Lelé Ltda é a marca local preferida pelos habitantes das Ilhas Calorândicas, os quais consomem todos os picolés cremosos que a empresa conseguir fabricar. No entanto, por se localizar no meio do Oceano, a Picolé Lelé tem algumas restrições de fabricação devido à escassez de matéria-prima fresca. Preocupados em maximizar o lucro da firma, os dirigentes da Picolé Lelé elaboraram o seguinte quadro informativo para que possamos ajudá-los a descobrir quantos picolés de cada sabor devem produzir diariamente de forma a maximizar o lucro da companhia. Qual será o lucro máximo? Sabor Lucro por picolé (R$) Qtde de leite em cada picolé (litros) Qtde de açúcar em cada picolé (x 100g) Polpa de fruta em cada picolé (litros) Morango 1,00 0,45 0,50 0,10 Uva 0,90 0,50 0,40 0,15 Limão 0,95 0,40 0,40 0,20 Disponibilidade 200 150 60 8)! A empresa Serra Serrador fabrica três tipos de madeiras compensadas (placas de aglomerados). Os dados abaixo resumem a produção em horas por unidade em cada uma das três operações de produção, o tempo máximo disponível em cada operação e o lucro unitário de cada placa: Operações em horas Aglomerado I II III Lucro por unidade (R$) placa A 2 2 4 40,00 placa B 5 5 2 30,00 placa C 10 3 2 20,00 Tempo máximo disponível 900 400 600 ! Disciplina: Pesquisa Operacional (PO) Professor: Paulo César Fernandes de Oliveira, BSc, PhD Lista de Exercícios – Programação Linear Quantas unidades de cada placa de aglomerado devem ser produzidas, de maneira a otimizar o lucro da Serraria? Qual deve ser o lucro máximo? 9)! Suponha que uma pequena fábrica faz dois produtos, p1 e p2, vendendo toda a produção que venha a ser realizada. Cada produto necessita de um tempo de fabricação em cada uma das três seções de trabalho A, B e C, tal como apresentado na tabela a seguir: Tabela 1 – Necessidades de tempo de fabricação para produzir uma unidade de cada produto em cada seção de trabalho Produto Tempo de fabricação Seção A Seção B Seção C P1 3 1,5 5 P2 3 3 3 A quantidade fixa de horas disponíveis por semana em cada seção de trabalho é apresentada na Tabela 2: Tabela 2 – Limites de capacidade de fabricação Seção de Trabalho Horas por semana A 210 B 180 C 330 10)! Um gerente de um SPA chamado Só é Magro Quem Quer contrata você para ajudá-lo a resolver o problema da dieta dos hóspedes. Mais especificamente, ele precisa de você, para decidir como preparar o lanche das 17:00h. Existem dois alimentos que podem ser fornecidos: cheeseburguers e pizza. São unidades especiais de cheeseburguers e pizzas, grandes, com muito molho e queijo, e custam cada, R$10,00 e R$16,00, respectivamente. Entretanto, o lanche tem que suprir requerimentos mínimos de carboidratos e lipídios: 40 u.n. e 50 u.n., respectivamente (u.n. significa unidade nutricional). Sabe-se ainda que cada cheeseburguer fornece 10 u.n. de carboidrato e 20 u.n de lipídios, e cada pizza fornece 15 u.n.de carboidrato e 15 u.n. de lipídios. Modele o problema de programação linear para garantir que o SPA forneça os relacionados nutrientes na quantidade pedida, ao menor custo possível.