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Método Gráfico Com o intuito de visualizar o significado geométrico da função objetivo e das restrições de um problema de programação linear com duas variáveis, podemos utilizar o método gráfico. Inicialmente iremos considerar um sistema de eixos coordenados onde cada variável do problema da indústria de artigos de couro está associada a um dos eixos. A primeira restrição, 500b+200c<=20000 é representada facilmente construindo-se uma tabela como segue: b c 0 100 40 0 Atribuímos, inicialmente, o valor 0 para b e calculamos o valor de c. Em seguida basta substituir c por 0 para determinarmos o valor de b. Note que as escolhas de b = 0 e c = 0 facilitam a representação da restrição pois geram pontos sobre os eixos coordenados. Como a restrição é de menor ou igual, consideramos a região que fica abaixo da reta 500b+200c=20000. De modo similar, atribuímos valores nulos, separadamente, para b e c e substituímos esses valores na equação 1b+1c<=44 para, dessa maneira representamos em seguida a segunda restrição do problema. b c 0 44 44 0 Novamente, pelo fato de termos uma restrição de menor ou igual, a região abaixo da reta 1b+1c=44 é considerada. Assim, temos a região factível destacada na figura abaixo. A região contém as possíveis soluções do problema. Por outro lado, pontos fora da região não satisfazem as restrições do problema. Observe que as restrições limitam a capacidade de produção. Elas agem como cortes feitos em um plano, inicialmente ilimitado, mas que obviamente tem as limitações devido às características físicas do problema. Graficamente, a função objetivo pode ser representada atribuindo valores aleatórios para L e, em seguida, representando as respectivas retas obtidas. Mas por que devemos proceder assim? Note que a função objetivo é uma função cujo valor do lucro (L) depende das variáveis do problema, nesse caso, b e c. Como ainda não sabemos o valor ótimo dessas variáveis, atribuímos valores quaisquer para elas de modo a observarmos o comportamento de função objetivo e, consequentemente, encontrarmos a solução ótima do problema. Para o nosso exemplo, a função objetivo é dada por L=39b+17c. Com o intuito de representarmos graficamente a função objetivo, vamos atribuir, aleatoriamente, os seguintes valores para L: 1°) L=0 2°) L=1000 3°) L=1500 Para L=0, a função objetivo pode ser escrita como 39b+17c=0. Para representarmos graficamente essa reta, construiremos uma tabela e atribuiremos um valor aleatório para b com o objetivo de substituir esse valor na expressão 39b+17c=0 para calcularmos c. Em seguida, atribuiremos um valor para c e com isso poderemos calcular o valor de b da mesma maneira. A tabela a seguir apresenta esses valores. b c 0 0 -17 39 Nesse caso é fácil perceber que a função objetivo passará pelos pontos (0, 0) e (-17, 39). De modo análogo, podemos representar graficamente a função objetivo para L=1000. Nesse caso, os pontos escolhidos para que possamos representar graficamente a reta são os seguintes. b c 0 58,8 25,6 0 Logo, temos o seguinte gráfico. E, finalmente, fazendo L=1500, a função objetivo pode ser escrita como 39b+17c=1500 e a tabela contendo os valores de b e c para que possamos fazer a representação gráfica é a seguinte. b c 0 88,2 38,5 0 Nesse caso, temos o seguinte gráfico. Observe que à medida em que aumentamos o valor de L, as retas associadas à função objetivo se aproximam cada vez mais de um dos vértices da região factível do problema. Isso sempre irá acontecer. A solução ótima de um problema de PL encontra-se em um dos vértices da região factível. No caso do problema possuir mais do que uma solução ótima, a solução encontra-se em todos os pontos entre dois vértices ótimos. Assim, uma forma bastante simples de determinar a solução ótima de um problema de PL através do método gráfico é construir uma tabela contendo os vértices da região factível e, em seguida, substituir cada um desses pontos na função objetivo. Pensando assim, para que possamos resolver graficamente um problema de PL, não é necessário representar graficamente a função objetivo. Podemos construir uma tabela contendo os vértices da região factível. Em seguida, basta substituir as coordenadas do vértice na função objetivo e o que fornecer o maior valor corresponderá então à solução do problema. No nosso exemplo, os vértices são: (0, 0), (0, 44), (37,33; 6,66) e (40, 0). O vértice (37,33; 6,66) foi obtido através da resolução do sistema de equações 44cb 20000200c500b Sendo assim, a tabela contendo os vértices e os respectivos valores de L é dada a seguir. (b,c) L=39b+17c L (0,0) L=39(0)+17(0) L=0+0 L=0 0 (0,44) L=39(0)+17(44) L=0+748 L=748 748 (37,33; 6,66) L=39(37,33)+17(6,66) L=1455,87+113,22 L=1569,09 1569,09 (40,0) L=39(40)+17(0) 1560 L=1560+0 L=1560 Como o maior lucro possível foi L=1569,09 para b=37,33 e c=6,66, temos que a solução ótima do problema é: b=37,33 c=6,66 L=1569,09 Tanto o método gráfico quanto o método simplex fornecem soluções que nem sempre são inteiras. Quando utilizamos o WinQSB, por exemplo, é possível selecionar o tipo de variável do problema (contínua, inteira, binária ou irrestrita). No caso do problema da indústria de artigos de couro, o tipo mais indicado são as variáveis inteiras. É importante ressaltar que se o problema for de maximização, a solução ótima consiste no vértice que gera o maior valor para a função objetivo. Para problemas de minimização, o nosso objetivo é determinar o vértice que gera o menor valor para a função objetivo.
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