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Algumas questões foram eliminadas por serem questões repetidas, depois foram reorganizadas numericamente. No ambiente online faço até o 4º ciclo dos testes de conhecimentos por aula. Aula 3 MÉTODO SIMPLEX 1a Questão Considerando que essa é a primeira tabela do método simplex para o cálculo da solução de um problema de PL. base X1 X2 X3 X4 X5 X3 3 1 1 0 0 10 X4 1 4 0 1 0 25 X5 0 2 0 0 1 8 MAX -30 -5 0 0 0 0 Quanto vale X5 nessa situação da tabela? 8 1 2 0 3 Max: função-objetivo X1, X2: variáveis de decisão X3, X4, X5: variáveis básicas ou de folga OBS: A coluna identidade é formada pelos números 0 e 1 (destacada na tabela em negrito) X3 = 10 (está na coluna identidade); X4 = 25 (está na coluna identidade); X5 = 8 (está na coluna identidade). X1, X2 = 0 2a Questão Considerando que essa é a primeira tabela do método simplex para o cálculo da solução de um problema de PL. base X1 X2 X3 X4 X5 X3 1 0 1 0 0 4 X4 0 1 0 1 0 6 X5 3 2 0 0 1 18 MAX -3 -5 0 0 0 0 Qual variável sai na base? X5 X2 X3 X1 X4 Variável que entra na base: Será X2 segundo o método deve sair da função objetiva Z, a mais negativa ou seja -5. Variável que sai da base: Para se descobrir precisamos fazer alguns cálculos. Segundo o método do simplex devemos pegar os valores da última coluna b e os valores da coluna que entra na coluna base, ou seja, X2 o menor valor da divisão encontrado será a variável que sai da coluna base ou seja, X4 4\0 = não há divisão 6\1 = 6 18\ 2 = 9 3a Questão Seja o seguinte modelo de PL: Max L = 2x1 + 3x2 sujeito a -x1 + 2x2 ≤ 4 x1 + x2 ≤ 6 x1 + 3x2 ≤ 9 x1, x2 ≥ 0 No ponto de L máximo, os valores para as variáveis x1 e x2 são, respectivamente: 1,5 e 4,5 4,5 e 1,5 1 e 4 2,5 e 3,5 4 e 1 -X1+2X2=4 0+2X2=4 2X2=4 X2=4\2 X2=2 -X1+2X2=4 -X1+2.0=4 -X1+0=4 X (-1) X1= -4 (X1=0, X2=2) (X1=-4, X2=0) X1+X2=6 0+X2=6 X2=6 X1+X2=6 X1+0=6 X1=6 (X1=0, X2=6) (X1=6, X2=0) X1+3X2=9 0+3X2=9 3X2=9 X2=9\3 X2=3 X1+3X2=9 X1+3.0=9 X1+0=9 X1=9 (X1=0, X2=3) (X1=9, X2=0) Gráfico Ponto R (1,1) -X1+2X2≤4 -1+2.1≤4 -1+2≤4 1≤4 (V) X1+X2≤6 1+1≤6 2≤6 (V) X1+3X2≤9 1+3.1≤9 1+3≤9 4≤9 (V) Pontos MAX L= 2X1+3X2 A (X1=0, X2=0) = 2.0+3.0 = 0+0 = 0 B (X1=6, X2=0) = 2.6+3.0 = 12+0 = 12 C (interseção R2, R3) = (X1=4,5, X2=1,5) = 2.4,5+3.1,5 = 13,5 D (interseção R1, R3) = (X1=6, X2=1) = 2.6+3.1 = 12+3 = 15 E (X1=0, X2= 2) = 2.0+3.2 = 0+6 = 6 Ponto C X1+X2=6 X1+3X2=9 X1+X2=6 X1=6-X2 X1+3X2=9 6-X2+3X2=9 -X2+3X2=9-6 2X2=3 X2=3\2 X2= 1,5 X1=6-X2 X1=6-1,5 X1= 4,5 Ponto D -X1+2X2=4 X1+3X2=9 -X1+2X2=4 -X1=4-2X2 X (-1) X1=4+2X2 X1+3X2=9 4+2X2+3X2=9 2X2+3X2=9-4 5X2=5 X2=5\5 X2= 1 X1=4+2X2 X1=4+2.1 X1=4+2 X1= 6 4a Questão Seja a última tabela do método simplex para cálculo da solução de um problema de PL: z x1 x2 xF1 xF2 xF3 b 1 0 0 1,23 0,09 0 14,09 0 0 1 0,27 -0,09 0 0,91 0 1 0 -0,05 0,18 0 3,18 0 0 0 0,32 -0,27 1 27,73 Qual o valor da variável xF1? 0,27 0,32 -0,05 0 1,23 Z = função objetiva X1 e X2 = variáveis de decisão XF1, XF2 e XF3 = variáveis de básicas ou de folga b = coeficiente independente observação: A coluna identidade é formada pelos números de 0 e 1 X1 = está na coluna identidade = 3,18 X2 = está na coluna identidade = 0,91 XF1, XF2= 0 XF3= 27,73 5a Questão Seja a seguinte sentença: "A última tabela obtida pelo método Simplex para a resolução de um problema de PL apresenta a solução ótima PORQUE a linha objetiva da tabela tem elementos negativos nas colunas rotuladas com variáveis." A partir das asserções acima, assinale a opção correta: Tanto a primeira como a segunda asserção é falsa. A primeira asserção é uma proposição verdadeira, e a segunda é uma proposição falsa. As duas asserções são verdadeiras, mas a segunda não é uma justificativa correta da primeira. A primeira asserção é uma proposição falsa, e a segunda é uma proposição verdadeira. As duas asserções são verdadeiras, e a segunda é uma justificativa correta da primeira. 6a Questão Uma empresa fabrica dois modelos de cintos de couro. O modelo M1, de melhor qualidade, requer o dobro do tempo de fabricação em relação ao modelo M2. Se todos os cintos fossem do modelo M2, a empresa poderia produzir 1000 unidades por dia. A disponibilidade de couro permite fabricar 800 cintos de ambos os modelos por dia. Os cintos empregam fivelas diferentes, tipos A e B, cuja disponibilidade diária é de 400 para M1 (tipo A) e 700 para M2 (tipo B). Os lucros unitários são de R$ 4,00 para M1 e R$ 3,00 para M2. A quantidade que sobra de fivelas tipo B é: 180 100 200 250 150 X1 = quantidade a produzir de M1 X2 = quantidade a produzir de M2 Lucros unitários = R$ 4,00 M1 e R$ 3,00 M2 = Max L = 4X1 + 3X2; O modelo de M1 é de melhor qualidade, requer o dobro do tempo de fabricação em relação ao modelo de M2 = 2X1 + X2 ≤ 1.000 (em relação ao tempo); A disponibilidade de couro permite fabricar 800 cintos de ambos os modelos por dia = X1 + X2 ≤ 800 (em relação a quantidade); Disponibilidade diária 400 de M1 e 700 de M2 = X1 ≤ 400 = X2 ≤ 700 Modelagem Max L = 4X1 + 3X2 Sujeito a: 2X1 + X2 ≤ 1.000 X1 + X2 ≤ 800 X1 ≤ 400 X2 ≤ 700 X1 e x2 ≥ 0 2X1+X2=1.000 2.0+X2=1.000 0+X2=1.000 X2=1.000 2X1+X2=1.000 2X1+0=1.000 2X1=1.000 X1=1.000\2 X1=500 (X1=0, X2=1.000) (X1=500, X2=0) X1+X2=800 0+X2=800 X2=800 X1+X2=800 X1+0=800 X1=800 (X1=0, X2=800) (X1=800, X2=0) X1= 400 X2= 700 Gráfico Ponto R (100,100) 2X1+X2≤1.000 2.100+100≤1.000 200+100≤1.000 300≤1.000 (V) X1+X2≤800 100+100≤800 200≤800 (V) X1≤400 100≤400 (V) X2≤700 100≤700 (V) Pontos MAX L= 4X1+3X2 A (X1=0, X2=0) = 4.0+3.0 = 0+0 = 0 B (X1=400, X2=0) = 4.400+3.0 = 1.600+0 = 1.600 C (Interseção R1, R3) = (X1=400, X2=200) = 4.400+3.200 = 1.600+600 = 2.200 D (Interseção R1, R2) = (X1=200, X2=600) = 4.200+3.600= 800+1.800 = 2.600 E (X1=0, X2=700) = 4.0+3.700 = 0+2.100 = 2.100 Ponto C 2X1+X2=1.000 X1=400 2X1+X2=1.000 2.400+X2=1.000 800+X2=1.000 X2=1.000-800 X2=200 Ponto D 2X1+X2=1.000 X1+X2=800 X1+X2=800 X1=800-X2 2X1+X2=1.000 2.800 – X2+X2=1.000 1.600 – X2+X2=1.000 -X2+X2=1.000-1.600 -X2=-600 X (-1) X2= 600 X1=800-X2 X1=800 – 600 X1= 200 Substituir em todas as inequações para saber a folga de recursos 2x1 + x2 ≤ 1.000 2 x 200 + 600 ≤ 1.000 400 + 600 ≤ 1.000 1.000 ≤ 1.000 X1 + x2 ≤ 800 200 + 600 ≤ 800 800 ≤ 800 X1 ≤ 400 200 ≤ 400 X2 ≤ 700 600 ≤ 700 400 – 200 = 200 (folga de 200 unidades de fivelas do tipo A) 700 – 600 = 100 (folga de 100 unidades de fivelas do tipo B) 7a Questão Considerando que essa é a primeira tabela do método simplex para o cálculo da solução de um problema de PL. base X1 X2 X3 X4 X5 X3 3 1 1 0 0 10 X4 1 4 0 1 0 25 X5 0 2 0 0 1 8 F. O. -30 -5 0 0 0 0 Quantas variáveis de folga tem esse modelo? 103 2 8 4 8a Questão Sejam as seguintes sentenças: I - Em um problema padrão de PL, toda desigualdade relativa a uma restrição do problema deve ser do tipo ≤ II - A região viável de um problema de PL é um conjunto convexo. III - Na resolução de um problema de PL, as variáveis definidas como zero são chamadas de variáveis não básicas. IV - Um problema de PL não pode ter uma única solução. Assinale a alternativa errada: III é verdadeira IV é verdadeira I e III são falsas I ou II é verdadeira III ou IV é falsa IV errada, um problema de PL pode ter infinitas soluções, não ter infinitas soluções ou ter uma única solução. 9a Questão Uma família de fazendeiros possui 100 acres de terra e tem $30.000 em fundos disponíveis para investimento. Seus membros podem produzir um total de 3.500 homens-hora de trabalho durante os meses de inverno e 4.000 homens/horas durante o verão. Se todos estes homens-horas não são necessários, os membros mais jovens da família podem ir trabalhar em uma fazenda da vizinhança por $4,00 por hora durante o inverno e $4,50 por hora durante o verão. A família obtém renda com 3 colheitas e 2 tipos de criação de animais: vacas leiteiras e galinhas (para obter ovos). Nenhum investimento é necessário para as colheitas, mas, no entanto, cada vaca necessita de um investimento de $900 e cada galinha de $7. Cada vaca necessita de 1,5 acre de terra, 100 homens-hora de trabalho no inverno e outros 50 homens-hora no verão. Cada vaca produzirá uma renda líquida anual de $800 para a família. Por sua vez cada galinha não necessita de área, requer 0,6 homens-hora durante o inverno e 0,3 homens-hora no verão. Cada galinha produzirá uma renda líquida de $5(anual). O galinheiro pode acomodar um máximo de 3.000 galinhas e o tamanho dos currais limita o rebanho para um máximo de 32 vacas. As necessidades em homens-hora e a renda líquida anual, por acre plantado, em cada uma das 3 colheitas estão mostradas abaixo: Soja Milho Feijão Homens-hora no inverno 20 35 10 Homens-hora no verão 50 75 40 Reanda anual líquida ($) 375 550 250 A família deseja maximizar sua renda anual. Considerando as variáveis relativas aos acres plantados de soja (x1), milho (x2), feijão (x3), à quantidade de vacas (x4) e galinhas (x5), e ao excesso de homens no inverno (x6) e no verão (x7), assinale a alternativa que representa a função objetivo e as restrições do problema. MinR = 375x1 + 550x2 + 250x3 + 800x4 + 5x5 + 4x6 + 4,5x7 Restrições: x1 + x2 + x3 + 1,5x4 ≤ 100 900x4 + 7x5 ≤ 30000 20x1 + 35x2 + 10x3 + 100x4 + 0,6x5 + x6 ≤ 3500 50x1 + 75x2 +40x3 + 50x4 + 0,3x5 + x7 ≤ 4000 x4 ≥ 32 x5 ≤ 3000 xi ≥ 0 MinR = 375x1 + 550x2 + 250x3 + 800x4 + 5x5 + 4x6 + 4,5x7 Restrições: x1 + x2 + x3 + 1,5x4 ≤ 100 900x4 + 7x5 ≤ 30000 20x1 + 35x2 + 10x3 + 100x4 + 0,6x5 + x6 = 3500 50x1 + 75x2 +40x3 + 50x4 + 0,3x5 + x7 = 4000 x4 ≤ 32 x5 ≤ 3000 xi ≥ 0 MaxR = 375x1 + 550x2 + 250x3 + 800x4 + 5x5 + 4x6 + 4,5x7 Restrições: x1 + x2 + x3 + 1,5x4 ≤ 100 900x4 + 7x5 ≤ 30000 20x1 + 35x2 + 10x3 + 100x4 + 0,6x5 + x6 ≤ 3500 50x1 + 75x2 +40x3 + 50x4 + 0,3x5 + x7 = 4000 x4 ≥ 32 x5 ≤ 3000 xi ≥ 0 MaxR = 375x1 + 550x2 + 250x3 + 800x4 + 5x5 + 4x6 + 4,5x7 Restrições: x1 + x2 + x3 + 1,5x4 ≤ 100 900x4 + 7x5 ≤ 30000 20x1 + 35x2 + 10x3 + 100x4 + 0,6x5 + x6 = 3500 50x1 + 75x2 +40x3 + 50x4 + 0,3x5 + x7 = 4000 x4 ≤ 32 x5 ≤ 3000 xi ≥ 0 MaxR = 375x1 + 550x2 + 250x3 + 800x4 + 5x5 + 4x6 + 4,5x7 Restrições: x1 + x2 + x3 + 1,5x4 ≤ 100 900x4 + 7x5 ≤ 30000 20x1 + 35x2 + 10x3 + 100x4 + 0,6x5 + x6 ≤ 3500 50x1 + 75x2 +40x3 + 50x4 + 0,3x5 + x7 ≤ 4000 x4 ≤ 32 x5 ≥ 3000 xi ≥ 0 Objetivo: Maximizar a renda anual da família Dados: 1 Maximizar a F.O (Função-objetivo) - Renda anual liquida ($): 375,00 (soja) X1, 550,00 (milho) X2, 250,00 (feijão) X3; - Cada vaca produz uma renda liquida anual de: $ 800,00 por família X4; - Cada galinha produz uma renda liquida de: $5,00 X5; - Excesso de homens-horas: $ 4,00 X6 (durante o inverno); - Excesso de homens-hora: $ 4,50 X7 (durante o verão); MAX R: 375X1+550X2+250X3+800X4+5X5+4X6+4,5X7 OBS: Possa ser que nem todos os homens-horas não sejam necessários. 2 R.T (Restrições) - 1º R.T (X1= Quant. milho, X2= Quant. feijão, X3= Quant. vacas, X4= 1,5 quant. de hectares de terra para as vacas, limite máximo de 100 hectares de terra); X1+X2+X3+1,5X4≤100 - 2º R.T (X4= Cada vaca necessita de um investimento de $ 900,00, X5= Cada galinha necessita de um investimento de $ 7,00, limite máximo de $ 30.000,00 em investimento); 900X4+7X5≤30.000 - 3º R.T (X1= 20 quant. de soja homens-hora no inverno, X2= 35 quant.de milho homens-hora no inverno, X3= 10 quant. de feijão homens-hora no inverno, X4= 100 quant. máxima de hectares de terra, X5= 0,6 quant. de homens-hora para galinha durante o inverno, X6= Excesso de homens-hora no inverno, limite máximo de 3.500 homens-hora de trabalho durante os meses de inverno); 20X1+35X2+10X3+100X4+0,6X5+X6≤3500 - 4º R.T (X1= 50 quant. de soja homens-hora no verão, X2= 75 quant. de milho homens-hora no verão, X3= 40 quant. de feijão homens-hora no verão, X4= 50 quant. de homens-hora de trabalho para vaca durante o verão, X5= 0,3 quant. de homens-hora para galinha durante o verão, X7= Excesso de homens-hora no verão, limite máximo de 4.000 homens-hora de trabalho durante os meses de verão); 50X1+75X2+40X3+50X4+0,3X5+X7≤4.000 - 5º R.T (X4= 32 o limite máximo de rebanho de vacas); X4≤32 - 6º R.T (X5= 3.000 o limite máximo para acomodar no galinheiro as galinhas). X5≤3.000 Modelagem: MAX R: 375X1+550X2+250X3+800X4+5X5+4X6+4,5X7 S.a. X1+X2+X3+1,5X4≤100 900X4+7X5≤30.000 20X1+35X2+10X3+100X4+0,6X5+X6≤350 50X1+75X2+40X3+50X4+0,3X5+X7≤4.000 X4≤32 X5≤3.000 Xi≥0 10a Questão Seja a tabela do método simplex para cálculo da solução de um problema de PL: Base Z X1 X2 f1 f2 f3 C Z 1 -60 -100 0 0 0 0 f1 0 4 2 1 0 0 32 f2 0 2 4 0 1 0 22 f3 0 2 6 0 0 1 30 Base Z X1 X2 F1 F2 F3 C Z 1 -60 -100 0 0 0 0 F1 0 4 2 1 0 0 32 F2 0 2 4 0 1 0 22 F3 0 2 6 0 0 1 30 Analisando os resultados apresentados nesta tabela, assinale a resposta correta. O valor de X1 é 60 O valor de f1 é 32 O valor de f2 é 30 O valor de X2 é -100 O valor de f3 é 22 X1= 0, não está na coluna identidade; F1= 32, está na coluna identidade; F2= 22, está na coluna identidade; X2= 0, não está na coluna identidade; F3= 30, está na coluna identidade. OBS: As variáveis que estão na coluna identidade formados por 0 e 1, apresentam valor. As variáveis que não estão na coluna identidade formados por números diferentes de 0 e 1 são iguais a: 0 por não estarem na coluna identidade. 11a Questão Marque a alternativa correta. Variáveis básicas são as varáveis que apresenta o resultado da função objetiva. As variáveis básicas são aquelas que apresentam zeros e uns. As variáveis básicas são aquelas que contem valores diferentes de zero e uns. Variáveis básicas possuem valores diferente de um e zero, e possui zeros e uns. Variáveis básicas aquelas que possuem valor negativo. 12a Questão Considerando que essa é a primeira tabela do método simplex para o cálculo da solução de um problema de PL. base X1 X2 X3 X4 X5 X3 1 0 1 0 0 4 X4 0 1 0 10 6 X5 3 2 0 0 1 18 MAX -3 -5 0 0 0 0 Qual variável entra na base? X2 X1 X5 X3 X4 Z = 1 coluna X1 = 2 coluna X2 = 3 coluna XF1 = 4 coluna XF2 = 5 coluna XF3 = 6 coluna b = coeficiente independente observação: a variável que entra na base será a mais negativa da linha objetiva (Z) = 1 coluna ou seja: x2 13a Questão Considerando que essa é a primeira tabela do método simplex para o cálculo da solução de um problema de PL. base X1 X2 X3 X4 X5 X3 3 1 1 0 0 10 X4 1 4 0 1 0 25 X5 0 2 0 0 1 8 F. O. -30 -5 0 0 0 0 qual é a função objetivo? -30X1 - 5X2 +X3 + X4 + X5 30X1 + 5X2 - X3 - X4 - X5 -30X1 - 5X2 0X3 + 0X4 +0X5 30X1 + 5X2 + X3 + X4 + X5 30X1 + 5X2 +0X3 + 0X4 + 0X5 Modelagem: Max Z= 30X1+5X2+0X3+0X4+0X5 14a Questão Seja a última tabela do método simplex para cálculo da solução de um problema de PL: z x1 x2 xF1 xF2 xF3 b 1 0 0 1,23 0,09 0 14,09 0 0 1 0,27 -0,09 0 0,91 0 1 0 -0,05 0,18 0 3,18 0 0 0 0,32 -0,27 1 27,73 Qual o valor da variável xF3? 0 -0,27 1 0,32 27,73 Z = função objetiva X1 e X2 = variáveis de decisão XF1, XF2 e XF3 = variáveis de básicas ou de folga b = coeficiente independente observação: A coluna identidade é formada pelos números de 0 e 1 X1 = estar na coluna identidade = 3,18 X2 = estar na coluna identidade = 0,91 XF3 = estar na coluna identidade = 27,73 XF1 e XF2 = 0 15a Questão Considerando que essa é a primeira tabela do método simplex para o cálculo da solução de um problema de PL. base X1 X2 X3 X4 X5 X3 3 1 1 0 0 25 X4 1 4 0 1 0 10 X5 0 2 0 0 1 8 MAX -30 -5 0 0 0 0 Quais são as equações das restrições? 3X1 + X2 + X3 <=25 X1+ 4X2 + X4 <=10 2X2+ X5 <=8 3X1 + X2 + X3 +X3 +X4 <=25 X1+ 4X2 + X3 + X4 <=10 2X2+ X3 + X4 +X5 <=8 3X1 + X2 + X3 +X3 +X4 <=25 X1+ 4X2 + X3 + X4 <=10 X1 + 2X2+ X3 + X4 +X5 <=8 3X1 + X2 + X3 =25 X1+ 4X2 + X4 =10 2X2+ X5 =8 3X1 + X2 + X3 >=25 X1+ 4X2 + X4 >=10 2X2+ X5 >=8 16a Questão Uma das etapas do processo de modelagem se refere à validação do modelo. Assinale a alternativa que representa o significado dessa etapa. Traduzir em linguagem matemática para facilitar o processo de resolução. Identificar a existência de possíveis erros na formulação do problema. Reconhecimento do problema a ser estruturado. Representa a determinação da solução ótima. Aplicação da solução a fim de verificar se pode ser afetado por alguma outra variável. Reconhecimento do problema a ser estruturada (DEFINIÇÃO DO MODELO); Traduzir em linguagem matemática para facilitar o processo de resolução (FORMULAÇÃO DO MODELO); Identificar a existência de possíveis erros na formulação do problema (VALIDAÇÃO DO MODELO); 17a Questão Um produto passa por quatro operações em sequência, cada uma executada por uma máquina diferente. O gerente dessa linha de produção dispõe de uma equipe composta por quatro funcionários e precisa decidir qual de seus funcionários será responsável por operar cada máquina de modo a aumentar a produtividade da linha. Dessa forma, o gerente decide levantar o tempo, em minutos, que cada funcionário (Pedro, José, João e Manoel) leva, em média, para realizar a operação em cada máquina (1, 2, 3 e 4). Tais médias são apresentadas na tabela abaixo: Máquina Máquina Máquina Máquina FUNCIONÁRIO 1 2 3 4 Pedro 48 48 45 47 José 45 50 46 46 João 44 47 48 50 Manoel 50 48 49 47 Total das médias 187 193 188 190 De modo a minimizar o tempo total de operação da linha de produção, o funcionário Manoel deve ser alocado para a operação de qual máquina? 3 2 OU 4, indiferentemente 2 4 1 18a Questão Sejam as seguintes sentenças: I) Se S é a região viável de um problema de programação linear, e S é um conjunto limitado, a função objetiva z = ax + by assume tanto um valor de máximo como um valor de mínimo em S. II) Um problema de PL pode não ter valor máximo ou mínimo na região viável. III) Um problema de PL pode ter uma única solução. IV) Na resolução de um problema de PL, as variáveis definidas como zero são chamadas de variáveis não básicas. Assinale a alternativa errada: I ou II é verdadeira II e IV são verdadeiras III é verdadeira II ou III é falsa IV é verdadeira
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