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Curso: Introdução a
Pesquisa Operacional
V e r s ã o 1 . 4 - 2 0 1 5
Professor Matusalém Vieira Martins
Este trabalho é um compilado sobre o tema “Pesquisa
Operacional” e tem por objetivo ajudar estudantes do respectivo
tema a se familiarizar com o assunto.
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Pesquisa Operacional – Professor Mestre Matusalém Vieira Martins
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Apresentação do curso:
Assista agora a Vídeo da apresentação do curso:
Apresentação do curso Introdução a Pesquisa Operacional
Antes de começar os seus estudos recomendo estar com alguns
livros de PO como apoio (peça para que a sua faculdade compre o maior
número possível), todos são bons, deixo abaixo alguns de exemplo:
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/apresentacao-do-curso-introducao-a-pesquisa-operacional/
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Sumário
Apresentação da Pesquisa Operacional ............................................................................................................. 5
Conceito ..................................................................................................................................................................... 5
Fases de um Estudo em P.O. ............................................................................................................................. 6
Programação Linear................................................................................................................................................... 8
Modelo em Programação Linear ....................................................................................................................... 8
Roteiro: ...................................................................................................................................................................... 8
Exemplos: ................................................................................................................................................................. 9
Exercícios: ............................................................................................................................................................... 12
Técnica de Solução para Modelos de Programação Linear com Duas Variáveis de Decisão -
Método Gráfico ...................................................................................................................................................... 30
GRÁFICO DO CONJUNTO DE SOLUÇÕES .................................................................................................... 31
Exemplos: ............................................................................................................................................................... 31
AVALIAÇÃO DO OBJETIVO ................................................................................................................................ 33
MÉTODO GRÁFICO ............................................................................................................................................... 34
Exercícios: ............................................................................................................................................................... 37
O Método Simplex .................................................................................................................................................... 77
Apresentação ......................................................................................................................................................... 77
Exemplo:.................................................................................................................................................................. 77
Exercícios ................................................................................................................................................................. 87
Solução de um Modelo Geral de Programação Linear pelo Método Simplex .................................. 135
O PROBLEMA DA MINIMIZAÇÃO ................................................................................................................... 135
Exemplo:................................................................................................................................................................ 135
O PROBLEMA DA VARIÁVEL LIVRE .............................................................................................................. 141
Exemplo resolvido: ............................................................................................................................................ 141
O PROBLEMA DA SOLUÇÃO BÁSICA INICIAL .......................................................................................... 144
Exemplo:................................................................................................................................................................ 144
RETORNO AO MODELO ORIGINAL ............................................................................................................... 144
Método do M grande ......................................................................................................................................... 144
Exemplo:................................................................................................................................................................ 145
Método da função objetivo auxiliar ............................................................................................................. 149
Exemplo:................................................................................................................................................................ 150
O Problema da Degeneração ......................................................................................................................... 154
O Problema da Solução ilimitada ................................................................................................................. 154
Caso de Soluções Múltiplas ............................................................................................................................ 154
Exercícios ............................................................................................................................................................... 155
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Análise Econômica ................................................................................................................................................. 178
Dualidade ................................................................................................................................................................... 185
Introdução ............................................................................................................................................................. 185
Interpretação Econômica do Dual ................................................................................................................ 190
Exercícios ............................................................................................................................................................... 192
A ferramenta Solver (Excel)............................................................................................................................... 200
Definindo e Resolvendo um Problema ....................................................................................................... 200
Instalando o Solver ...........................................................................................................................................204
Exemplos: ............................................................................................................................................................. 204
Exercícios: ............................................................................................................................................................. 208
Problema do Transporte ...................................................................................................................................... 216
Introdução ............................................................................................................................................................. 216
O MODELO LINEAR DO TRANSPORTE ........................................................................................................ 217
O CASO DE SISTEMAS NÃO EQUILIBRADOS .......................................................................................... 218
O Algoritmo dos Transportes ......................................................................................................................... 219
1 ª Parte - CÁLCULO DA SOLUÇÃO BÁSICA INICIAL ........................................................................... 219
a) método do canto noroeste .................................................................................................................. 219
b) Método de Vogel ou método das penalidades ............................................................................. 220
Método do canto noroeste .............................................................................................................................. 222
Método de Vogel ................................................................................................................................................. 226
2ª Parte - CRITÉRIO DE OTIMALIDADE .................................................................................................... 234
O Problema da Degenerescência .................................................................................................................. 239
O Caso de Maximização ................................................................................................................................... 246
O Caso da Impossibilidade de Transporte ................................................................................................ 250
Exercícios ............................................................................................................................................................... 250
O Problema da Designação ................................................................................................................................. 283
Introdução ............................................................................................................................................................. 283
Descrição do Algoritmo .................................................................................................................................... 283
O Caso de Maximização ................................................................................................................................... 285
Exercícios ............................................................................................................................................................... 288
Análise de Sensibilidade ...................................................................................................................................... 303
Exemplo 1: ............................................................................................................................................................ 304
Mudança nos Lucros Unitários (Coeficientes da Função Objetivo) ................................................. 304
a) Mudança no coeficiente de uma variável básica. ....................................................................... 304
b) Mudança no coeficiente de uma variável não básica. .............................................................. 309
c) Entrada de Uma Nova Variável ............................................................................................................. 310
d) Mudanças nos Valores dos Recursos .............................................................................................. 310
Exercícios ............................................................................................................................................................... 330
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Bibliografia ................................................................................................................................................................ 353
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Apresentação da Pesquisa Operacional
Antes de mais nada gostaria de parabeniza-lo por estar estudando
tópicos considerados tão difíceis e fazer alguns comentários e pedidos.
Este curso é básico e com isso quer possibilitar ao aluno uma
introdução ao estudo da Pesquisa Operacional.
Este curso é concebido para que você possa reforçar os estudos de
sala, e não como substituto deste.
Este curso não confere certificado aos que o adquiriram.
Se você encontrar algum erro por favor me comunique informando
qual e em que página está, para que eu possa arrumar e com isso
todos teremos sempre o melhor curso. Enviar mensagem para o e-
mail: professormatusalem@gmail.com;
Se você gostou do curso, peço que informe a seus colegas sobre ele
e peça para que eles visitem meus sites:
www.professormatusalem.com e www.cursosdematematica.com.br
Verifique sempre se você está com a última versão do curso, é só
olhar na sua conta e baixar.
Muito Obrigado
Matusalém Vieira Martins
Conceito
Pesquisa Operacional é um método científico de tomada de decisões.
Em linhas gerais, consiste na descrição de um sistema organizado com o
auxílio de um modelo, e através da experimentação com o modelo, na
descoberta da melhor maneira de operar o sistema.
mailto:professormatusalem@gmail.com
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A Pesquisa Operacional como a conhecemos surgiu durante a
Segunda Guerra Mundial, resultado de estudos realizados por equipes
interdisciplinares de cientistas contratados para resolver problemas
militares de ordem estratégica e tática.
Fases de um Estudo em P.O.
Um estudo em Pesquisa Operacional costuma envolver seis fases:
formulação do problema;
construção do modelo do sistema;
cálculo da solução através do modelo;
teste do modelo e da solução;
estabelecimento de controles da solução;
implantação e acompanhamento.
que podem ser descritas como segue:
Formulação do Problema - Nesta fase, o administrador do
sistema e o responsável pelo estudo em P.O. deverão discutir, no sentido
de colocar o problema de maneira clara e coerente, definindo os objetivos
a alcançar e quais os possíveis caminhos alternativos para que isso
ocorra.
Além disso, serão levantadas as limitações técnicas do sistema e as
relações desse sistema com outros da empresa ou do ambiente externo,
com a finalidade de criticar a validade de possíveis soluções em face
destes obstáculos.
Deverá ainda ser acordada uma medida de eficiência para o
sistema, que permita ao administrador ordenar as soluções encontradas,
concluindo o processo decisório.
Construção do Modelo do Sistema - Os modelos que interessam
em Pesquisa Operacional são os modelos matemáticos, isto é, modelos
formados porum conjunto de equações e inequações.
Uma das equações do conjunto serve para medir a eficiência do
sistema para cada solução proposta. É a função objetivo ou função de
eficiência. As outras equações geralmente descrevem as limitações ou
restrições técnicas do sistema. As variáveis que compõem as equações
são de dois tipos:
- Variáveis controladas ou de decisão - são variáveis cujo valor
está sob controle do administrador. Decidir, neste caso, é atribuir um
particular valor a cada uma dessas variáveis. Numa programação de
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produção, por exemplo, a variável de decisão é a quantidade a ser
produzida num período, o que compete ao administrador controlar.
- Variáveis não controladas - são as variáveis cujos valores são
arbitrados por sistemas fora do controle do administrador. Custos de
produção, demanda de produtos, preço de mercado são variáveis não
controladas.
Um bom modelo é aquele que tem desempenho suficientemente
próximo do desempenho da realidade e é de fácil experimentação. Essa
proximidade desejada é variável, dependendo do objetivo proposto. Um
bom modelo para um objetivo pode ser péssimo para outro. A fidelidade
de um modelo é aumentada à medida que ele incorpora características da
realidade, com a adição de novas variáveis. Isso aumenta sua
complexidade, dificultando a experimentação, o que nos leva a considerar
o fator custo-benefício quando pensamos em melhorar o desempenho de
um modelo.
Cálculo da solução através do modelo - É feito através de
técnicas matemáticas específicas. A construção do modelo deve levar em
consideração a disponibilidade de uma técnica para o cálculo da solução.
Teste do modelo e da solução - Esse teste é realizado com dados
empíricos do sistema.' Se houver dados históricos, eles serão aplicados
no modelo, gerando um desempenho que pode ser comparado ao
desempenho observado no sistema. Se o desvio verificado não for
aceitável, a reformulação ou mesmo o abandono do modelo será
inevitável. Caso não haja dados históricos, os dados empíricos serão
anotados com o sistema funcionando sem interferência, até que o teste
possa ser realizado.
Estabelecimento de controles da solução - A construção e
experimentação com o modelo identificam parâmetros fundamentais para
solução do problema. Qualquer mudança nesses parâmetros deverá ser
controlada para garantir a validade da solução adotada. Caso alguns
desses parâmetros sofra desvio além do permitido, o cálculo de nova
solução ou mesmo a reformulação do modelo poderá ser necessária.
Implementação e acompanhamento - Nesta fase, a solução será
apresentada ao administrador, evitando-se o uso da linguagem técnica
do modelo. O uso da linguagem do sistema em estudo facilita a
compreensão e gera boa vontade para a implantação que está sendo
sugerida. Essa implantação deve ser acompanhada para se observar o
comportamento do sistema com a solução adotada. Algum ajuste pode
ser requerido.
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Programação Linear
Modelo em Programação Linear
Uma das técnicas mais utilizadas na abordagem de problemas em
Pesquisa Operacional é a programação linear. A simplicidade do modelo
envolvido e a disponibilidade de uma técnica de solução programável em
computador facilitam sua aplicação. As aplicações mais conhecidas são
feitas em sistemas estruturados, como os de produção, finanças,
controles de estoques etc.
O modelo matemático de programação linear é composto de um
função objetiva linear; e de restrições técnicas representadas por um
grupo de inequações também lineares.
Exemplo: Função objetivo a ser maximizada: Lucro = 2x1 + 3x2
𝑅𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖çõ𝑒𝑠
{
𝑡é𝑐𝑛𝑖𝑐𝑎𝑠 {
4𝑥1 + 3𝑥2 ≤ 10
6𝑥1 − 𝑥2 ≥ 20
𝑑𝑒 𝑛ã𝑜 𝑛𝑒𝑔𝑎𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 {
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
As variáveis controladas ou variáveis de decisão são x1 e x2. A
função objetivo ou função e eficiência mede o desempenho do sistema,
no caso a capacidade de gerar lucro, para cada solução apresentada. O
objetivo é maximizar o lucro. As restrições garantem que essas soluções
estão de acordo com as limitações técnicas impostas pelo sistema. As
duas últimas restrições exigem a não negatividade das variáveis de
decisão, o que deverá acontecer sempre que a técnica de abordagem for
a de programação linear.
A construção do modelo matemático, no caso um modelo linear, é a
parte mais complicada de nosso estudo. Não há regra fixa para esse
trabalho, mas podemos sugerir um roteiro que ajuda a ordenar o
raciocínio.
Roteiro:
a) Quais as variáveis de decisão?
Aqui o trabalho consiste em explicitar as decisões que devem ser
tomadas e representar as possíveis decisões através de variáveis
chamadas variáveis de decisão. Se o problema é de programação de
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produção, as variáveis de decisão são as quantidades a produzir no
período; se for um problema de programação de investimento, as
variáveis vão representar as decisões de investimento, isto é, quanto
investir em cada oportunidade de investimento, e em que período. Nas
descrições sumárias de sistemas, isso fica claro quando lemos a questão
proposta, isto é, a pergunta do problema.
b) Qual o objetivo?
Aqui devemos identificar o objetivo da tomada de decisão. Eles
aparecem geralmente na forma da maximização de lucros ou receitas,
minimização de custos, perdas etc.
A função objetivo é a expressão que calcula o valor do objetivo (lucro,
custo, receita, perda etc.), em função das variáveis de decisão.
c) Quais as restrições?
Cada restrição imposta na descrição do sistema deve ser expressa
como uma relação linear (igualdade ou desigualdade), montadas com as
variáveis de decisão.
Exemplos:
Vejamos agora situações que podem ser descritas com o auxílio de um
modelo linear:
Exemplo 1:
Certa empresa fabrica dois produtos P1 e P2. O lucro unitário do
produto P1 é de 1.000 unidades monetárias e o lucro unitário de P2. é de
1.800 unidades monetárias. A empresa precisa de 20 horas para fabricar
uma unidade de P1 e de 30 horas para fabricar uma unidade de P2. O
tempo anual de produção disponível para isso é de 1.200 horas. A
demanda esperada para cada produto é de 40 unidades anuais para P1 e
30 unidades anuais para P2.
Qual é o plano de produção para que a empresa maximize seu lucro
nesses itens? Construa o modelo de programação linear para esse caso.
Solução:
a) Quais as variáveis de decisão?
O que deve ser decidido é o plano de produção, isto é, quais as
quantidades anuais que devem ser produzidas de P1 e P2.
Portanto, as variáveis de decisão serão x1 e x2
x1 → quantidade anual a produzir de P1
x2 → quantidade anual a produzir de P2.
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b) Qual o objetivo?
O objetivo é maximizar o lucro, que pode ser calculado:
Lucro devido a P1: 1.000 . x1
(lucro por unidade de P1 x quantidade produzida de P1)
Lucro devido a P2: 1.800 . x2
(lucro por unidade de P2. x quantidade produzida de P2)
Lucro total: L = 1.000 . x1 + 1.800 . x2
Objetivo: maximizar L = 1.000 . x1 + 1.800 . x2
c) Quais as restrições?
As restrições impostas pelo sistema são:
- Disponibilidade de horas para a produção: 1.200 horas.
horas ocupadas com P1: 20x1 (uso por unidade x quantidade
produzida)
horas ocupadas com P2: 30x2 (uso por unidade x quantidade
produzida)
Total em horas ocupadas na produção: 20x1 + 30x2 disponibilidade:
1.200 horas.
Restrição descritiva da situação: 20x1 + 30x2 ≤ 1.200
- Disponibilidade de mercado para os produtos (demanda)Disponibilidade para P1: 40 unidades
Quantidade a produzir de P1: x1
Restrição descritiva da situação: x1 ≤ 40
Disponibilidade para P2: 30 unidades
Quantidade a produzir de P2: x2
Restrição descritiva da situação: x2 ≤ 30
Resumo do modelo: max L = 1.000x1 + 1.800x2
Sujeito a:
𝑟𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖çõ𝑒𝑠 𝑡é𝑐𝑛𝑖𝑐𝑎𝑠 {
20𝑥1 + 30𝑥2 ≤ 1200
𝑥1 ≤ 40
𝑥2 ≤ 30
𝑟𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖çõ𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑛ã𝑜 𝑛𝑒𝑔𝑎𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 {
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
Assista agora a Vídeo Aula:
Modelo de programação Linear - Exemplo 1
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-01-modelo-de-programacao-linear-exemplo-1/
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Exemplo 2:
Para uma boa alimentação, o corpo necessita de vitaminas e
proteínas. A necessidade mínima de vitaminas é de 32 unidades por dia e
a de proteínas de 36 unidades por dia. Uma pessoa tem disponível carne
e ovos para se alimentar. Cada unidade de carne contém 4 unidades de
vitaminas e 6 unidades de proteínas. Cada unidade de ovo contém 8
unidades de vitaminas e 6 unidades de proteínas.
Qual a quantidade diária de carne e ovos que deve ser consumida
para suprir as necessidades de vitaminas e proteínas com o menor custo
possível? Cada unidade de carne custa 3 unidades monetárias e cada
unidade de ovo custa 2,5 unidades monetárias.
Solução:
a) Quais as variáveis de decisão?
Devemos decidir quais as quantidades de carne e ovos a pessoa deve
consumir no dia. As variáveis de decisão serão, portanto:
x1 → quantidade de carne a consumir no dia
x2 → quantidade de ovos a consumir no dia
b) Qual o objetivo?
O objetivo é minimizar o custo, que pode ser calculado:
Custo devido à carne: 3 . x1
(custo por unidade x quantidade a consumir de carne)
Custo devido aos ovos: 2,5 . x2
(custo por unidade x quantidade a consumir de ovos)
Custo total: C = 3x1 + 2,5x2
Objetivo: minimizar C = 3x1 + 2,5x2
c) Quais as restrições?
As restrições impostas pelo sistema são:
necessidade mínima de vitamina: 32 unidades
vitamina de carne: 4 . x1
(quantidade por unidade x unidades de carne a consumir)
vitamina de ovos: 8 . x2
(quantidade por unidade x unidades de ovos a consumir)
Total de vitaminas: 4x1 + 8x2
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Necessidade mínima: 32
Restrição descritiva da situação: 4x1 + 8x2 ≥ 32
necessidade mínima de proteína: 36 unidades
proteína de carne: 6 . x1
(quantidade por unidade x unidades de carne a consumir)
proteína de ovos: 6 . x2
(quantidade por unidade x unidades de ovos a consumir)
Total de proteínas: 6x1 + 6x2
Necessidade mínima: 36
Restrição descritiva da situação: 6x1 + 6x2 ≥ 36
Resumo do modelo: min C = 3x1 + 2,5x2
Sujeito a:
𝑟𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖çõ𝑒𝑠 𝑡é𝑐𝑛𝑖𝑐𝑎𝑠 {
4𝑥1 + 8𝑥2 ≥ 32
6𝑥1 + 6𝑥2 ≥ 36
𝑟𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖çõ𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑛ã𝑜 𝑛𝑒𝑔𝑎𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 {
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
Assista agora a Vídeo Aula:
Modelo de programação linear - exemplo 2
Exercícios:
Construir o modelo matemático de programação linear dos sistemas
descritos a seguir:
1) Um sapateiro faz 6 sapatos por hora, se fizer somente sapatos, e 5
cintos por hora, se fizer somente cintos. Ele gasta 2 unidades de
couro para fabricar 1 unidade de sapato e 1 unidade couro para
fabricar uma unidade de cinto. Sabendo-se que o total disponível de
couro é de 6 unidades e que o lucro unitário por sapato é de 5
unidades monetárias e o do cinto é de 2 unidades monetárias, pede-
se: o modelo do sistema de produção do sapateiro, se o objetivo é
maximizar seu lucro por hora.
Solução:
a) Quais são as variáveis de decisão?
𝒙𝟏 → 𝒏º 𝒅𝒆 𝒔𝒂𝒑𝒂𝒕𝒐𝒔/𝒉𝒐𝒓𝒂
𝒙𝟐 → 𝒏º 𝒅𝒆 𝒄𝒊𝒏𝒕𝒐𝒔/𝒉𝒐𝒓𝒂
b) Qual é a função objetivo?
𝒎á𝒙𝒊𝒎𝒐 𝒍𝒖𝒄𝒓𝒐 = 𝟓𝒙𝟏 + 𝟐𝒙𝟐
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-02-modelo-de-programacao-linear-exemplo-2/
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c) Quais são as restrições técnicas?
Se são 6 sapatos por hora, isto significa que ele gasta 10 minutos
para cada sapato, do mesmo jeito se são 5 cintos por hora ele
gasta 12 minutos para fazer cada cinto.
Logo lembrando que 1h = 60 minutos temos:
𝟏𝟎𝒙𝟏 + 𝟏𝟐𝒙𝟐 ≤ 𝟔𝟎
Também foi tido que ele gasta 2 unidades de couro para fazer um
sapato e 1 unidade para fazer o cinto se ele dispõe de 6 unidades
de couro nototal, temos:
𝟐𝒙𝟏 + 𝟏𝒙𝟐 ≤ 𝟔
Logo as restrições são:
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒕é𝒄𝒏𝒊𝒄𝒂𝒔 {
𝟏𝟎𝒙𝟏 + 𝟏𝟐𝒙𝟐 ≤ 𝟔𝟎
𝟐𝒙𝟏 + 𝟏𝒙𝟐 ≤ 𝟔
d) Quais as restrições de não – negatividade?
Como na maioria dos casos a quantidade não pode ser
negativa de nenhum dos produtos, logo:
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝒏ã𝒐 𝒏𝒆𝒈𝒂𝒕𝒊𝒗𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 {
𝒙𝟏 ≥ 𝟎
𝒙𝟐 ≥ 𝟎
e) Escreva o modelo completo.
𝒙𝟏 → 𝒏º 𝒅𝒆 𝒔𝒂𝒑𝒂𝒕𝒐𝒔/𝒉𝒐𝒓𝒂
𝒙𝟐 → 𝒏º 𝒅𝒆 𝒄𝒊𝒏𝒕𝒐𝒔/𝒉𝒐𝒓𝒂
𝒎á𝒙𝒊𝒎𝒐 𝒍𝒖𝒄𝒓𝒐 = 𝟓𝒙𝟏 + 𝟐𝒙𝟐
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒕é𝒄𝒏𝒊𝒄𝒂𝒔 {
𝟏𝟎𝒙𝟏 + 𝟏𝟐𝒙𝟐 ≤ 𝟔𝟎
𝟐𝒙𝟏 + 𝟏𝒙𝟐 ≤ 𝟔
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝒏ã𝒐 𝒏𝒆𝒈𝒂𝒕𝒊𝒗𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 {
𝒙𝟏 ≥ 𝟎
𝒙𝟐 ≥ 𝟎
Assista agora a Vídeo Aula:
Exercício 1 - Modelos de programação Linear
2) Certa empresa fabrica 2 produtos P1 e P2. O lucro por unidade de
P1 é de 100 u.m. e o lucro unitário de P2 é de 150 u.m. A empresa
necessita de 2 horas para fabricar uma unidade de P1 e 3 horas
para fabricar uma unidade de P2. O tempo mensal disponível para
essas atividades é de 120 horas. As demandas esperadas para os 2
produtos levaram a empresa a decidir que os montantes produzidos
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-03-modelo-de-programacao-linear-exercicio-1/
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de P1 e P2 não devem ultrapassar 40 unidades de P1 e 30 unidades
de P2 por mês. Construa o modelo do sistema de produção mensal
com o objetivo de maximizar o lucro da empresa.
Solução:
a) Quais são as variáveis de decisão?
𝒙𝟏 → 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒂 𝒑𝒓𝒐𝒅𝒖𝒛𝒊𝒓 𝒅𝒆 𝑷𝟏
𝒙𝟐 → 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒂 𝒑𝒓𝒐𝒅𝒖𝒛𝒊𝒓 𝒅𝒆 𝑷𝟐
b) Qual é a função objetivo?
𝒎á𝒙𝒊𝒎𝒐 𝒍𝒖𝒄𝒓𝒐 = 𝟏𝟎𝟎𝒙𝟏 + 𝟏𝟓𝟎𝒙𝟐
c) Quais são as restrições técnicas?
Se a empresa necessita de 2 horas para fabricar cada P1 e 3 horas
para fabricar cada P2 e dispõe de no máximo 120 horas, temos:
𝟐𝒙𝟏 + 𝟑𝒙𝟐 ≤ 𝟏𝟐𝟎
Também foi tido que as demandas esperadas de P1 é de 40, logo:
𝒙𝟏 ≤ 𝟒𝟎
E que a demanda de P2 é de 30,logo temos:
𝒙𝟐 ≤ 𝟑𝟎
Logo as restrições são:
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒕é𝒄𝒏𝒊𝒄𝒂𝒔 {
𝟐𝒙𝟏 + 𝟑𝒙𝟐 ≤ 𝟏𝟐𝟎
𝒙𝟏 ≤ 𝟒𝟎
𝒙𝟐 ≤ 𝟑𝟎
d) Quais as restrições de não – negatividade?
Como na maioria dos casos a quantidade não pode ser
negativa de nenhum dos produtos, logo:
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝒏ã𝒐 𝒏𝒆𝒈𝒂𝒕𝒊𝒗𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 {
𝒙𝟏 ≥ 𝟎
𝒙𝟐 ≥ 𝟎
e) Escreva o modelo completo.
𝒙𝟏 → 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒂 𝒑𝒓𝒐𝒅𝒖𝒛𝒊𝒓 𝒅𝒆 𝑷𝟏
𝒙𝟐 → 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒂 𝒑𝒓𝒐𝒅𝒖𝒛𝒊𝒓 𝒅𝒆 𝑷𝟐
𝒎á𝒙𝒊𝒎𝒐 𝒍𝒖𝒄𝒓𝒐 = 𝟏𝟎𝟎𝒙𝟏 + 𝟏𝟓𝟎𝒙𝟐
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒕é𝒄𝒏𝒊𝒄𝒂𝒔 {
𝟐𝒙𝟏 + 𝟑𝒙𝟐 ≤ 𝟏𝟐𝟎
𝒙𝟏 ≤ 𝟒𝟎
𝒙𝟐 ≤ 𝟑𝟎
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝒏ã𝒐 𝒏𝒆𝒈𝒂𝒕𝒊𝒗𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 {
𝒙𝟏 ≥ 𝟎
𝒙𝟐 ≥ 𝟎
Assista agora a Vídeo Aula:
Exercício 2 - Modelo de programação linear
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-04-modelo-de-programacao-linear-exercicio-2/
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03) Um vendedor de frutas pode transportar 800 caixas de frutas para
sua região de vendas. Ele necessita transportar 200 caixas de
laranjas a 20 u.m. delucro por caixa, pelo menos 100 caixas de
pêssegos a 10 u.m. de lucro por caixa, e no "máximo 200 caixas de
tangerinas a 30 u.m. de lucro por caixa. De que forma deverá ele
carregar o caminhão para obter o lucro máximo? Construa o
modelo do problema.
Solução:
a) Quais são as variáveis de decisão?
Como já está definido que será levado 200 caixas de laranjas,
as variáveis de decisão ficarão por conta da quantidade de
caixas de pêssego e tangerina.
𝑥1 → 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑖𝑥𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑝ê𝑠𝑠𝑒𝑔𝑜
𝑥2 → 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑖𝑥𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑡𝑎𝑛𝑔𝑒𝑟𝑖𝑛𝑎𝑠
b) Qual é a função objetivo?
𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 𝑙𝑢𝑐𝑟𝑜 = 10𝑥1 + 30𝑥2 + 4.000
O (+ 4000) no final da função objetiva é o resultado do
produto (200x20 = 4000) quantidade de caixas de laranja
vezes o seu preço.
c) Quais são as restrições técnicas?
Como o caminhão comporta 800 caixas e 200 são de laranja,
então o número de caixas de pêssego e tangerina somados deve
ser de no máximo 600, temos:
𝑥1 + 𝑥2 ≤ 600
Como ele tem que levar no mínimo 100 caixas de pêssego, temos
𝑥1 ≥ 100
E que deve levar no máximo 200 caixas de tangerina, temos:
𝑥2 ≤ 200
Logo as restrições são:
𝑟𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖çõ𝑒𝑠 𝑡é𝑐𝑛𝑖𝑐𝑎𝑠 {
𝑥1 + 𝑥2 ≤ 600
𝑥1 ≥ 100
𝑥2 ≤ 200
d) Quais as restrições de não – negatividade?
Como na maioria dos casos a quantidade não pode ser
negativa de nenhum dos produtos, logo:
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𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝒏ã𝒐 𝒏𝒆𝒈𝒂𝒕𝒊𝒗𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 {
𝒙𝟏 ≥ 𝟎
𝒙𝟐 ≥ 𝟎
e) Escreva o modelo completo.
𝑥1 → 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑖𝑥𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑝ê𝑠𝑠𝑒𝑔𝑜
𝑥2 → 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑖𝑥𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑡𝑎𝑛𝑔𝑒𝑟𝑖𝑛𝑎𝑠
𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 𝑙𝑢𝑐𝑟𝑜 = 10𝑥1 + 30𝑥2 + 4.000
𝑟𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖çõ𝑒𝑠 𝑡é𝑐𝑛𝑖𝑐𝑎𝑠 {
𝑥1 + 𝑥2 ≤ 600
𝑥1 ≥ 100
𝑥2 ≤ 200
𝑟𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖çõ𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑛ã𝑜 𝑛𝑒𝑔𝑎𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 {
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
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Exercício 3 - Modelo de programação linear
4) Uma rede de televisão local tem o seguinte problema: foi descoberto
que o programa “A” com 20 minutos de música e 1 minuto de
propaganda chama a atenção de 30.000 telespectadores, enquanto
o programa “B”, com 10 minutos de música e 1 minuto de
propaganda chama a atenção de 10.000 telespectadores. No
decorrer de uma semana, o patrocinador insiste no uso de no
mínimo, 5 minutos para sua propaganda e que não há verba para
mais de 80 minutos de música. Quantas vezes por semana cada
programa deve ser levado ao ar para obter o número máximo de
telespectadores? Construa o modelo do sistema.
Solução:
a) Quais são as variáveis de decisão?
𝒙𝟏 → 𝒇𝒓𝒆𝒒𝒖ê𝒏𝒄𝒊𝒂 𝒔𝒆𝒎𝒂𝒏𝒂𝒍 𝒅𝒐 𝒑𝒓𝒐𝒈𝒓𝒂𝒎𝒂 𝑨
𝒙𝟐 → 𝒇𝒓𝒆𝒒𝒖ê𝒏𝒄𝒊𝒂 𝒔𝒆𝒎𝒂𝒏𝒂𝒍 𝒅𝒐 𝒑𝒓𝒐𝒈𝒓𝒂𝒎𝒂 𝑩
b) Qual é a função objetivo?
𝒎á𝒙𝒊𝒎𝒐 𝒕𝒆𝒍𝒆𝒔𝒑𝒆𝒄𝒕𝒂𝒅𝒐𝒓𝒆𝒔 = 𝟑𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝒙𝟏 + 𝟏𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝒙𝟐
c) Quais são as restrições técnicas?
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-05-modelo-de-programacao-linear-exercicio-3/
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A primeira restrição diz respeito aos minutos de propaganda,
onde temos 1 minuto para cada programa num mínimo de 5
minutos, logo temos:
𝟏𝒙𝟏 + 𝟏𝒙𝟐 ≥ 𝟓
Já a segunda restrição é relacionada ao tempo de duração das
músicas por programa, e o patrocinador pode pagar no máximo
80 minutos, logo temos:
𝟐𝟎𝒙𝟏 + 𝟏𝟎𝒙𝟐 ≤ 𝟖𝟎
Logo as restrições são:
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒕é𝒄𝒏𝒊𝒄𝒂𝒔 {
𝟏𝒙𝟏 + 𝟏𝒙𝟐 ≥ 𝟓
𝟐𝟎𝒙𝟏 + 𝟏𝟎𝒙𝟐 ≤ 𝟖𝟎
d) Quais as restrições de não – negatividade?
Como na maioria dos casos a quantidade não pode ser
negativa de nenhum dos produtos, logo:
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝒏ã𝒐 𝒏𝒆𝒈𝒂𝒕𝒊𝒗𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 {
𝒙𝟏 ≥ 𝟎
𝒙𝟐 ≥ 𝟎
e) Escreva o modelo completo.
𝒙𝟏 → 𝒇𝒓𝒆𝒒𝒖ê𝒏𝒄𝒊𝒂 𝒔𝒆𝒎𝒂𝒏𝒂𝒍 𝒅𝒐 𝒑𝒓𝒐𝒈𝒓𝒂𝒎𝒂 𝑨
𝒙𝟐 → 𝒇𝒓𝒆𝒒𝒖ê𝒏𝒄𝒊𝒂 𝒔𝒆𝒎𝒂𝒏𝒂𝒍 𝒅𝒐 𝒑𝒓𝒐𝒈𝒓𝒂𝒎𝒂 𝑩
𝒎á𝒙𝒊𝒎𝒐 𝒕𝒆𝒍𝒆𝒔𝒑𝒆𝒄𝒕𝒂𝒅𝒐𝒓𝒆𝒔 = 𝟑𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝒙𝟏 + 𝟏𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝒙𝟐
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒕é𝒄𝒏𝒊𝒄𝒂𝒔 {
𝟏𝒙𝟏 + 𝟏𝒙𝟐 ≥ 𝟓
𝟐𝟎𝒙𝟏 + 𝟏𝟎𝒙𝟐 ≤ 𝟖𝟎
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝒏ã𝒐 𝒏𝒆𝒈𝒂𝒕𝒊𝒗𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 {
𝒙𝟏 ≥ 𝟎
𝒙𝟐 ≥ 𝟎
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Exercício 4 - Modelo de programação linear
5) Um empresa fabrica 2 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 1.000 unidades por dia. A disponibilidade
de couro permite fabricar 800 cintos de ambos os modelos por dia.
Os cintos empregam fivelas diferentes, cuja disponibilidade diária é
de 400 para M1 e 700 para M2. Os lucros unitários são de $ 4,00
para M1 e $ 3,00 para M2. Qual o programa ótimo de produção que
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-06-modelo-de-programacao-linear-exercicio-4/
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maximiza o lucro total diário da empresa? Construa, o modelo do
sistema descrito.
Solução:
a) Quais são as variáveis de decisão?
𝒙𝟏 → 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒂 𝒑𝒓𝒐𝒅𝒖𝒛𝒊𝒓 𝒅𝒆 𝑴𝟏
𝒙𝟐 → 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒂 𝒑𝒓𝒐𝒅𝒖𝒛𝒊𝒓 𝒅𝒆 𝑴𝟐
b) Qual é a função objetivo?
𝒎á𝒙𝒊𝒎𝒐 𝒍𝒖𝒄𝒓𝒐 = 𝟒𝒙𝟏 + 𝟑𝒙𝟐
c) Quais são as restrições técnicas?
A primeira restrição diz respeito a quantidade de cintos que
podem ser produzida por dia.
Veja bem se produzissem só do modelo M2 daria para produzir
1.000 unidade, mas se produzissem só do modelo M1 daria para
produzir 500, pois ele gasta o dobro do tempo para ser feito, logo
podemos colocar a produção em uma restrição assim:
𝟐𝒙𝟏 + 𝟏𝒙𝟐 ≤ 𝟏. 𝟎𝟎𝟎
Se x1 for zero a produção será de 1.000.
Se x2 for zero a produção será de 500.
Já a segunda restrição é relacionada a quantidade de couro
disponível por dia, logo temos:
𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 ≤ 𝟖𝟎𝟎
Já a terceira é relacionada as fivelas, para os modelos M1 temos
no máximo 400 por dia, logo:
𝒙𝟏 ≤ 𝟒𝟎𝟎
A quarta também é relacionada as fivelas, para os modelos M2
temos no máximo 700 por dia, logo:
𝒙𝟐 ≤ 𝟕𝟎𝟎
Logo as restrições são:
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒕é𝒄𝒏𝒊𝒄𝒂𝒔 {
𝟐𝒙𝟏 + 𝟏𝒙𝟐 ≤ 𝟏. 𝟎𝟎𝟎
𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 ≤ 𝟖𝟎𝟎
𝒙𝟏 ≤ 𝟒𝟎𝟎
𝒙𝟐 ≤ 𝟕𝟎𝟎
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d) Quais as restrições de não – negatividade?
Como na maioria dos casos a quantidade não pode ser
negativa de nenhum dos produtos, logo:
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝒏ã𝒐 𝒏𝒆𝒈𝒂𝒕𝒊𝒗𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 {
𝒙𝟏 ≥ 𝟎
𝒙𝟐 ≥ 𝟎
e) Escreva o modelo completo.
𝒙𝟏 → 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒂 𝒑𝒓𝒐𝒅𝒖𝒛𝒊𝒓 𝒅𝒆 𝑴𝟏
𝒙𝟐 → 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒂 𝒑𝒓𝒐𝒅𝒖𝒛𝒊𝒓 𝒅𝒆 𝑴𝟐
𝒎á𝒙𝒊𝒎𝒐 𝒍𝒖𝒄𝒓𝒐 = 𝟒𝒙𝟏 + 𝟑𝒙𝟐
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒕é𝒄𝒏𝒊𝒄𝒂𝒔 {
𝟐𝒙𝟏 + 𝟏𝒙𝟐 ≤ 𝟏. 𝟎𝟎𝟎
𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 ≤ 𝟖𝟎𝟎
𝒙𝟏 ≤ 𝟒𝟎𝟎
𝒙𝟐 ≤ 𝟕𝟎𝟎
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝒏ã𝒐 𝒏𝒆𝒈𝒂𝒕𝒊𝒗𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 {
𝒙𝟏 ≥ 𝟎
𝒙𝟐 ≥ 𝟎
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Exercício 5 - Modelo de programação linear
6) Uma empresa, após um processo de racionalização de produção,
ficou com disponibilidade de 3 recursos produtivos, R1, R2 e R3. Um
estudo sobre o uso desses recursos indicou a possibilidade de se
fabricar 2 produtos P1 e P2. Levantando os custos e consultando o
departamento de vendas sobre o preço de colocação no mercado,
verificou-se que P1 daria um lucro de $ 120,00 por unidade e P2, $
150,00 por unidade. O departamento de produção forneceu a
seguinte tabela de uso de recursos.
PRODUTO
RECURSO R1 POR
UNIDADE
RECURSO R2 POR
UNIDADE
RECURSO R3 POR
UNIDADE
P1
P2
2
4
32
5
3
DISPONIBILIDADE DE
RECURSO POR MÊS
100 90 120
Que produção mensal de P1 e P2 traz o maior lucro para a empresa?
Construa o modelo do sistema.
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-07-modelo-de-programacao-linear-exercicio-5/
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Solução:
a) Quais são as variáveis de decisão?
𝒙𝟏 → 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒂 𝒑𝒓𝒐𝒅𝒖𝒛𝒊𝒓 𝒅𝒆 𝑷𝟏
𝒙𝟐 → 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒂 𝒑𝒓𝒐𝒅𝒖𝒛𝒊𝒓 𝒅𝒆 𝑷𝟐
b) Qual é a função objetivo?
𝒎á𝒙𝒊𝒎𝒐 𝒍𝒖𝒄𝒓𝒐 = 𝟏𝟐𝟎𝒙𝟏 + 𝟏𝟓𝟎𝒙𝟐
c) Quais são as restrições técnicas?
A primeira restrição diz respeito a disponibilidade de recurso 1,
informação dada na tabela que é de no máximo 100 por mês,
assim:
𝟐𝒙𝟏 + 𝟒𝒙𝟐 ≤ 𝟏𝟎𝟎
A segunda restrição diz respeito a disponibilidade de recurso 2,
informação dada na tabela que é de no máximo 90 por mês,
assim:
𝟑𝒙𝟏 + 𝟐𝒙𝟐 ≤ 𝟗𝟎
A terceira restrição diz respeito a disponibilidade de recurso 3,
informação dada na tabela que é de no máximo 120 por mês,
assim:
𝟓𝒙𝟏 + 𝟑𝒙𝟐 ≤ 𝟏𝟐𝟎
Logo as restrições são:
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒕é𝒄𝒏𝒊𝒄𝒂𝒔 {
𝟐𝒙𝟏 + 𝟒𝒙𝟐 ≤ 𝟏𝟎𝟎
𝟑𝒙𝟏 + 𝟐𝒙𝟐 ≤ 𝟗𝟎
𝟓𝒙𝟏 + 𝟑𝒙𝟐 ≤ 𝟏𝟐𝟎
d) Quais as restrições de não – negatividade?
Como na maioria dos casos a quantidade não pode ser
negativa de nenhum dos produtos, logo:
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝒏ã𝒐 𝒏𝒆𝒈𝒂𝒕𝒊𝒗𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 {
𝒙𝟏 ≥ 𝟎
𝒙𝟐 ≥ 𝟎
e) Escreva o modelo completo.
𝒙𝟏 → 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒂 𝒑𝒓𝒐𝒅𝒖𝒛𝒊𝒓 𝒅𝒆 𝑷𝟏
𝒙𝟐 → 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒂 𝒑𝒓𝒐𝒅𝒖𝒛𝒊𝒓 𝒅𝒆 𝑷𝟐
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𝒎á𝒙𝒊𝒎𝒐 𝒍𝒖𝒄𝒓𝒐 = 𝟏𝟐𝟎𝒙𝟏 + 𝟏𝟓𝟎𝒙𝟐
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒕é𝒄𝒏𝒊𝒄𝒂𝒔 {
𝟐𝒙𝟏 + 𝟒𝒙𝟐 ≤ 𝟏𝟎𝟎
𝟑𝒙𝟏 + 𝟐𝒙𝟐 ≤ 𝟗𝟎
𝟓𝒙𝟏 + 𝟑𝒙𝟐 ≤ 𝟏𝟐𝟎
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝒏ã𝒐 𝒏𝒆𝒈𝒂𝒕𝒊𝒗𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 {
𝒙𝟏 ≥ 𝟎
𝒙𝟐 ≥ 𝟎
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Exercício 6 - Modelo de programação Linear
7) Um fazendeiro está estudando a divisão de sua propriedade nas
seguintes atividades produtivas:
A (Arrendamento) - Destinar certa quantidade de alqueires para a
plantação de cana-de-açúcar, a uma usina local, que se encarrega da
atividade e paga pelo aluguel da terra $ 300,00 por alqueire por ano.
P (Pecuária) - Usar outra parte para a criação de gado de corte. A
recuperação das pastagens requer adubação (100 kg/Alq) e irrigação
(100.000 L de água/Alq) por ano. O lucro estimado nessa atividade é de
$ 400,00 por alqueire por ano.
S (Plantio de Soja) - Usar uma terceira parte para o plantio de soja.
Essa cultura requer 200 kg por alqueire de adubos e 200.000 L de
água/Alq para irrigação por ano. O lucro estimado nessa atividade é de $
500,00/alqueire no ano.
Disponibilidade de recursos por ano:
12.750.000 L de água
14.000 kg de adubo
100 alqueires de terra.
Quantos alqueires deverá destinar a cada atividade para
proporcionar o melhor retorno? Construa o modelo de decisão.
Solução:
a) Quais são as variáveis de decisão?
𝒙𝟏 → 𝒂𝒍𝒒𝒖𝒆𝒊𝒓𝒆𝒔 𝒑𝒂𝒓𝒂 𝒂𝒓𝒓𝒆𝒏𝒅𝒂𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐
𝒙𝟐 → 𝒂𝒍𝒒𝒖𝒆𝒊𝒓𝒆𝒔 𝒑𝒂𝒓𝒂 𝒑𝒆𝒄𝒖á𝒓𝒊𝒂
𝒙𝟑 → 𝒂𝒍𝒒𝒖𝒆𝒊𝒓𝒆𝒔 𝒑𝒂𝒓𝒂 𝒔𝒐𝒋𝒂
b) Qual é a função objetivo?
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-08-modelo-de-programacao-linear-exercicio-6/
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𝒎á𝒙𝒊𝒎𝒐 𝒍𝒖𝒄𝒓𝒐 = 𝟑𝟎𝟎𝒙𝟏 + 𝟒𝟎𝟎𝒙𝟐 + 𝟓𝟎𝟎𝒙𝟑
c) Quais são as restrições técnicas?
A primeira restrição diz respeito a quantidade de alqueires
disponível, assim:
𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 + 𝒙𝟑 ≤ 𝟏𝟎𝟎
A segunda restrição diz respeito a distribuição de adubo por
atividade, assim:
𝟏𝟎𝟎𝒙𝟐 + 𝟐𝟎𝟎𝒙𝟑 ≤ 𝟏𝟒. 𝟎𝟎𝟎
A terceira restrição diz respeito a distribuição de água por
atividade, assim:
𝟏𝟎𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝒙𝟐 + 𝟐𝟎𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝒙𝟑 ≤ 𝟏𝟐. 𝟕𝟓𝟎. 𝟎𝟎𝟎
Perceba que a primeira atividade ele não necessita separa adubo
ou água pois estará arrendando as terras.
Logo as restrições são:
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒕é𝒄𝒏𝒊𝒄𝒂𝒔 {
𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 + 𝒙𝟑 ≤ 𝟏𝟎𝟎
𝟏𝟎𝟎𝒙𝟐 + 𝟐𝟎𝟎𝒙𝟑 ≤ 𝟏𝟒. 𝟎𝟎𝟎
𝟏𝟎𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝒙𝟐 + 𝟐𝟎𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝒙𝟑 ≤ 𝟏𝟐. 𝟕𝟓𝟎. 𝟎𝟎𝟎
d) Quais as restrições de não – negatividade?
Como na maioria dos casos a quantidade não pode ser
negativa de nenhum dos produtos, logo:
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝒏ã𝒐 𝒏𝒆𝒈𝒂𝒕𝒊𝒗𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 {
𝒙𝟏 ≥ 𝟎
𝒙𝟐 ≥ 𝟎
𝒙𝟑 ≥ 𝟎
e) Escreva o modelo completo.
𝒙𝟏 → 𝒂𝒍𝒒𝒖𝒆𝒊𝒓𝒆𝒔 𝒑𝒂𝒓𝒂 𝒂𝒓𝒓𝒆𝒏𝒅𝒂𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐
𝒙𝟐 → 𝒂𝒍𝒒𝒖𝒆𝒊𝒓𝒆𝒔 𝒑𝒂𝒓𝒂 𝒑𝒆𝒄𝒖á𝒓𝒊𝒂
𝒙𝟑 → 𝒂𝒍𝒒𝒖𝒆𝒊𝒓𝒆𝒔 𝒑𝒂𝒓𝒂 𝒔𝒐𝒋𝒂
𝒎á𝒙𝒊𝒎𝒐 𝒍𝒖𝒄𝒓𝒐 = 𝟑𝟎𝟎𝒙𝟏 + 𝟒𝟎𝟎𝒙𝟐 + 𝟓𝟎𝟎𝒙𝟑
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒕é𝒄𝒏𝒊𝒄𝒂𝒔 {
𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 + 𝒙𝟑 ≤ 𝟏𝟎𝟎
𝟏𝟎𝟎𝒙𝟐 + 𝟐𝟎𝟎𝒙𝟑 ≤ 𝟏𝟒. 𝟎𝟎𝟎
𝟏𝟎𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝒙𝟐 + 𝟐𝟎𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝒙𝟑 ≤ 𝟏𝟐. 𝟕𝟓𝟎. 𝟎𝟎𝟎
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝒏ã𝒐 𝒏𝒆𝒈𝒂𝒕𝒊𝒗𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 {
𝒙𝟏 ≥ 𝟎
𝒙𝟐 ≥ 𝟎
𝒙𝟑 ≥ 𝟎
23
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Exercício 7 - Modelo de programação Linear
8) O departamento de marketing de uma empresa estuda a forma mais
econômica de aumentar em 30% as vendas de seus dois produtos
P1 e P2.
As alternativas são:
a) Investir em um programa institucional com outras empresas do
mesmo ramo. Esse programa requer um investimento mínimo de
$3.000,00 e deve proporcionar um aumento de 3% nas vendas de
cada produto, para cada $1.000,00 investidos.
b) Investir diretamente na divulgação dos produtos. Cada $1.000,00
investidos em P1 retornam um aumento de 4% nas vendas,
enquanto que para P2 o retorno é de 10%.
c) A empresa dispõe de $10.000,00 para esse empreendimento.
Quanto deverá destinar a cada atividade?
Construa o modelo do sistema descrito.
Solução:
a) Quais são as variáveis de decisão?
𝒙𝟏 → 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒆𝒎 $ 𝟏. 𝟎𝟎𝟎 𝒑𝒂𝒓𝒂 𝒑𝒓𝒐𝒈𝒓𝒂𝒎𝒂 𝒊𝒏𝒔𝒕𝒊𝒕𝒖𝒄𝒊𝒐𝒏𝒂𝒍
𝒙𝟐 → 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒆𝒎 $ 𝟏. 𝟎𝟎𝟎 𝒅𝒊𝒓𝒆𝒕𝒂𝒎𝒆𝒏𝒕𝒆 𝒆𝒎 𝑷𝟏
𝒙𝟑 → 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒆𝒎 $ 𝟏. 𝟎𝟎𝟎 𝒅𝒊𝒓𝒆𝒕𝒂𝒎𝒆𝒏𝒕𝒆 𝒆𝒎 𝑷𝟐
b) Qual é a função objetivo?
𝒎í𝒏𝒊𝒎𝒐 𝒄𝒖𝒔𝒕𝒐 = 𝟏. 𝟎𝟎𝟎𝒙𝟏 + 𝟏. 𝟎𝟎𝟎𝒙𝟐 + 𝟏. 𝟎𝟎𝟎𝒙𝟑
c) Quais são as restrições técnicas?
Usaremos aqui representar cada 1.000 como 1 unidade.
Assim:
A primeira restrição diz respeito ao programa institucional onde
se deve investir pelo menos 3.000, assim:
𝒙𝟏 ≥ 𝟑
A segunda restrição diz respeito o produto P1, com o programa
institucional com aumento de 3%, mais a divulgação direta onde
teremos um aumento de 4%, com um retorno percentual
esperado de no mínimo 30%, assim:
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-09-modelo-de-programacao-linear-exercicio-7/
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𝟑𝒙𝟏 + 𝟒𝒙𝟐 ≥ 𝟑𝟎
A Terceira restrição diz respeito o produto P2, com o programa
institucional com aumento de 3%, mais a divulgação direta onde
teremos um aumento de 10%, com um retorno percentual
esperado de no mínimo 30% também, assim:
𝟑𝒙𝟏 + 𝟏𝟎𝒙𝟑 ≥ 𝟑𝟎
A quarta restrição fala do total que a empresa tem para investir,
no máximo 10.000, logo temos:
𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 + 𝒙𝟑 ≤ 𝟏𝟎
Logo as restrições são:
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒕é𝒄𝒏𝒊𝒄𝒂𝒔{
𝒙𝟏 ≥ 𝟑
𝟑𝒙𝟏 + 𝟒𝒙𝟐 ≥ 𝟑𝟎
𝟑𝒙𝟏 + 𝟏𝟎𝒙𝟑 ≥ 𝟑𝟎
𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 + 𝒙𝟑 ≤ 𝟏𝟎
d) Quais as restrições de não – negatividade?
Como na maioria dos casos a quantidade não pode ser
negativa de nenhum dos produtos, logo:
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝒏ã𝒐 𝒏𝒆𝒈𝒂𝒕𝒊𝒗𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆{
𝒙𝟏 ≥ 𝟎
𝒙𝟐 ≥ 𝟎
𝒙𝟑 ≥ 𝟎
e) Escreva o modelo completo.
𝒙𝟏 → 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒆𝒎 $ 𝟏. 𝟎𝟎𝟎 𝒑𝒂𝒓𝒂 𝒑𝒓𝒐𝒈𝒓𝒂𝒎𝒂 𝒊𝒏𝒔𝒕𝒊𝒕𝒖𝒄𝒊𝒐𝒏𝒂𝒍
𝒙𝟐 → 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒆𝒎 $ 𝟏. 𝟎𝟎𝟎 𝒅𝒊𝒓𝒆𝒕𝒂𝒎𝒆𝒏𝒕𝒆 𝒆𝒎 𝑷𝟏
𝒙𝟑 → 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒆𝒎 $ 𝟏. 𝟎𝟎𝟎 𝒅𝒊𝒓𝒆𝒕𝒂𝒎𝒆𝒏𝒕𝒆 𝒆𝒎 𝑷𝟐
𝒎í𝒏𝒊𝒎𝒐 𝒄𝒖𝒔𝒕𝒐 = 𝟏. 𝟎𝟎𝟎𝒙𝟏 + 𝟏. 𝟎𝟎𝟎𝒙𝟐 + 𝟏. 𝟎𝟎𝟎𝒙𝟑
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒕é𝒄𝒏𝒊𝒄𝒂𝒔{
𝒙𝟏 ≥ 𝟑
𝟑𝒙𝟏 + 𝟒𝒙𝟐 ≥ 𝟑𝟎
𝟑𝒙𝟏 + 𝟏𝟎𝒙𝟑 ≥ 𝟑𝟎
𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 + 𝒙𝟑 ≤ 𝟏𝟎
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝒏ã𝒐 𝒏𝒆𝒈𝒂𝒕𝒊𝒗𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 {
𝒙𝟏 ≥ 𝟎
𝒙𝟐 ≥ 𝟎
𝒙𝟑 ≥ 𝟎
Assista agora a Vídeo Aula:
Exercício 8 - Modelo de programação linear
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-10-modelo-de-programacao-linear-exercicio-8/
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9) Uma liga especial constituída de ferro, carvão, silício e níquel pode
ser obtida usando a mistura desses minerais puros além de 2 tipos
de materiais recuperados:
Material Recuperado 1 -MR1- Composição:
Custo por kg: $ 0,20
ferro - 60%
carvão -20%
silício - 20%
Material Recuperado 2 - MR2 - Composição:
Custo por kg: $ 0,25
ferro - 70%
carvão - 20%
silício - 5%
níquel -5%
A liga deve ter a seguinte composição final:
matéria-prima % mínima % máxima
Ferro 60 65
Carvão 15 20
silício 15 20
níquel 5 8
O custo dos materiais puros são (por kg): ferro: $ 0,30; carvão: $
0,20; silício: $ 0,28; níquel: $ 0,50. Qual deverá ser a composição da
mistura em termos dos materiais disponíveis, com menor custo por kg?
Construa o modelo de decisão.
Solução:
a) Quais são as variáveis de decisão?
𝒙𝟏 → 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒅𝒆 𝑴𝑹𝟏 𝒏𝒂 𝒎𝒊𝒔𝒕𝒖𝒓𝒂
𝒙𝟐 → 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒅𝒆 𝑴𝑹𝟐 𝒏𝒂 𝒎𝒊𝒔𝒕𝒖𝒓𝒂
𝒙𝟑 → 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒅𝒆 𝒇𝒆𝒓𝒓𝒐 𝒑𝒖𝒓𝒐 𝒏𝒂 𝒎𝒊𝒔𝒕𝒖𝒓𝒂
𝒙𝟒 → 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒓𝒗ã𝒐 𝒏𝒂 𝒎𝒊𝒔𝒕𝒖𝒓𝒂
𝒙𝟓 → 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒅𝒆 𝒔𝒊𝒍í𝒄𝒊𝒐 𝒏𝒂 𝒎𝒊𝒔𝒕𝒖𝒓𝒂
𝒙𝟔 → 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒅𝒆 𝒏í𝒒𝒖𝒆𝒍 𝒏𝒂 𝒎𝒊𝒔𝒕𝒖𝒓𝒂
b) Qual é a função objetivo?
𝒎í𝒏𝒊𝒎𝒐 𝒄𝒖𝒔𝒕𝒐 = 𝟎, 𝟐𝟎𝒙𝟏 + 𝟎, 𝟐𝟓𝒙𝟐 + 𝟎, 𝟑𝟎𝒙𝟑 + 𝟎, 𝟐𝟎𝒙𝟒 + 𝟎, 𝟐𝟖𝒙𝟓 + 𝟎, 𝟓𝟎𝒙𝟔
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c) Quais são as restrições técnicas?
A primeira e segunda restrições, dizem respeito quantidade de
ferro na mistura trabalhando com o mínimo e com o máximo,
assim, no MR1 temos 60% = 0,6 de ferro no MR2 temos 70%=0,7
de ferro e temos 100%=1 na mistura pura (lógico), logo podemos
representar a quantidade de ferro na liga desta maneira:
Mínimo:
𝟎, 𝟔𝒙𝟏 + 𝟎, 𝟕𝒙𝟐 + 𝒙𝟑 ≥ 𝟎, 𝟔𝟎
Máximo:
𝟎, 𝟔𝒙𝟏 + 𝟎, 𝟕𝒙𝟐 + 𝒙𝟑 ≤ 𝟎, 𝟔𝟓
A terceira e quarta restrições dizem respeito quantidade de
Carvão na mistura trabalhando com o mínimo e com o máximo,
assim, no MR1 temos 20% = 0,2 de Carvão no MR2 temos
20%=0,2 de Carvão e temos 100%=1 na mistura pura (lógico),
logo podemos representar a quantidade de Carvão na liga desta
maneira:
Mínimo:
𝟎, 𝟐𝒙𝟏 + 𝟎, 𝟐𝒙𝟐 + 𝒙𝟒 ≥ 𝟎, 𝟏𝟓
Máximo:
𝟎, 𝟐𝒙𝟏 + 𝟎, 𝟐𝒙𝟐 + 𝒙𝟒 ≤ 𝟎, 𝟐𝟎
A quinta e sexta restrições dizem respeito quantidade de silício na
mistura trabalhando com o mínimo e com o máximo, assim, no
MR1 temos 20% = 0,2 de silício no MR2 temos 5%=0,05 de silício
e temos 100%=1 na mistura pura (lógico), logo podemos
representar a quantidade de silício na liga desta maneira:
Mínimo:
𝟎, 𝟐𝒙𝟏 + 𝟎, 𝟎𝟓𝒙𝟐 + 𝒙𝟓 ≤ 𝟎, 𝟐𝟎
Máximo:
𝟎, 𝟐𝒙𝟏 + 𝟎, 𝟎𝟓𝒙𝟐 + 𝒙𝟓 ≥ 𝟎, 𝟏𝟓
A sétima e oitava restrições dizem respeito quantidade de níquel
na mistura trabalhando com o mínimo e com o máximo, assim, no
MR2 temos 5%=0,05 de níquel e temos 100%=1 na mistura pura
(lógico), logo podemos representar a quantidade de níquel na liga
desta maneira:
Mínimo:
𝟎, 𝟎𝟓𝒙𝟐 + 𝒙𝟔 ≤ 𝟎, 𝟎𝟖
Máximo:
27
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𝟎, 𝟎𝟓𝒙𝟐 + 𝒙𝟔 ≥ 𝟎, 𝟎𝟓
A nona restrição é a mistura de tudo que no final dará 100%=1,
da liga desejada.
𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 + 𝒙𝟑 + 𝒙𝟒 + 𝒙𝟓 + 𝒙𝟔 = 𝟏
Logo as restrições são:
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒕é𝒄𝒏𝒊𝒄𝒂𝒔
{
𝟎, 𝟔𝒙𝟏 + 𝟎, 𝟕𝒙𝟐 + 𝒙𝟑 ≥ 𝟎, 𝟔𝟎
𝟎, 𝟔𝒙𝟏 + 𝟎, 𝟕𝒙𝟐 + 𝒙𝟑 ≤ 𝟎, 𝟔𝟓
𝟎, 𝟐𝒙𝟏 + 𝟎, 𝟐𝒙𝟐 + 𝒙𝟒 ≤ 𝟎, 𝟐𝟎
𝟎, 𝟐𝒙𝟏 + 𝟎, 𝟐𝒙𝟐 + 𝒙𝟒 ≥ 𝟎, 𝟏𝟓
𝟎, 𝟐𝒙𝟏 + 𝟎, 𝟎𝟓𝒙𝟐 + 𝒙𝟓 ≤ 𝟎, 𝟐𝟎
𝟎, 𝟐𝒙𝟏 + 𝟎, 𝟎𝟓𝒙𝟐 + 𝒙𝟓 ≥ 𝟎, 𝟏𝟓
𝟎, 𝟎𝟓𝒙𝟐 + 𝒙𝟔 ≥ 𝟎, 𝟎𝟓
𝟎, 𝟎𝟓𝒙𝟐 + 𝒙𝟔 ≤ 𝟎, 𝟎𝟖
𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 + 𝒙𝟑 + 𝒙𝟒 + 𝒙𝟓 + 𝒙𝟔 = 𝟏
d) Quais as restrições de não – negatividade?
Como na maioria dos casos a quantidade não pode ser
negativa de nenhum dos produtos, logo:
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝒏ã𝒐 𝒏𝒆𝒈𝒂𝒕𝒊𝒗𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆
{
𝒙𝟏 ≥ 𝟎
𝒙𝟐 ≥ 𝟎
𝒙𝟑 ≥ 𝟎
𝒙𝟒 ≥ 𝟎
𝒙𝟓 ≥ 𝟎
𝒙𝟔 ≥ 𝟎
e) Escreva o modelo completo.
𝒙𝟏 → 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒅𝒆 𝑴𝑹𝟏 𝒏𝒂 𝒎𝒊𝒔𝒕𝒖𝒓𝒂
𝒙𝟐 → 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒅𝒆 𝑴𝑹𝟐 𝒏𝒂 𝒎𝒊𝒔𝒕𝒖𝒓𝒂
𝒙𝟑 → 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒅𝒆 𝒇𝒆𝒓𝒓𝒐 𝒑𝒖𝒓𝒐 𝒏𝒂 𝒎𝒊𝒔𝒕𝒖𝒓𝒂
𝒙𝟒 → 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒓𝒗ã𝒐 𝒏𝒂 𝒎𝒊𝒔𝒕𝒖𝒓𝒂
𝒙𝟓 → 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒅𝒆 𝒔𝒊𝒍í𝒄𝒊𝒐 𝒏𝒂 𝒎𝒊𝒔𝒕𝒖𝒓𝒂
𝒙𝟔 → 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒅𝒆 𝒏í𝒒𝒖𝒆𝒍 𝒏𝒂 𝒎𝒊𝒔𝒕𝒖𝒓𝒂
𝒎í𝒏𝒊𝒎𝒐 𝒄𝒖𝒔𝒕𝒐 = 𝟎, 𝟐𝟎𝒙𝟏 + 𝟎, 𝟐𝟓𝒙𝟐 + 𝟎, 𝟑𝟎𝒙𝟑 + 𝟎, 𝟐𝟎𝒙𝟒 + 𝟎, 𝟐𝟖𝒙𝟓 + 𝟎, 𝟓𝟎𝒙𝟔
28
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𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒕é𝒄𝒏𝒊𝒄𝒂𝒔
{
𝟎, 𝟔𝒙𝟏 + 𝟎, 𝟕𝒙𝟐 + 𝒙𝟑 ≥ 𝟎, 𝟔𝟎
𝟎, 𝟔𝒙𝟏 + 𝟎, 𝟕𝒙𝟐 + 𝒙𝟑 ≤ 𝟎, 𝟔𝟓
𝟎, 𝟐𝒙𝟏 + 𝟎, 𝟐𝒙𝟐 + 𝒙𝟒 ≤ 𝟎, 𝟐𝟎
𝟎, 𝟐𝒙𝟏 + 𝟎, 𝟐𝒙𝟐 + 𝒙𝟒 ≥ 𝟎, 𝟏𝟓
𝟎, 𝟐𝒙𝟏 + 𝟎, 𝟎𝟓𝒙𝟐 + 𝒙𝟓 ≤ 𝟎, 𝟐𝟎
𝟎, 𝟐𝒙𝟏 + 𝟎, 𝟎𝟓𝒙𝟐 + 𝒙𝟓 ≥ 𝟎, 𝟏𝟓
𝟎, 𝟎𝟓𝒙𝟐 + 𝒙𝟔 ≥ 𝟎, 𝟎𝟓
𝟎, 𝟎𝟓𝒙𝟐 + 𝒙𝟔 ≤ 𝟎, 𝟎𝟖
𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 + 𝒙𝟑 + 𝒙𝟒 + 𝒙𝟓 + 𝒙𝟔 = 𝟏
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝒏ã𝒐 𝒏𝒆𝒈𝒂𝒕𝒊𝒗𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆
{
𝒙𝟏 ≥ 𝟎
𝒙𝟐 ≥ 𝟎
𝒙𝟑 ≥ 𝟎
𝒙𝟒 ≥ 𝟎
𝒙𝟓 ≥ 𝟎
𝒙𝟔 ≥ 𝟎
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Exercício 9 - Modelo de programação linear
10) Uma rede de depósitos de material de construção tem 4 lojas
que devem ser abastecidas com 50m3 (loja 1), 80m3 (loja 2), 40m3
(loja 3) e 100m3 (loja 4) de areia grossa. Essa areia pode ser
carregada em 3 portos P1, P2 e P3, cujas distâncias às lojas estão
no quadro (em km):
L1 L2 L3 L4
P1 30 20 24 18
P2 12 36 30 24
P3 8 15 25 20
O caminhão pode transportar 10m3 por viagem. Os portos tem areia
para suprir qualquer demanda. Estabelecer um plano de transporte que
minimize a distância total percorrida entre os portos e as lojas e supra as
necessidades das lojas. Construa o modelo linear do problema.
Solução:
a) Quais são as variáveis de decisão?
𝒙𝟏𝟏 → 𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒗𝒊𝒂𝒈𝒆𝒏𝒔 𝒅𝒐 𝑷𝟏 𝒂 𝑳𝟏
𝒙𝟏𝟐 → 𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒗𝒊𝒂𝒈𝒆𝒏𝒔 𝒅𝒐 𝑷𝟏 𝒂 𝑳𝟐
𝒙𝟏𝟑 → 𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒗𝒊𝒂𝒈𝒆𝒏𝒔 𝒅𝒐 𝑷𝟏 𝒂 𝑳𝟑
𝒙𝟏𝟒 → 𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒗𝒊𝒂𝒈𝒆𝒏𝒔 𝒅𝒐 𝑷𝟏 𝒂 𝑳𝟒
𝒙𝟐𝟏 → 𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒗𝒊𝒂𝒈𝒆𝒏𝒔 𝒅𝒐 𝑷𝟐 𝒂 𝑳𝟏
𝒙𝟐𝟐 → 𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒗𝒊𝒂𝒈𝒆𝒏𝒔 𝒅𝒐 𝑷𝟐 𝒂 𝑳𝟐
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-11-modelo-de-programacao-linear-exercicio-9/
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𝒙𝟐𝟑 → 𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒗𝒊𝒂𝒈𝒆𝒏𝒔 𝒅𝒐 𝑷𝟐 𝒂 𝑳𝟑
𝒙𝟐𝟒 → 𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒗𝒊𝒂𝒈𝒆𝒏𝒔 𝒅𝒐 𝑷𝟐 𝒂 𝑳𝟒
𝒙𝟑𝟏 → 𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒗𝒊𝒂𝒈𝒆𝒏𝒔 𝒅𝒐 𝑷𝟑 𝒂 𝑳𝟏
𝒙𝟑𝟐 → 𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒗𝒊𝒂𝒈𝒆𝒏𝒔 𝒅𝒐 𝑷𝟑 𝒂 𝑳𝟐
𝒙𝟑𝟑 → 𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒗𝒊𝒂𝒈𝒆𝒏𝒔 𝒅𝒐 𝑷𝟑 𝒂 𝑳𝟑
𝒙𝟑𝟒→ 𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒗𝒊𝒂𝒈𝒆𝒏𝒔 𝒅𝒐 𝑷𝟑 𝒂 𝑳𝟒
b) Qual é a função objetivo?
𝒎í𝒏𝒊𝒎𝒐 𝒄𝒖𝒔𝒕𝒐 = 𝟑𝟎𝒙𝟏𝟏 + 𝟐𝟎𝒙𝟏𝟐 + 𝟐𝟒𝒙𝟏𝟑 + 𝟏𝟖𝒙𝟏𝟒 + 𝟏𝟐𝒙𝟐𝟏 + 𝟑𝟔𝒙𝟐𝟐 + 𝟑𝟎𝒙𝟐𝟑 + 𝟐𝟒𝒙𝟐𝟒 + 𝟖𝒙𝟑𝟏 + 𝟏𝟓𝒙𝟑𝟐 + 𝟐𝟓𝒙𝟑𝟑 + 𝟐𝟎𝒙𝟑𝟒
c) Quais são as restrições técnicas?
Como cada caminhão pode transportar usaremos, 10m3 = 1
unidade.
A primeira restrição, diz respeito quantidade de areia que a loja 1
necessita, que é de 50m3, portanto desta maneira a soma dos
caminhões será:
𝒙𝟏𝟏 + 𝒙𝟐𝟏 + 𝒙𝟑𝟏 = 𝟓
A segunda restrição, diz respeito quantidade de areia que a loja 2
necessita, que é de 80m3, portanto desta maneira a soma dos
caminhões será:
𝒙𝟏𝟐 + 𝒙𝟐𝟐 + 𝒙𝟑𝟐 = 𝟖
A terceira restrição, diz respeito quantidade de areia que a loja 3
necessita, que é de 40m3, portanto desta maneira a soma dos
caminhões será:
𝒙𝟏𝟑 + 𝒙𝟐𝟑 + 𝒙𝟑𝟑 = 𝟒
A quarta restrição, diz respeito quantidade de areia que a loja 4
necessita, que é de 100m3, portanto desta maneira a soma dos
caminhões será:
𝒙𝟏𝟒 + 𝒙𝟐𝟒 + 𝒙𝟑𝟒 = 𝟏𝟎
Logo as restrições são:
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒕é𝒄𝒏𝒊𝒄𝒂𝒔{
𝒙𝟏𝟏 + 𝒙𝟐𝟏 + 𝒙𝟑𝟏 = 𝟓
𝒙𝟏𝟐 + 𝒙𝟐𝟐 + 𝒙𝟑𝟐 = 𝟖
𝒙𝟏𝟑 + 𝒙𝟐𝟑 + 𝒙𝟑𝟑 = 𝟒
𝒙𝟏𝟒 + 𝒙𝟐𝟒 + 𝒙𝟑𝟒 = 𝟏𝟎
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d) Quais as restrições de não – negatividade?
Como na maioria dos casos a quantidade não pode ser
negativa de nenhum dos produtos, logo:
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝒏ã𝒐 𝒏𝒆𝒈𝒂𝒕𝒊𝒗𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 {𝒙𝒊𝒋 ≥ 𝟎, 𝒄𝒐𝒎 𝒊 = 𝟏, 𝟐, 𝟑 𝒆 𝒋 = 𝟏, 𝟐, 𝟑, 𝟒
e) Escreva o modelo completo.
𝒙𝟏𝟏 → 𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒗𝒊𝒂𝒈𝒆𝒏𝒔 𝒅𝒐 𝑷𝟏 𝒂 𝑳𝟏
𝒙𝟏𝟐 → 𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒗𝒊𝒂𝒈𝒆𝒏𝒔 𝒅𝒐 𝑷𝟏 𝒂 𝑳𝟐
𝒙𝟏𝟑 → 𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒗𝒊𝒂𝒈𝒆𝒏𝒔 𝒅𝒐 𝑷𝟏 𝒂 𝑳𝟑
𝒙𝟏𝟒 → 𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒗𝒊𝒂𝒈𝒆𝒏𝒔 𝒅𝒐 𝑷𝟏 𝒂 𝑳𝟒
𝒙𝟐𝟏 → 𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒗𝒊𝒂𝒈𝒆𝒏𝒔 𝒅𝒐 𝑷𝟐 𝒂 𝑳𝟏
𝒙𝟐𝟐 → 𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒗𝒊𝒂𝒈𝒆𝒏𝒔 𝒅𝒐 𝑷𝟐 𝒂 𝑳𝟐
𝒙𝟐𝟑 → 𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒗𝒊𝒂𝒈𝒆𝒏𝒔 𝒅𝒐 𝑷𝟐 𝒂 𝑳𝟑
𝒙𝟐𝟒 → 𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒗𝒊𝒂𝒈𝒆𝒏𝒔 𝒅𝒐 𝑷𝟐 𝒂 𝑳𝟒
𝒙𝟑𝟏 → 𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒗𝒊𝒂𝒈𝒆𝒏𝒔 𝒅𝒐 𝑷𝟑 𝒂 𝑳𝟏
𝒙𝟑𝟐 → 𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒗𝒊𝒂𝒈𝒆𝒏𝒔 𝒅𝒐 𝑷𝟑 𝒂 𝑳𝟐
𝒙𝟑𝟑 → 𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒗𝒊𝒂𝒈𝒆𝒏𝒔 𝒅𝒐 𝑷𝟑 𝒂 𝑳𝟑
𝒙𝟑𝟒 → 𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒗𝒊𝒂𝒈𝒆𝒏𝒔 𝒅𝒐 𝑷𝟑 𝒂 𝑳𝟒
𝒎í𝒏𝒊𝒎𝒐 𝒄𝒖𝒔𝒕𝒐 = 𝟑𝟎𝒙𝟏𝟏 + 𝟐𝟎𝒙𝟏𝟐 + 𝟐𝟒𝒙𝟏𝟑 + 𝟏𝟖𝒙𝟏𝟒 + 𝟏𝟐𝒙𝟐𝟏 + 𝟑𝟔𝒙𝟐𝟐 + 𝟑𝟎𝒙𝟐𝟑 + 𝟐𝟒𝒙𝟐𝟒 + 𝟖𝒙𝟑𝟏 + 𝟏𝟓𝒙𝟑𝟐 + 𝟐𝟓𝒙𝟑𝟑 + 𝟐𝟎𝒙𝟑𝟒
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒕é𝒄𝒏𝒊𝒄𝒂𝒔{
𝒙𝟏𝟏 + 𝒙𝟐𝟏 + 𝒙𝟑𝟏 = 𝟓
𝒙𝟏𝟐 + 𝒙𝟐𝟐 + 𝒙𝟑𝟐 = 𝟖
𝒙𝟏𝟑 + 𝒙𝟐𝟑 + 𝒙𝟑𝟑 = 𝟒
𝒙𝟏𝟒 + 𝒙𝟐𝟒 + 𝒙𝟑𝟒 = 𝟏𝟎
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝒏ã𝒐 𝒏𝒆𝒈𝒂𝒕𝒊𝒗𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 {𝒙𝒊𝒋 ≥ 𝟎, 𝒄𝒐𝒎 𝒊 = 𝟏, 𝟐, 𝟑 𝒆 𝒋 = 𝟏, 𝟐, 𝟑, 𝟒
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Exercício 10 - modelo de programação linear
Técnica de Solução para Modelos de Programação Linear com
Duas Variáveis de Decisão - Método Gráfico
CONCEITO
Essa técnica consiste em representar num sistema de eixos
ortogonais o conjunto das possíveis soluções do problema, isto é, o
conjunto de pontos (x1, x2) que obedecem ao grupo de restrições
impostas pelo sistema em estudo. O desempenho do modelo é avaliado
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-12-modelo-de-programacao-linear-exercicio-10/
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através da representação gráfica da função objetivo. As soluções são
classificadas de acordo com sua posição no gráfico.
GRÁFICO DO CONJUNTO DE SOLUÇÕES
A representação gráfica de uma equação linear com duas variáveis é
uma reta. A representação gráfica de uma inequação linear com duas
variáveis é um dos semiplanos definidos pela reta correspondente à
equação.
Exemplos:
Exemplo 1:
Representar graficamente a inequação: x1 + 2x2 ≥ 10
a) Construir a reta correspondente à equação: x1 + 2x2 = 10
(acompanhe no gráfico)
Precisamos de dois pontos:
fazendo x1 = 0
teremos:
2x2 = 10
X2 = 5
fazendo x2 = 0
teremos:
x1 = 10
b) Testar a inequação: x1 + 2x2 ≥ 10
Tomamos um ponto qualquer de uma das regiões limitadas pela reta, por
exemplo o ponto (x1 = 10, x2 = 5).
Substituindo na inequação:
10 + 2 . 5 ≥ 10 ou 20 ≥ 10, o que é verdadeiro, portanto a região das
soluções da inequação é aquela que contém o ponto testado.
(10, 5)
Região das soluções
x2
x1
5
10
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Solução gráfica - exemplo 1
Exemplo 2:
Representar graficamente a solução do sistema:
{
𝑥1 + 3𝑥2 ≤ 12
2𝑥1 + 𝑥2 ≥ 16
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
Solução:
Vamos representar cada uma das retas correspondentes:
1) x1 + 3x2 = 12 se x1 = 0, então 0 + 3. x2 = 12. Portanto, x2 = 12/3
ou x2 = 4
se x2 = 0, então x1 + 3. 0= 12. Portanto, x1 = 12
2) 2x1 + x2 = 16 se x1 = 0, então 2. 0+ x2 = 16. Portanto, x2 = 16 se
x2 = 0, então 2 . x1 + 0 = 16. Portanto, x1 = 16/2 ou x1 = 8
As restrições de não negatividade x1 ≥ 0 e x2 ≥0 representam o primeiro
quadrante do gráfico de soluções.
Gráfico:
Vamos testar para cada reta qual a região que corresponde à solução da
inequação. Para isso escolhemos um ponto fora das retas, por exemplo o
ponto (8,16).
1) x1 + 3x2 ≤ 12; substituindo x1 = 8, x2 = 16, obtém-se: 8+3.16≤ 12
ou 56 ≤ 12; a desigualdade é falsa.
Solução: região oposta. (Vide flecha indicativa.)
2) 2x1 + x2 ≥ 16; substituindo x1 = 8, x2 = 16, obtém-se:
2 . 8 + 16 ≥16, ou 32 ≥ 16; a desigualdade é verdadeira. (Flecha
indicativa da solução na região do ponto testado.)
(8, 16)
Região das soluções
x2
x1
16
8
4
12 1
2
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-13-resolucao-grafica-de-problemas-de-programacao-linear-exemplo-1/
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A região de soluções aparece sombreada no gráfico.
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Solução gráfica - exemplo 2
AVALIAÇÃO DO OBJETIVO
Avaliar o desempenho da função objetivo: Maximizar L = 2x1 + 5x2,
na região de soluções do gráfico abaixo.
Solução: Escolhemos um valor arbitrário para L, por exemplo, o valor 10.
A equação: 10 = 2x1 + 5x2 fornece o conjunto de pontos (x1,x2) que dão
para L o valor 10. Vamos representar esses pontos:
se x1 = 0, então 2 . 0 + 5 . x2 = 10. Portanto, x2 = 10/5 ou x2 = 2
se x2 = 0, então 2 . x1 + 5 . 0 = 10. Portanto, x1 = 10/2 ou x1 = 5
Escolhemos um segundo valor para L, por exemplo, o valor 15, então:
2x1 + 5x2 = 15 se x1 = 0, então 2 . 0 + 5 . x2 = 15.
Portanto, x2 = 15/5 ou x2 = 3
se x2 = 0, então 2 . x1 + 5 . 0 = 15.
Portanto, x1 = 15/2 ou x1 = 7,5
Graficamente, teremos:
Região das soluções
x2
x1
8
4
6
8 0
Região das soluções
x2
x1
8
4
6
8 0
L = máximo
5 7,5
3
2
L = 15
L = 10
P
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-14-resolucao-grafica-de-problemas-de-programacao-linear-exemplo-2/
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Verificamos do gráfico que:
1) À medida que atribuirmos valores a L, obtemos retas paralelas.
2) À medida que o valor de L aumenta, a reta se afasta da origem do
sistema de eixos.
Podemos concluir que pelo ponto P do gráfico teremos a paralela de
maior valor que ainda apresenta um ponto na região de soluções.
Portanto, o ponto P é a solução que maximiza L na região de soluçõesdadas.
Como P = (0,6) e L = 2x1 + 5x2, substituindo x1 = 0, x2 = 6 teremos:
L = 2 . 0 + 5 . 6 ou Lmáximo = 30.
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Solução gráfica - exemplo 3
MÉTODO GRÁFICO
Exemplo 1:
Resolver o problema de programação linear:
minimizar Z = 2x1 + 3x2
𝑠𝑢𝑗𝑒𝑖𝑡𝑜 à𝑠 𝑟𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖çõ𝑒𝑠:
{
𝑥1 + 𝑥2 ≥ 5
5𝑥1 + 𝑥2 ≥ 10
𝑥1 ≤ 8
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
Solução:
a) Construir a região de soluções das restrições:
1) x1 + x2 = 5 se x1 = 0, então 0 + x2 = 5 ou x2 = 5
se x2 = 0, então x1 + 0 = 5 ou x1 = 5
2) 5x1 + x2 = 10 se x1 = 0, então 5 . 0 + x2 = 10 ou x2 = 10
se x2 = 0, então 5. X1 + 0 = 10 ou x1 = 10/5 ou
x1=2
3) x1 = 8 A representação gráfica é uma reta paralela ao eixo x2
pelo ponto x1 = 8.
No gráfico:
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-15-resolucao-grafica-de-problemas-de-programacao-linear-exemplo-3/
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Tomando-se o ponto (5,5) para o teste da região de solução de cada
uma das inequações, temos, substituindo os valores x1 = 5 e x2 = 5:
1) x1 + x2 ≥ 5, então 5 + 5 ≥ 5 ou 10 ≥ 5. A desigualdade é verdadeira
- flecha em (1) para a região do ponto testado. ,
2) 5x1 + x2 ≥ 10, então 5 .5 + 5 ≥ 10 ou 30 ≥ 10. A desigualdade é
verdadeira - flecha em (2) para a região do ponto testado.
3) x1 ≤ 8 substituindo x1 = 5, teremos 5 ≤ 8. A desigualdade é
verdadeira - flecha em (3) para a região do ponto (5,5).
A região resultante está sombreada na figura.
b) Avaliar o desempenho da função objetivo.
Arbitramos dois valores para Z, por exemplo: Z = 12 e Z = 18.
Para Z = 12, teremos:
2x1 + 3x2 = 12 se x1 = 0, então 2 . 0 + 3. x2 = 12 ou x2 = 4
se x2 = 0, então 2 . x1 + 3 . 0 = 12 ou x1 = 6
Para Z = 18, teremos:
2x1 + 3x2 = 18 se x1 = 0, então 2 . 0 + 3 . x2 = 18 ou x2 = 6
se x2 = 0, então 2 . x1 + 3 . 0 = 18 ou x1 = 9
Conclusão: (verifique no gráfico) À medida que diminuímos o valor de Z,
obtemos retas paralelas mais próximas da origem. Portanto, o ponto da
região de soluções com o menor valor de Z é o ponto (5,0).
Resposta:
Ponto de mínimo: x1 = 5, x2 = O. Valor mínimo = 2 . 5 + 3 . 0 = 10.
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Solução gráfica - exemplo 4
Exemplo 2
Resolver o problema de programação linear:
MAX L = 2x1 + 3x2
Região das soluções
x2
x1
10
2
5
8 0
Zmín = 10
5 6
4
6
Z = 18
Z = 12
2
9
(5, 5)
1
3
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-16-resolucao-grafica-de-problemas-de-programacao-linear-exemplo-4/
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𝑠𝑢𝑗𝑒𝑖𝑡𝑜 𝑎: {
4𝑥1 + 6𝑥2 ≤ 60
𝑥1 + 𝑥2 ≥ 12
𝑥1 ≥ 0, 𝑥2 ≥ 0
a) Construir a região de soluções das restrições.
1) 4x1 + 6x2 = 60 se x1 = 0, então 6 . x2 = 60 ou x2 = 10
se x2 = 0, então 4 . x1 = 60 ou x1 = 15
2) x1 + x2 = 12 se x1 = 0, então x2 = 12
se x2 = 0, então x1 = 12
b) Teste de região de soluções usando o ponto (x1 = 15, x2 = 12).
1) 4x1 + 6x2 ≤ 60 substituindo os valores de x1 = 15, x2 = 12,
obtemos 4 . 15 + 6 . 12 ≤ 60 ou 132 ≤ 60, o que é falso.
A solução é a região oposta ao ponto testado.
2) x1 + x2 ≥ 12 substituindo os valores de x1 = 15, x2 = 12, obtemos
15 + 12 ≥ 12 ou 27 ≥ 12, o que é verdadeiro.
A solução é a região do ponto testado.
c) Avaliar o objetivo na região de soluções:
Atribuímos dois valores para L:
L = 24, então 2x1 + 3x2 = 24 se x1 = 0, então x2 = 8
se x2 = 0, então x1 = 12
L = 45, então 2x1 + 3x2 = 45 se x1 = 0, então x2 = 15
se x2 = 0, então x1 = 22,5
Gráfico:
Examinando o gráfico, concluímos que L atinge o maior valor na região
de soluções sobre a reta (1). Portanto, todos os pontos do segmento PQ
são soluções ótimas do modelo.
Por exemplo: O ponto Q:
Região das soluções
x2
x1
15
8
12 0
P
15
12
L = 24
L = 45
2
(15, 12)
1
3
4
10
Q
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x1 = 15
x2=0
L = 2 . 15 + 3 . 0 = 30
é uma das soluções ótimas.
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Solução gráfica - exemplo 5
Exercícios:
1) Resolver graficamente o modelo de programação linear:
a) Maximizar LUCRO = 2x1 + 3x2
𝑠𝑢𝑗𝑒𝑖𝑡𝑜 𝑎: {
−𝑥1 + 2𝑥2 ≤ 4
𝑥1 + 2𝑥2 ≤ 6
𝑥1 + 3𝑥2 ≤ 9
𝑥1 ≥ 0, 𝑥2 ≥ 0
a) Construir a região de soluções das restrições.
1) −𝒙𝟏 + 𝟐𝒙𝟐 = 𝟒 se x1 = 0, então 2 . x2 = 4 ou x2 = 2, A(0, 2)
se x2 = 0, então - x1 = 4 ou x1 = -4, B(-4,
0)
2) 𝒙𝟏 + 𝟐𝒙𝟐 = 𝟔 se x1 = 0, então 2.x2 = 6, x2 = 3, C(0, 3)
se x2 = 0, então x1 = 6 , D(6, 0)
3) 𝒙𝟏 + 𝟑𝒙𝟐 = 𝟗 se x1 = 0, então 3.x2 = 9, x2 = 3, F(0, 3)
se x2 = 0, então x1 = 9, G(9, 0)
b) Teste de região de soluções usando o ponto (x1 = 1, x2 =
1).
1) −𝒙𝟏 + 𝟐𝒙𝟐 ≤ 𝟒 substituindo os valores de x1 = 1, x2 = 1,
obtemos - 1 + 2 . 1 ≤ 4 ou 1 ≤ 4, o que é VERDADEIRO. A
solução é a região do ponto testado.
2) 𝒙𝟏 + 𝟐𝒙𝟐 ≤ 𝟔 substituindo os valores de x1 = 1, x2 = 1,
obtemos 1 + 2 . 1 ≤ 12 ou 3 ≤ 6, o que é VERDADEIRO. A
solução é a região do ponto testado.
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-17-resolucao-grafica-de-problemas-de-programacao-linear-exemplo-5/
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3) 𝒙𝟏 + 𝟑𝒙𝟐 ≤ 𝟗 substituindo os valores de x1 = 1, x2 = 1,
obtemos 1 + 3 . 1 ≤ 9 ou 4 ≤ 9, o que é VERDADEIRO. A
solução é a região do ponto testado.
c) Avaliar o objetivo na região de soluções:
Maximizar LUCRO = 2x1 + 3x2
Atribuímos dois valores para L:
L = 6, então 2x1 + 3x2 = 6 se x1 = 0, então x2 = 2, M(0, 2)
se x2 = 0, então x1 = 3, N(3, 0)
L = 12 , então 2x1 + 3x2 = 12 se x1 = 0, então x2 = 4, R(0, 4)
se x2 = 0, então x1 = 6, S(6, 0)
d) Gráfico:
e) Solução:
Examinando o gráfico, concluímos que L atinge o maior valor na
região de soluções sobre a reta (2) no ponto destacado P(6, 0).
L = 2 . 6 + 3 . 0 = 12
é a solução ótima.
Assista agora a Vídeo Aula:
Exercício 1 (a) - solução gráfica
b) Maximizar RECEITA = 0,3x1 + 0,5x2
𝑠𝑢𝑗𝑒𝑖𝑡𝑜 𝑎: {
2𝑥1 + 𝑥2 ≤ 2
𝑥1 + 3𝑥2 ≤ 3
𝑥1 ≥ 0, 𝑥2 ≥ 0
Região das soluções
x2
x1
3
4
6 0
P
9
2
L = 6
L = 12
2
(1, 1)
1
3
-4 3
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-18-resolucao-grafica-de-problemas-de-programacao-linear-exercicio-1/
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a) Construir a região de soluções das restrições.
1) 𝟐𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟐 se x1 = 0, então x2 = 2, A(0, 2)
se x2 = 0, então 2. x1 = 2 ou x1 = 1, B(1, 0)
2) 𝒙𝟏 + 𝟑𝒙𝟐 = 𝟑 se x1 = 0, então 3.x2 = 3, x2 = 1, C(0, 1)
se x2 = 0, então x1 = 3 , D(3, 0)
b) Teste de região de soluções usando o ponto (x1 = 1, x2 =
1).
1) 𝟐𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 ≤ 𝟐 substituindo os valores de x1 = 1, x2 = 1, obtemos
2 + 1 ≤ 2 ou 3 ≤ 2, o que é FALSO. A solução é a região
oposta ao ponto testado.
2) 𝒙𝟏 + 𝟑𝒙𝟐 ≤ 𝟑 substituindo os valores de x1 = 1, x2 = 1, obtemos
1 + 3 ≤ 3 ou 4 ≤ 3, o que é FALSO. A solução é a região
oposta ao ponto testado.
c) Avaliar o objetivo na região de soluções:
Maximizar RECEITA = 0,3x1 + 0,5x2
Atribuímos dois valores para R:
R = 1,5 , então 0,3x1 + 0,5x2 = 1,5
se x1 = 0, então x2 = 3, M(0, 3)
se x2 = 0, então x1 = 5, N(5, 0)
R = 3, então 0,3x1 + 0,5x2 = 3
se x1 = 0, então x2 = 6, R(0, 6)
se x2 = 0, então x1 = 10, S(10, 0)
d) Gráfico:Região das soluções
x2
x1
3
6
3 0 10
2
R = 1,5
R = 3
2
(1, 1)
1
1 5
1
R = máx
40
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e) Solução:
Examinando o gráfico, concluímos que o máximo R atinge o maior
valor na região de soluções que é o encontro das retas (1) e (2)
no ponto destacado.
Para acharmos a solução precisamos então resolver o sistema
linear composto pelas duas equações, como vemos a seguir:
{
𝟐𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟐
𝒙𝟏 + 𝟑𝒙𝟐 = 𝟑
Multiplicando a segunda por (-2) e somado as duas equações,
temos:
{
𝟐𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟐
𝒙𝟏 + 𝟑𝒙𝟐 = 𝟑 . (−𝟐)
{
𝟐𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟐
−𝟐𝒙𝟏 − 𝟔𝒙𝟐 = −𝟔
𝟐𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟐
−𝟐𝒙𝟏 − 𝟔𝒙𝟐 = −𝟔
−𝟓𝒙𝟐 = −𝟒
−𝟓𝒙𝟐 = −𝟒 . (−𝟏)
𝟓𝒙𝟐 = 𝟒
𝒙𝟐 =
𝟒
𝟓
= 𝟎, 𝟖
Substituindo em uma das equações, nesse exemplo vamos
substituir na 1ª, e determinar o valor de x1.
𝟐𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟐
𝟐𝒙𝟏 + 𝟎, 𝟖 = 𝟐
𝟐𝒙𝟏 = 𝟐 − 𝟎, 𝟖
𝟐𝒙𝟏 = 𝟏, 𝟐
𝒙𝟏 =
𝟏,𝟐
𝟐
= 𝟎, 𝟔
41
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Logo a solução está no ponto P(0,6 ; 0,8).
Substituindo na função objetiva teremos a máxima receita.
Maximizar RECEITA = 0,3x1 + 0,5x2
R = 0,3. 0,6 + 0,5 . 0,8
R = 0,18 + 0,40 = 0,58
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Exercício 1 (b) - solução gráfica
c) Maximizar LUCRO = 2x1 + 3x2
𝑠𝑢𝑗𝑒𝑖𝑡𝑜 𝑎: {
𝑥1 + 3𝑥2 ≤ 9
−𝑥1 + 2𝑥2 ≤ 4
𝑥1 + 𝑥2 ≤ 6
𝑥1 ≥ 0, 𝑥2 ≥ 0
a) Construir a região de soluções das restrições.
1) 𝒙𝟏 + 𝟑𝒙𝟐 = 𝟗 se x1 = 0, então 3.x2 = 9, x2 = 3, A(0, 3)
se x2 = 0, então x1 = 9, B(9, 0)
2) −𝒙𝟏 + 𝟐𝒙𝟐 = 𝟒 se x1 = 0, então 2 . x2 = 4 ou x2 = 2, C(0, 2)
se x2 = 0, então - x1 = 4 ou x1 = -4, D(-4, 0)
3) 𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟔 se x1 = 0, então x2 = 6, E(0, 6)
se x2 = 0, então x1 = 6 , F(6, 0)
b) Teste de região de soluções usando o ponto (x1 = 1, x2 =
1).
1) 𝒙𝟏 + 𝟑𝒙𝟐 ≤ 𝟗 substituindo os valores de x1 = 1, x2 = 1,
obtemos 1 + 3 ≤ 9 ou 4 ≤ 9, o que é VERDADEIRO. A
solução é a região do ponto testado.
2) −𝒙𝟏 + 𝟐𝒙𝟐 ≤ 𝟒 substituindo os valores de x1 = 1, x2 = 1,
obtemos -1 + 2 ≤ 4 ou 1 ≤ 4, o que é VERDADEIRO. A
solução é a região do ponto testado.
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-19-resolucao-grafica-de-problemas-de-programacao-linear-exercicio-2/
42
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3) 𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 ≤ 𝟔 substituindo os valores de x1 = 1, x2 = 1,
obtemos 1 + 1 ≤ 6 ou 2 ≤ 6, o que é VERDADEIRO. A
solução é a região do ponto testado.
c) Avaliar o objetivo na região de soluções:
Maximizar LUCRO = 2x1 + 3x2
Atribuímos dois valores para L:
L = 6, então 2x1 + 3x2 = 6 se x1 = 0, então x2 = 2, M(0, 2)
se x2 = 0, então x1 = 3, N(3, 0)
L = 12 , então 2x1 + 3x2 = 12 se x1 = 0, então x2 = 4, R(0, 4)
se x2 = 0, então x1 = 6, S(6, 0)
d) Gráfico:
e) Solução:
Examinando o gráfico, concluímos que o máximo L atinge o maior
valor na região de soluções que é o encontro das retas (1) e (3)
no ponto destacado.
Para acharmos a solução precisamos então resolver o sistema
linear composto pelas duas equações, como vemos a seguir:
{
𝒙𝟏 + 𝟑𝒙𝟐 = 𝟗
𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟔
Multiplicando a segunda por (-3) e somado as duas equações,
temos:
{
𝒙𝟏 + 𝟑𝒙𝟐 = 𝟗
𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟔 . (−𝟑)
Região das soluções
x2
x1
3
4
6 0
P
9
2
L = 6
L = 12
3
(1, 1)
2
1
-4 3
6
L máx
43
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{
𝒙𝟏 + 𝟑𝒙𝟐 = 𝟗
−𝟑𝒙𝟏 − 𝟑𝒙𝟐 = −𝟏𝟖
𝒙𝟏 + 𝟑𝒙𝟐 = 𝟗
−𝟑𝒙𝟏 − 𝟑𝒙𝟐 = −𝟏𝟖
−𝟐𝒙𝟏 = −𝟗
−𝟐𝒙𝟏 = −𝟗 . (−𝟏)
𝟐𝒙𝟏 = 𝟗
𝒙𝟏 =
𝟗
𝟐
= 𝟒, 𝟓
Substituindo em uma das equações, nesse exemplo vamos
substituir na 1ª, e determinar o valor de x2.
𝒙𝟏 + 𝟑𝒙𝟐 = 𝟗
𝟒, 𝟓 + 𝟑𝒙𝟐 = 𝟗
𝟑𝒙𝟐 = 𝟗 − 𝟒, 𝟓
𝟑𝒙𝟐 = 𝟒, 𝟓
𝒙𝟐 =
𝟒,𝟓
𝟑
= 𝟏, 𝟓
Logo a solução está no ponto P(4,5 ; 1,5).
Substituindo na função objetiva teremos o máxima lucro.
Maximizar LUCRO = 2x1 + 3x2
L = 2 . 4,5 + 3 . 1,5
L = 9 + 4,5
L = 13,5
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Exercício 1 (c) - Solução gráfica
d) Minimizar CUSTO = 10x1 + 12x2
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-20-resolucao-grafica-de-problemas-de-programacao-linear-exercicio-3/
44
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𝑠𝑢𝑗𝑒𝑖𝑡𝑜 𝑎: {
𝑥1 + 𝑥2 ≤ 20
𝑥1 + 𝑥2 ≥ 10
5𝑥1 + 6𝑥2 ≥ 54
𝑥1 ≥ 0, 𝑥2 ≥ 0
a) Construir a região de soluções das restrições.
1) 𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟐𝟎 se x1 = 0, então x2 = 20, A(0, 20)
se x2 = 0, então x1 = 20, B(20, 0)
2) 𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟏𝟎 se x1 = 0, então x2 = 10, C(0, 10)
se x2 = 0, então x1 = 10 , D(10, 0)
3) 𝟓𝒙𝟏 + 𝟔𝒙𝟐 = 𝟓𝟒 se x1 = 0, então 6.x2 = 54, x2 = 9, F(0, 9)
se x2 = 0, então 5x1 = 54, x1 = 10,8, G(10,8 ; 0)
b) Teste de região de soluções usando o ponto (x1 = 1, x2 =
1).
1) 𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 ≤ 𝟐𝟎 substituindo os valores de x1 = 1, x2 = 1,
obtemos 1 + 1 ≤ 20 ou 2 ≤ 20, o que é VERDADEIRO. A
solução é a região do ponto testado.
2) 𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 ≥ 𝟏𝟎 substituindo os valores de x1 = 1, x2 = 1,
obtemos 1 + 1 ≥ 10 ou 2 ≥ 10, o que é FALSA. A solução é
a região do ponto testado.
3) 𝟓𝒙𝟏 + 𝟔𝒙𝟐 ≥ 𝟓𝟒 substituindo os valores de x1 = 1, x2 = 1,
obtemos 5 . 1 + 6 . 1 ≥ 9 ou 11 ≥ 54, o que é FALSA. A
solução é a região oposta ao ponto testado.
c) Avaliar o objetivo na região de soluções:
Minimizar CUSTO = 10x1 + 12x2
Atribuímos dois valores para C:
C = 60, então 10x1 + 12x2 = 60
se x1 = 0, então x2 = 5, M(0, 5)
se x2 = 0, então x1 = 6, N(6, 0)
C = 120, então 10x1 + 12x2 = 120
se x1 = 0, então x2 = 10, R(0, 10)
se x2 = 0, então x1 = 12, S(12, 0)
45
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d) Gráfico:
e) Solução:
Examinando o gráfico, concluímos que o máximo L atinge o maior
valor na região de soluções que é o encontro das retas (2) e (3)
no ponto destacado.
Para acharmos a solução precisamos então resolver o sistema
linear composto pelas duas equações, como vemos a seguir:
{
𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟏𝟎
𝟓𝒙𝟏 + 𝟔𝒙𝟐 = 𝟓𝟒
Multiplicando a primeira por (-5) e somado as duas equações,
temos:
{
𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟏𝟎 . (−𝟓)
𝟓𝒙𝟏 + 𝟔𝒙𝟐 = 𝟓𝟒
{
−𝟓𝒙𝟏 − 𝟓𝒙𝟐 = −𝟓𝟎
𝟓𝒙𝟏 + 𝟔𝒙𝟐 = 𝟓𝟒
−𝟓𝒙𝟏 − 𝟓𝒙𝟐 = −𝟓𝟎
𝟓𝒙𝟏 + 𝟔𝒙𝟐 = 𝟓𝟒
𝒙𝟐 = 𝟒
20
20 10 10,8
10
9
C = 120
C = 60
P
Q
Região das soluções
1
2
6
5
12
(1, 1)
2
3 1
46
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Substituindo em uma das equações, nesse exemplo vamos
substituir na 1ª, e determinar o valor de x1.
𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟏𝟎
𝒙𝟏 + 𝟒 = 𝟏𝟎
𝒙𝟏 = 𝟔
Logo a solução está no ponto Q(6, 4).
Substituindo na função objetiva teremos o máxima lucro.
Examinando o gráfico, concluímos que C atinge o menor valor na
região de soluções sobre a reta (3). Portanto, todos os pontos do
segmento PQ são soluções ótimas do modelo.
Por exemplo: O ponto Q:
x1 = 6
x2 = 4
C = 10. 6 + 12 . 4 = 108
é uma das soluções ótimas (menor custo).
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Exercício 1 (d) - solução gráfica
e) Minimizar Z = 7x1 + 9x2
𝑠𝑢𝑗𝑒𝑖𝑡𝑜 𝑎:
{
−𝑥1 + 𝑥2 ≤ 2
𝑥1 ≤ 5
𝑥2 ≤ 6
3𝑥1 + 5𝑥2≥ 15
5𝑥1 + 4𝑥2 ≥ 20
𝑥1 ≥ 0, 𝑥2 ≥ 0
a) Construir a região de soluções das restrições.
1) −𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟐 se x1 = 0, então x2 = 2, A(0, 2)
se x2 = 0, então - x1 = 2 ou x1 = -2, B(-2, 0)
2) 𝒙𝟏 = 𝟓 x1 = 5, para todo valor de x2, C(5, 0), D(5, 5)
3) 𝒙𝟐 = 𝟔 x2 = 6, para todo valor de x1, F(0, 6), G(5, 6)
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-21-resolucao-grafica-de-problemas-de-programacao-linear-exercicio-4/
47
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4) 𝟑𝒙𝟏 + 𝟓𝒙𝟐 = 𝟏𝟓 se x1 = 0, então 5.x2 = 15, x2 = 3, H(0, 3)
se x2 = 0, então 3.x1 = 15, x1 = 5, J(5, 0)
5) 𝟓𝒙𝟏 + 𝟒𝒙𝟐 = 𝟐𝟎 se x1 = 0, então 4.x2 = 20, x2 = 5, K(0, 5)
se x2 = 0, então 5.x1 = 20, x1 = 4, L(4, 0)
b) Teste de região de soluções usando o ponto (x1 = 1, x2 =
1).
1) −𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 ≤ 𝟐 substituindo os valores de x1 = 1, x2 = 1, obtemos
- 1 + 1 ≤ 2 ou 0 ≤ 2, o que é VERDADEIRO. A solução é a
região do ponto testado.
2) 𝒙𝟏 ≤ 𝟓 substituindo o valor de x1 = 1, obtemos 1 ≤ 5, o que é
VERDADEIRO. A solução é a região do ponto testado.
3) 𝒙𝟐 ≤ 𝟔 substituindo o valor de x2 = 1, obtemos 1 ≤ 6, o que é
VERDADEIRO. A solução é a região do ponto testado.
4) 𝟑𝒙𝟏 + 𝟓𝒙𝟐 ≥ 𝟏𝟓 substituindo os valores de x1 = 1, x2 = 1,
obtemos 3 + 5 ≥ 15 ou 8 ≥ 15, o que é FALSO. A solução é a
região oposta ao ponto testado.
5) 𝟓𝒙𝟏 + 𝟒𝒙𝟐 ≥ 𝟐𝟎 substituindo os valores de x1 = 1, x2 = 1,
obtemos 5 + 4 ≥ 20 ou 9 ≥ 𝟐𝟎, o que é FALSO. A solução é a
região oposta ao ponto testado.
c) Avaliar o objetivo na região de soluções:
Minimizar Z = 7x1 + 9x2
Atribuímos dois valores para Z:
Z = 63, então 7x1 + 9x2 = 63
se x1 = 0, então x2 = 7, M(0, 7)
se x2 = 0, então x1 = 9, N(9, 0)
Z = 126 , então 7x1 + 9x2 = 126
se x1 = 0, então x2 = 14, R(0, 14)
se x2 = 0, então x1 = 18, S(18, 0)
d) Gráfico:
48
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e) Solução:
Examinando o gráfico, concluímos que o máximo L atinge o maior
valor na região de soluções que é o encontro das retas (4) e (5)
no ponto destacado.
Para acharmos a solução precisamos então resolver o sistema
linear composto pelas duas equações, como vemos a seguir:
{
𝟑𝒙𝟏 + 𝟓𝒙𝟐 = 𝟏𝟓
𝟓𝒙𝟏 + 𝟒𝒙𝟐 = 𝟐𝟎
Multiplicando a primeira por (5) e a segunda por (-3) e somado as
duas equações, temos:
{
𝟑𝒙𝟏 + 𝟓𝒙𝟐 = 𝟏𝟓 . (𝟓)
𝟓𝒙𝟏 + 𝟒𝒙𝟐 = 𝟐𝟎 . (−𝟑)
{
𝟏𝟓𝒙𝟏 + 𝟐𝟓𝒙𝟐 = 𝟕𝟓
−𝟏𝟓𝒙𝟏 − 𝟏𝟐𝒙𝟐 = −𝟔𝟎
𝟏𝟓𝒙𝟏 + 𝟐𝟓𝒙𝟐 = 𝟕𝟓
−𝟏𝟓𝒙𝟏 − 𝟏𝟐𝒙𝟐 = −𝟔𝟎
𝟏𝟑𝒙𝟐 = 𝟏𝟓
Região das soluções
x2
x1
6
7
5 0 18
3
Z = 63
Z = 126
3
(1, 1)
4
1
3
14
4 9
P
5
2
-2
3
5
49
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𝟏𝟑𝒙𝟐 = 𝟏𝟓
𝒙𝟐 =
𝟏𝟓
𝟏𝟑
≅ 𝟏, 𝟏𝟓
Substituindo em uma das equações, nesse exemplo vamos
substituir na 1ª, e determinar o valor de x1.
𝟑𝒙𝟏 + 𝟓𝒙𝟐 = 𝟏𝟓
𝟑𝒙𝟏 + 𝟓 . (
𝟏𝟓
𝟏𝟑
) = 𝟏𝟓
𝟑𝒙𝟏 +
𝟕𝟓
𝟏𝟑
= 𝟏𝟓
𝟑𝟗𝒙𝟏=𝟏𝟗𝟓−𝟕𝟓
𝟏𝟑
𝟑𝟗𝒙𝟏 = 𝟏𝟐𝟎
𝒙𝟏 =
𝟏𝟐𝟎
𝟑𝟗
=
𝟒𝟎
𝟏𝟑
≅ 𝟑, 𝟎𝟖
Logo a solução está no ponto P(3,08 ; 1,15).
Substituindo na função objetiva teremos o mínimo.
Minimizar Z = 7x1 + 9x2
𝒁 = 𝟕 .
𝟒𝟎
𝟏𝟑
+ 𝟗 .
𝟏𝟓
𝟏𝟑
𝒁 =
𝟐𝟖𝟎
𝟏𝟑
+
𝟏𝟑𝟓
𝟏𝟑
=
𝟒𝟏𝟓
𝟏𝟑
≅ 𝟑𝟏, 𝟗𝟐
Assista agora a Vídeo Aula:
Exercício 1 (e) - solução gráfica
2) Dado o problema:
Um sapateiro faz 6 sapatos por hora, se fizer somente sapatos, e 5
cintos por hora, se fizer somente cintos. Ele gasta 2 unidades de couro
para fabricar 1 unidade de sapato e 1 unidade couro para fabricar uma
unidade de cinto. Sabendo-se que o total disponível de couro é de 6
unidades e que o lucro unitário por sapato é de 5 unidades monetárias e
o do cinto é de 2 unidades monetárias.
Com o seguinte modelo.
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-22-resolucao-grafica-de-problemas-de-programacao-linear-exercicio-5/
50
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𝑥1 → 𝑛º 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑝𝑎𝑡𝑜𝑠/ℎ𝑜𝑟𝑎
𝑥2 → 𝑛º 𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑛𝑡𝑜𝑠/ℎ𝑜𝑟𝑎
𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 𝑙𝑢𝑐𝑟𝑜 = 5𝑥1 + 2𝑥2
𝑟𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖çõ𝑒𝑠 𝑡é𝑐𝑛𝑖𝑐𝑎𝑠 {
10𝑥1 + 12𝑥2 ≤ 60
2𝑥1 + 𝑥2 ≤ 6
𝑟𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖çõ𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑛ã𝑜 𝑛𝑒𝑔𝑎𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 {
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
Resolva-o e responda qual a ociosidade de recursos na solução ótima?
a) Construir a região de soluções das restrições.
1) 𝟏𝟎𝒙𝟏 + 𝟏𝟐𝒙𝟐 = 𝟔𝟎 se x1 = 0, então 12.x2 = 60, x2 = 5 A(0, 5)
se x2 = 0, então 10.x1 = 60, x1 = 6, B(6, 0)
2) 𝟐𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟔 se x1 = 0, então x2 = 6, C(0, 6)
se x2 = 0, então 2.x1 = 6, x1 = 3 , D(3, 0)
b) Teste de região de soluções usando o ponto (x1 = 1, x2 =
1).
1) 𝟏𝟎𝒙𝟏 + 𝟏𝟐𝒙𝟐 ≤ 𝟔𝟎 substituindo os valores de x1 = 1, x2 = 1,
obtemos 10 + 12 ≤ 60 ou 22 ≤ 60, o que é VERDADEIRO. A
solução é a região do ponto testado.
2) 𝟐𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 ≤ 𝟔 substituindo os valores de x1 = 1, x2 = 1, obtemos
2 + 1 ≤ 6 ou 3 ≤ 6, o que é VERDADEIRO. A solução é a região
do ponto testado.
c) Avaliar o objetivo na região de soluções:
𝒎á𝒙𝒊𝒎𝒐 𝒍𝒖𝒄𝒓𝒐 = 𝟓𝒙𝟏 + 𝟐𝒙𝟐
Atribuímos dois valores para L:
L = 10 , então 𝟓𝒙𝟏 + 𝟐𝒙𝟐 = 10
se x1 = 0, então x2 = 5, M(0, 5)
se x2 = 0, então x1 = 2, N(2, 0)
L = 20, então 𝟓𝒙𝟏 + 𝟐𝒙𝟐 = 20
se x1 = 0, então x2 = 10, R(0, 10)
se x2 = 0, então x1 = 4, S(4, 0)
51
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d) Gráfico:
e) Solução:
Examinando o gráfico, concluímos que L atinge o maior valor na
região de soluções sobre a reta (1) no ponto destacado P(3, 0).
L = 5 . 3 + 2 . 0 = 15
é a solução ótima.
Logo temos:
Número de sapatos: 3
Número de cintos: 0
Lucro = 15
Usando este valores na inequação do tempo temos:
𝟏𝟎𝒙𝟏 + 𝟏𝟐𝒙𝟐 ≤ 𝟔𝟎
𝟏𝟎. 𝟑 + 𝟏𝟐. 𝟎 ≤ 𝟔𝟎
𝟑𝟎 ≤ 𝟔𝟎
Então iremos gastar 30 minutos e termos 30 minutos de
recursos ociosos.
Assista agora a Vídeo Aula:
Exercício 2 - solução gráfica
3) Dado o problema.
Região das soluções
x2
x1
5
6
3 0 6
10
L = 10
L = 20
2
(1, 1)
1
1 4
1
L = máx
2
P
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-23-resolucao-grafica-de-problemas-de-programacao-linear-exercicio-6/
52
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Certa empresa fabrica 2 produtos P1 e P2. O lucro por unidade de P1 é
de 100 u.m. e o lucro unitário de P2 é de 150 u.m. A empresa necessita
de 2 horas para fabricar uma unidade de P1 e 3 horas para fabricar uma
unidade de P2. O tempo mensal disponível para essas atividades é de
120 horas. As demandas esperadas para os 2 produtos levaram a
empresa a decidir que os montantes produzidos de P1 e P2 não devem
ultrapassar 40 unidades de P1 e 30 unidades de P2 por mês.
Com o seguinte modelo.
𝑥1 → 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑧𝑖𝑟 𝑑𝑒 𝑃1
𝑥2 → 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑧𝑖𝑟 𝑑𝑒 𝑃2
𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 𝑙𝑢𝑐𝑟𝑜 = 100𝑥1 + 150𝑥2
𝑟𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖çõ𝑒𝑠 𝑡é𝑐𝑛𝑖𝑐𝑎𝑠 {
2𝑥1 + 3𝑥2 ≤ 120
𝑥1 ≤ 40
𝑥2 ≤ 30
𝑟𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖çõ𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑛ã𝑜 𝑛𝑒𝑔𝑎𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 {
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
Resolva o problema e diga qual a ociosidade de recursos na solução
ótima?
a) Construir a região de soluções das restrições.
1) 𝟐𝒙𝟏 + 𝟑𝒙𝟐 = 𝟏𝟐𝟎 se x1 = 0, então 3 . x2 = 120 ou x2 = 40,A(0,
40)
se x2 = 0, então 2.x1 = 120 ou x1 = 60, B(60, 0)
2) 𝒙𝟏 = 𝟒𝟎 para todo x2 , x1 = 40, C(40, 0), D(40, 10)
3) 𝒙𝟐 = 𝟑𝟎 para todo x1, x2 = 30, F(0, 30) , G(10, 30)
b) Teste de região de soluções usando o ponto
(x1 = 10, x2 = 10).
1) 𝟐𝒙𝟏 + 𝟑𝒙𝟐 ≤ 𝟏𝟐𝟎 substituindo os valores de x1 = 10, x2 = 10,
obtemos 20 + 30 ≤ 120 ou 50 ≤ 120, o que é
VERDADEIRO. A solução é a região do ponto testado.
53
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2) 𝒙𝟏 ≤ 𝟒𝟎 substituindo o valore de x1 = 10, obtemos 10 ≤ 40,
o que é VERDADEIRO. A solução é a região do ponto
testado.
3) 𝒙𝟐 ≤ 𝟑𝟎 substituindo o valore de x1 = 10, obtemos 10 ≤ 30, o
que é VERDADEIRO. A solução é a região do ponto testado.
c) Avaliar o objetivo na região de soluções:
𝒎á𝒙𝒊𝒎𝒐 𝒍𝒖𝒄𝒓𝒐 = 𝟏𝟎𝟎𝒙𝟏 + 𝟏𝟓𝟎𝒙𝟐
Atribuímos dois valores para L:
L = 3000, então 𝟏𝟎𝟎𝒙𝟏 + 𝟏𝟓𝟎𝒙𝟐 = 3000
se x1 = 0, então x2 = 20, M(0, 20)
se x2 = 0, então x1 = 30, N(30, 0)
L = 6000 , então 𝟏𝟎𝟎𝒙𝟏 + 𝟏𝟓𝟎𝒙𝟐= 6000
se x1 = 0, então x2 = 40, R(0, 40)
se x2 = 0, então x1 = 60, S(60, 0)
d) Gráfico:
f) Solução:
Examinando o gráfico, concluímos que L atinge o maior valor na
região de soluções sobre a reta (1). Portanto, todos os pontos do
segmento PQ são soluções ótimas do modelo.
Por exemplo: O ponto P que é a interseção da reta 1 e reta 3:
Região das soluções
x2
x1
20
30
30 0 60
40
L = 3000
L = 6000
2
(10, 10)
1
10 40
10
3
P
Q
54
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Para acharmos a solução precisamos então resolver o sistema
linear composto pelas duas equações, como vemos a seguir:
{
𝟐𝒙𝟏 + 𝟑𝒙𝟐 = 𝟏𝟐𝟎
𝒙𝟐 = 𝟑𝟎
Como 𝒙𝟐 = 𝟑𝟎, vamos substituir este valor na primeira equação
para determinar x1.
𝟐𝒙𝟏 + 𝟑𝒙𝟐 = 𝟏𝟐𝟎
𝟐𝒙𝟏 + 𝟑. 𝟑𝟎 = 𝟏𝟐𝟎
𝟐𝒙𝟏 = 𝟏𝟐𝟎 − 𝟗𝟎
𝟐𝒙𝟏 = 𝟑𝟎
𝒙𝟏 =
𝟑𝟎
𝟐
= 𝟏𝟓
Logo a solução está no ponto P(15, 30).
Substituindo na função objetiva teremos o máximo.
𝒎á𝒙𝒊𝒎𝒐 𝒍𝒖𝒄𝒓𝒐 = 𝟏𝟎𝟎𝒙𝟏 + 𝟏𝟓𝟎𝒙𝟐
L = 𝟏𝟎𝟎. 𝟏𝟓 + 𝟏𝟓𝟎 . 𝟑𝟎
L = 6000
é a solução ótima.
Para saber a ociosidade, basta substituir na inequação
relacionada com o tempo para saber quanto estará sobrando.
𝟐𝒙𝟏 + 𝟑𝒙𝟐 ≤ 𝟏𝟐𝟎
𝟐. 𝟏𝟓 + 𝟑 . 𝟑𝟎 ≤ 𝟏𝟐𝟎
𝟏𝟐𝟎 ≤ 𝟏𝟐𝟎
Como o resultado foi de 120 horas, não há ociosidade.
Assista agora a Vídeo Aula:
Exercício 3 - solução gráfica
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4) Dado o problema:
Um vendedor de frutas pode transportar 800 caixas de frutas para sua
região de vendas. Ele necessita transportar 200 caixas de laranjas a 20
u.m. de lucro por caixa, pelo menos 100 caixas de pêssegos a 10 u.m. de
lucro por caixa, e no "máximo 200 caixas de tangerinas a 30 u.m. de
lucro por caixa.
Com o seguinte modelo:
𝑥1 → 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑖𝑥𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑝ê𝑠𝑠𝑒𝑔𝑜
𝑥2 → 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑖𝑥𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑡𝑎𝑛𝑔𝑒𝑟𝑖𝑛𝑎𝑠
𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 𝑙𝑢𝑐𝑟𝑜 = 10𝑥1 + 30𝑥2 + 4.000
𝑟𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖çõ𝑒𝑠 𝑡é𝑐𝑛𝑖𝑐𝑎𝑠 {
𝑥1 + 𝑥2 ≤ 600
𝑥1 ≥ 100
𝑥2 ≤ 200
𝑟𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖çõ𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑛ã𝑜 𝑛𝑒𝑔𝑎𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 {
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
Resolva o problema.
a) Construir a região de soluções das restrições.
1) 𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟔𝟎𝟎 se x1 = 0, então x2 = 600, A(0, 600)
se x2 = 0, então x1 = 600, B(600, 0)
2) 𝒙𝟏 = 𝟏𝟎𝟎 para todo x2 , x1 = 100, C(100, 0), D(100, 100)
3) 𝒙𝟐 = 𝟐𝟎𝟎 para todo x1, x2 = 200, F(0, 200) , G(100, 200)
b) Teste de região de soluções usando o ponto
(x1 = 200, x2 = 100).
1) 𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 ≤ 𝟔𝟎𝟎 substituindo os valores de x1 = 200, x2 = 100,
obtemos 200 + 100 ≤ 600 ou 300 ≤ 600, o que é
VERDADEIRO. A solução é a região do ponto testado.
2) 𝒙𝟏 ≥ 𝟏𝟎𝟎 substituindo o valore de x1 = 100, obtemos 200
≥ 100, o que é VERDADEIRO. A solução é a região do ponto
testado.
56
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3) 𝒙𝟐 ≤ 𝟐𝟎𝟎substituindo o valore de x1 = 100, obtemos 100
≤ 200, o que é VERDADEIRO. A solução é a região do ponto
testado.
c) Avaliar o objetivo na região de soluções:
𝒎á𝒙𝒊𝒎𝒐 𝒍𝒖𝒄𝒓𝒐 = 𝟏𝟎𝒙𝟏 + 𝟑𝟎𝒙𝟐 + 𝟒. 𝟎𝟎𝟎
Atribuímos dois valores para L:
L = 7000, então 𝟏𝟎𝒙𝟏 + 𝟑𝟎𝒙𝟐 + 𝟒. 𝟎𝟎𝟎 = 𝟕𝟎𝟎𝟎
𝟏𝟎𝒙𝟏 + 𝟑𝟎𝒙𝟐 = 𝟕𝟎𝟎𝟎 − 𝟒𝟎𝟎𝟎
𝟏𝟎𝒙𝟏 + 𝟑𝟎𝒙𝟐 = 𝟑𝟎𝟎𝟎
se x1 = 0, então x2 = 100, M(0, 100)
se x2 = 0, então x1 = 300, N(300, 0)
L = 10000 , então 𝟏𝟎𝒙𝟏 + 𝟑𝟎𝒙𝟐 + 𝟒. 𝟎𝟎𝟎 = 𝟏𝟎𝟎𝟎𝟎
𝟏𝟎𝒙𝟏 + 𝟑𝟎𝒙𝟐 + 𝟒. 𝟎𝟎𝟎 = 𝟏𝟎𝟎𝟎𝟎 − 𝟒𝟎𝟎𝟎
𝟏𝟎𝒙𝟏 + 𝟑𝟎𝒙𝟐 = 𝟔𝟎𝟎𝟎
se x1 = 0, então x2 = 200, R(0, 200)
se x2 = 0, então x1 = 600, S(600, 0)
d) Gráfico:
e) Solução:
Examinando o gráfico, concluímos que o máximo L atinge o maior
valor na região de soluções que é o encontro das retas (1) e (3)
no ponto destacado.
Para acharmos a solução precisamos então resolver o sistema
linear composto pelas duas equações, como vemos a seguir:
Região das soluções
x1
200
600
300 0 600
400
L = 7000
L = 10000
2
(200, 100)
1
200
100
3
P
100
L = máx
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{
𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟔𝟎𝟎
𝒙𝟐 = 𝟐𝟎𝟎
Como 𝒙𝟐 = 𝟐𝟎𝟎, vamos substituir este valor na primeira equação
para determinar x1.
𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟔𝟎𝟎
𝒙𝟏 + 𝟐𝟎𝟎 = 𝟔𝟎𝟎
𝒙𝟏 = 𝟒𝟎𝟎
Logo a solução está no ponto P(400, 200).
Substituindo na função objetiva teremos o máximo.
𝒎á𝒙𝒊𝒎𝒐 𝒍𝒖𝒄𝒓𝒐 = 𝟏𝟎𝒙𝟏 + 𝟑𝟎𝒙𝟐 + 𝟒. 𝟎𝟎𝟎
L = 𝟏𝟎. 𝟒𝟎𝟎 + 𝟑𝟎. 𝟐𝟎𝟎 + 𝟒𝟎𝟎𝟎
L = 14000
é a solução ótima.
Laranjas: 200 caixas
Pêssegos: 400 caixas
Tangerinas: 200 caixas
Lucro: 14.000
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Exercício 4 - solução gráfica
5) Dado o problema.
Uma rede de televisão local tem o seguinte problema: foi descoberto que
o programa “A” com 20 minutos de música e 1 minuto de propaganda
chama a atenção de 30.000 telespectadores, enquanto o programa “B”,
com 10 minutos de música e 1 minuto de propaganda chama a atenção
de 10.000 telespectadores. No decorrer de uma semana, o patrocinador
insiste no uso de no mínimo, 5 minutos para sua propaganda e que não
há verba para mais de 80 minutos de música. Quantas vezes por semana
cada programa deve ser levado ao ar para obter o número máximo de
telespectadores?
Com o seguinte modelo.
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-25-resolucao-grafica-de-problemas-de-programacao-linear-exercicio-8/
58
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𝑥1 → 𝑓𝑟𝑒𝑞𝑢ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑠𝑒𝑚𝑎𝑛𝑎𝑙 𝑑𝑜 𝑝𝑟𝑜𝑔𝑟𝑎𝑚𝑎 𝐴
𝑥2 → 𝑓𝑟𝑒𝑞𝑢ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑠𝑒𝑚𝑎𝑛𝑎𝑙 𝑑𝑜 𝑝𝑟𝑜𝑔𝑟𝑎𝑚𝑎 𝐵
𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 𝑡𝑒𝑙𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑡𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠 = 30.000𝑥1 + 10.000𝑥2
𝑟𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖çõ𝑒𝑠 𝑡é𝑐𝑛𝑖𝑐𝑎𝑠 {
𝑥1 + 𝑥2 ≥ 5
20𝑥1 + 10𝑥2 ≤ 80
𝑟𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖çõ𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑛ã𝑜 𝑛𝑒𝑔𝑎𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 {
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
Resolva o problema.
a) Construir a região de soluções das restrições.
1) 𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟓 se x1 = 0, então x2 = 5, A(0, 5)
se x2 = 0, então x1 = 5, B(5, 0)
2) 𝟐𝟎𝒙𝟏 + 𝟏𝟎𝒙𝟐 = 𝟖𝟎 se x1 = 0, então 10.x2 = 80, x2 = 8, C(0, 8)
se x2 = 0, então 20.x1 = 80, x1 = 4 D(4,0)
b) Teste de região de soluções usando o ponto
(x1 = 1, x2 = 1).
1) 𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 ≥ 𝟓 substituindo os valores de x1 = 1, x2 = 1,
obtemos 1 + 1 ≥ 5 ou 2 ≥ 5, o que é FALSA. A solução é a
região oposta ao ponto testado.
2) 𝟐𝟎𝒙𝟏 + 𝟏𝟎𝒙𝟐 ≤ 𝟖𝟎 substituindo os valores de x1 = 1, x2 = 1,
obtemos 20 + 10 ≤ 80 ou 30 ≤ 80, o que é VERDADEIRO.
A solução é a região do ponto testado.
c) Avaliar o objetivo na região de soluções:
𝒎á𝒙𝒊𝒎𝒐 𝒕𝒆𝒍𝒆𝒔𝒑𝒆𝒄𝒕𝒂𝒅𝒐𝒓𝒆𝒔 = 𝟑𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝒙𝟏 + 𝟏𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝒙𝟐
Atribuímos dois valores para T:
T = 30000, então 𝟑𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝒙𝟏 + 𝟏𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝒙𝟐 = 𝟑𝟎𝟎𝟎𝟎
se x1 = 0, então x2 = 3, M(0, 3)
se x2 = 0, então x1 = 1, N(1, 0)
T = 60000 , então 𝟑𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝒙𝟏 + 𝟏𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝒙𝟐 = 𝟔𝟎𝟎𝟎𝟎
se x1 = 0, então x2 = 6, R(0, 6)
se x2 = 0, então x1 = 2, S(2, 0)
59
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d) Gráfico:
e) Solução:
Examinando o gráfico, concluímos que o máximo L atinge o maior
valor na região de soluções que é o encontro das retas (1) e (3)
no ponto destacado.
Para acharmos a solução precisamos então resolver o sistema
linear composto pelas duas equações, como vemos a seguir:
{
𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟓
𝟐𝟎𝒙𝟏 + 𝟏𝟎𝒙𝟐 = 𝟖𝟎
Dividindo todos termos da segunda por (-10) e somado as duas
equações, temos:
{
𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟓
𝟐𝟎𝒙𝟏 + 𝟏𝟎𝒙𝟐 = 𝟖𝟎 ÷ (−𝟏𝟎)
{
𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟓
−𝟐𝒙𝟏 − 𝒙𝟐 = −𝟖
𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟓
−𝟐𝒙𝟏 − 𝒙𝟐 = −𝟖
−𝒙𝟏 = −𝟑
−𝒙𝟏 = −𝟑 . (−𝟏)
𝒙𝟏 = 𝟑
Região das soluções
x2
x1
5
8
4 0 5
6
L = 60000
L = 30000
2
(1, 1)
1
2
1
P
1
3
L = máx
60
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Substituindo em uma das equações, nesse exemplo vamos
substituir na 1ª, e determinar o valor de x2.
𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟓
𝟑 + 𝒙𝟐 = 𝟓
𝒙𝟐 = 𝟐
Logo a solução está no ponto P(3, 2).
Substituindo na função objetiva teremos o máximo.
𝒎á𝒙𝒊𝒎𝒐 𝒕𝒆𝒍𝒆𝒔𝒑𝒆𝒄𝒕𝒂𝒅𝒐𝒓𝒆𝒔 = 𝟑𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝒙𝟏 + 𝟏𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝒙𝟐
T = 30000 . 3 + 10000 . 2
T = 110000
Programa A: 3 vezes
Programa B: 2 vezes
Telespectadores: 110.000
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Exercício 5 - solução gráfica
6) Dado o problema.
Um empresa fabrica 2 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 1.000 unidades por dia. A disponibilidade de couro permite
fabricar 800 cintos de ambos os modelos por dia. Os cintos empregam
fivelas diferentes, cuja disponibilidade diária é de 400 para M1 e 700 para
M2. Os lucros unitários são de $ 4,00 para M1 e $ 3,00 para M2. Qual o
programa ótimo de produção que maximiza o lucro total diário da
empresa?
Com o seguinte modelo.
𝑥1 → 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑧𝑖𝑟 𝑑𝑒 𝑀1
𝑥2 → 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑧𝑖𝑟 𝑑𝑒 𝑀2
𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 𝑙𝑢𝑐𝑟𝑜 = 4𝑥1 + 3𝑥2
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-26-resolucao-grafica-de-problemas-de-programacao-linear-exercicio-9/
61
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𝑟𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖çõ𝑒𝑠 𝑡é𝑐𝑛𝑖𝑐𝑎𝑠 {
2𝑥1 + 𝑥2 ≤ 1.000
𝑥1 + 𝑥2 ≤ 800
𝑥1 ≤ 400
𝑥2 ≤ 700
𝑟𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖çõ𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑛ã𝑜 𝑛𝑒𝑔𝑎𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 {
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
Resolva o problema e diga se existe disponibilidade de recursos na
solução ótima?
a) Construir a região de soluções das restrições.
1) 𝟐𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟏. 𝟎𝟎𝟎 se x1 = 0, então x2 = 1000, A(0, 1000)
se x2 = 0, então x1 = 500, B(500, 0)
2) 𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟖𝟎𝟎 se x1 = 0, então x2 = 800, C(0, 800)
se x2 = 0, então x1 = 800, D(800, 0)
3) 𝒙𝟏 = 𝟒𝟎𝟎 para todo x2, x1 = 400, F(400, 0) , G(400, 100)
4) 𝒙𝟐 = 𝟕𝟎𝟎 para todo x1, x2 = 700, H(0, 700) , J(100, 700)
b) Teste de região de soluções usando o ponto
(x1 = 100, x2 = 100).
1) 𝟐𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 ≤ 𝟏. 𝟎𝟎𝟎 substituindo os valores de x1 = 100, x2 =
100, obtemos 200 + 100 ≤ 1000 ou 300 ≤ 1000, o que é
VERDADEIRO. A solução é a região do ponto testado.
2) 𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 ≤ 𝟖𝟎𝟎 substituindo o valore de x1 = 100, x2 = 100,
obtemos 100 + 100 ≤ 800 ou 200 ≤ 800, o que é
VERDADEIRO. A solução é a região do ponto testado.
3) 𝒙𝟏 ≤ 𝟒𝟎𝟎substituindo o valore de x1 = 100, obtemos 100
≤ 400, o que é VERDADEIRO. A solução é a região do ponto
testado.
4) 𝒙𝟐 ≤ 𝟕𝟎𝟎substituindo o valore de x2 = 100, obtemos 100
≤ 700, o que é VERDADEIRO. A solução é a região do ponto
testado.
62
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c) Avaliar o objetivo na região de soluções:
𝒎á𝒙𝒊𝒎𝒐 𝒍𝒖𝒄𝒓𝒐 = 𝟒𝒙𝟏 + 𝟑𝒙𝟐
Atribuímos dois valores para L:
L = 1200, então 𝟒𝒙𝟏 + 𝟑𝒙𝟐 = 𝟏𝟐𝟎𝟎
se x1 = 0, então x2 = 400, M(0, 400)
se x2 = 0, então x1 = 300, N(300, 0)
L = 2400 , então 𝟒𝒙𝟏 + 𝟑𝒙𝟐 = 𝟐𝟒𝟎𝟎
se x1 = 0, então x2 = 800, R(0, 800)
se x2 = 0, então x1 = 600, S(600, 0)
d) Gráfico:
e) Solução:
Examinando o gráfico, concluímos que o máximo L atinge o maior
valor na região de soluções que é o encontro das retas (1) e (2)
no ponto destacado.
Para acharmos a solução precisamos então resolver o sistema
linear composto pelas duas equações, como vemos a seguir:
{
𝟐𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟏. 𝟎𝟎𝟎
𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟖𝟎𝟎
Multiplicando todos termos da segunda por (-1) e somado as duas
equações, temos:
{
𝟐𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟏. 𝟎𝟎𝟎
𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟖𝟎𝟎 . (−𝟏)
Cada 1un = 100
Região das soluções
x2
x1
10
8
4 0 5
L = 2400
L = 1200
2
(1, 1)
1
3
1
P
1
4
L = máx
6 8
7
3
4
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{
𝟐𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟏. 𝟎𝟎𝟎
−𝒙𝟏 − 𝒙𝟐 = −𝟖𝟎𝟎
𝟐𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟏. 𝟎𝟎𝟎
−𝒙𝟏 − 𝒙𝟐 = −𝟖𝟎𝟎
𝒙𝟏 = 𝟐𝟎𝟎
Substituindo em uma das equações, nesse exemplo vamos
substituir na 1ª, e determinar o valor de x2.
𝟐𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟏. 𝟎𝟎𝟎
𝟐 . 𝟐𝟎𝟎 + 𝒙𝟐 = 𝟏. 𝟎𝟎𝟎
𝒙𝟐 = 𝟏. 𝟎𝟎𝟎 − 𝟒𝟎𝟎
𝒙𝟐 = 𝟔𝟎𝟎
Logo a solução está no ponto P(200, 600).
Substituindo na função objetiva teremos o máximo.
𝒎á𝒙𝒊𝒎𝒐 𝒍𝒖𝒄𝒓𝒐 = 𝟒𝒙𝟏 + 𝟑𝒙𝟐
L = 𝟒. 𝟐𝟎𝟎 + 𝟑. 𝟔𝟎𝟎
L = 2600
é a solução ótima.
f) Para saber sobre os recursos ociosos, basta substituir na
inequação relacionada com o número de fivelas dos 2
tipos para saber quanto estará sobrando.
𝒙𝟏 ≤ 𝟒𝟎𝟎
𝟐𝟎𝟎 ≤ 𝟒𝟎𝟎
Logo está sobrando 200 fivelas do modelo A.
𝒙𝟐 ≤ 𝟕𝟎𝟎
𝟔𝟎𝟎 ≤ 𝟕𝟎𝟎
Logo está sobrando 100 fivelas do modelo B.
Cinto de M1: 200 unidades
64
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Cinto de M2: 600 unidades
Receita: 2.600
Recursos ociosos: Fivela A: 200 e Fivela B: 100
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Exercício 6 - solução gráfica
7) Duas fábricas produzem 3 diferentes tipos de papel. A companhia
que controla as fábricas tem um contrato para produzir 16 toneladas
de papel fino, 6 toneladas de papel médio e 28 toneladas de papel
grosso. Existe uma demanda para cada tipo de espessura. O custo
de produção na primeira fábrica é de 1.000 u.m. e o da segunda
fábrica é de 2.000 u.m., por dia. A primeira fábrica produz 8
toneladas de papel fino, 1 tonelada de papel médio e 2 toneladas de
papel grosso por dia, enquanto a segunda fábrica produz 2
toneladas de papel fino, 1 tonelada de papel médio e 7 toneladasde
papel grosso. Quantos dias cada fábrica deverá operar para suprir
os pedidos mais economicamente?
Construindo o modelo, temos:
𝒙𝟏 → 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒅𝒆 𝒅𝒊𝒂𝒔 𝒅𝒆 𝒕𝒓𝒂𝒃𝒂𝒍𝒉𝒐 𝒏𝒂 𝑭á𝒃𝒓𝒊𝒄𝒂 𝟏
𝒙𝟐 → 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒅𝒆 𝒅𝒊𝒂𝒔 𝒅𝒆 𝒕𝒓𝒂𝒃𝒂𝒍𝒉𝒐 𝒏𝒂 𝑭á𝒃𝒓𝒊𝒄𝒂 𝟐
𝑴𝒊𝒏𝒊𝒎𝒊𝒛𝒂𝒓 𝑫𝒊𝒂𝒔 𝑪 = 𝟏𝟎𝟎𝟎𝒙𝟏 + 𝟐𝟎𝟎𝟎𝒙𝟐
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒕é𝒄𝒏𝒊𝒄𝒂𝒔 {
𝟖𝒙𝟏 + 𝟐𝒙𝟐 ≥ 𝟏𝟔
𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 ≥ 𝟔
𝟐𝒙𝟏 + 𝟕𝒙𝟐 ≥ 𝟐𝟖
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝒏ã𝒐 𝒏𝒆𝒈𝒂𝒕𝒊𝒗𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 {
𝒙𝟏 ≥ 𝟎
𝒙𝟐 ≥ 𝟎
a) Construir a região de soluções das restrições.
1) 𝟖𝒙𝟏 + 𝟐𝒙𝟐 = 𝟏𝟔 se x1 = 0, então x2 = 8, A(0, 8)
se x2 = 0, então x1 = 2, B(2, 0)
2) 𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟔 se x1 = 0, então x2 = 6, C(0, 6)
se x2 = 0, então x1 = 6, D(6, 0)
3) 𝟐𝒙𝟏 + 𝟕𝒙𝟐 = 𝟐𝟖 se x1 = 0, então x2 = 4, F(0, 4)
se x2 = 0, então x1 = 14, G(14, 0)
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b) Teste de região de soluções usando o ponto
(x1 = 1, x2 = 1).
1) 𝟖𝒙𝟏 + 𝟐𝒙𝟐 ≥ 𝟏𝟔 substituindo os valores de x1 = 1, x2 = 1,
obtemos 8 + 2 ≥ 16 ou 10 ≥ 16, o que é FALSA. A solução é
a região oposta ao ponto testado.
2) 𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 ≥ 𝟔 substituindo o valore de x1 = 1, x2 = 1, obtemos
1 + 1 ≥ 6 ou 2 ≥ 6, o que é FALSA. A solução é a região
aposta ao ponto testado.
3) 𝟐𝒙𝟏 + 𝟕𝒙𝟐 ≥ 𝟐𝟖 substituindo o valore de x1 = 1, x2 = 1
obtemos 2 + 7 ≥ 28, 9 ≥ 28 o que é FALSA. A solução é a
região oposta ao ponto testado.
c) Avaliar o objetivo na região de soluções:
𝑴𝒊𝒏𝒊𝒎𝒊𝒛𝒂𝒓 𝑫𝒊𝒂𝒔 𝑪 = 𝟏𝟎𝟎𝟎𝒙𝟏 + 𝟐𝟎𝟎𝟎𝒙𝟐
Atribuímos dois valores para C:
C = 2000, então 𝟏𝟎𝟎𝟎𝒙𝟏 + 𝟐𝟎𝟎𝟎𝒙𝟐 = 𝟐𝟎𝟎𝟎
se x1 = 0, então x2 = 1, M(0, 1)
se x2 = 0, então x1 = 2, N(2, 0)
C = 4000 , então 𝟏𝟎𝟎𝟎𝒙𝟏 + 𝟐𝟎𝟎𝟎𝒙𝟐 = 𝟒𝟎𝟎𝟎
se x1 = 0, então x2 = 2, R(0, 2)
se x2 = 0, então x1 = 4, S(4, 0)
d) Gráfico:
Região das soluções
x2
x1
6
8
6 0 5
C = 4000
C = 2000
3
(1, 1)
2
2
1
P
1
2
C = min
14
4
1
4
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e) Solução:
Examinando o gráfico, concluímos que o máximo L atinge o maior
valor na região de soluções que é o encontro das retas (1) e (3)
no ponto destacado.
Para acharmos a solução precisamos então resolver o sistema
linear composto pelas duas equações, como vemos a seguir:
{
𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟔
𝟐𝒙𝟏 + 𝟕𝒙𝟐 = 𝟐𝟖
Multiplicando todos termos da primeira por (-2) e somado as duas
equações, temos:
{
𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟔 . (−𝟐)
𝟐𝒙𝟏 + 𝟕𝒙𝟐 = 𝟐𝟖
{
−𝟐𝒙𝟏 − 𝟐𝒙𝟐 = −𝟏𝟐
𝟐𝒙𝟏 + 𝟕𝒙𝟐 = 𝟐𝟖
−𝟐𝒙𝟏 − 𝟐𝒙𝟐 = −𝟏𝟐
𝟐𝒙𝟏 + 𝟕𝒙𝟐 = 𝟐𝟖
𝟓𝒙𝟐 = 𝟏𝟔
𝟓𝒙𝟐 = 𝟏𝟔
𝒙𝟐 =
𝟏𝟔
𝟓
= 𝟑, 𝟐
Substituindo em uma das equações, nesse exemplo vamos
substituir na 1ª, e determinar o valor de x1.
𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟔
𝒙𝟏 + 𝟑, 𝟐 = 𝟔
𝒙𝟏 = 𝟔 − 𝟑, 𝟐
𝒙𝟏 = 𝟐, 𝟖
Logo a solução está no ponto P(2,8 ; 3,2).
Substituindo na função objetiva teremos o mínimo.
𝑴𝒊𝒏𝒊𝒎𝒊𝒛𝒂𝒓 𝑫𝒊𝒂𝒔 𝑪 = 𝟏𝟎𝟎𝟎𝒙𝟏 + 𝟐𝟎𝟎𝟎𝒙𝟐
67
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𝑪 = 𝟏𝟎𝟎𝟎𝒙𝟏 + 𝟐𝟎𝟎𝟎𝒙𝟐
𝑪 = 𝟏𝟎𝟎𝟎. 𝟐, 𝟖 + 𝟐𝟎𝟎𝟎. 𝟑, 𝟐
𝑪 = 𝟗. 𝟐𝟎𝟎
é a solução ótima.
Fábrica 1: 2,80 dias
Fábrica 2: 3.20 dias
Custo: 9.200
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Exercício 7 - solução gráfica
8) Uma companhia de transporte tem dois tipos de caminhões: O tipo
“A” tem 2 m3 de espaço refrigerado e 3 m3 de espaço não
refrigerado; o tipo "B" tem 2 m3 de espaço refrigerado e 1 m3 de
não refrigerado. O cliente quer transportar um produto que
necessitará 16 m3 de área refrigerada e 12 m3 de área não
refrigerada. A companhia calcula em 1.100 L o combustível para
uma viagem com o caminhão "A" e 750 L para o caminhão "B".
Quantos caminhões de, cada tipo deverão ser usados no transporte
do produto, com o menor consumo de combustível.
Construindo o modelo, temos:
𝒙𝟏 → 𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒎𝒊𝒏𝒉õ𝒆𝒔 𝑨
𝒙𝟐 → 𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒎𝒊𝒏𝒉õ𝒆𝒔 𝑩
𝑴𝒊𝒏𝒊𝒎𝒊𝒛𝒂𝒓 𝑪 = 𝟏𝟏𝟎𝟎𝒙𝟏 + 𝟕𝟓𝟎𝒙𝟐
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒕é𝒄𝒏𝒊𝒄𝒂𝒔 {
𝟐𝒙𝟏 + 𝟐𝒙𝟐 ≥ 𝟏𝟔
𝟑𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 ≥ 𝟏𝟐
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝒏ã𝒐 𝒏𝒆𝒈𝒂𝒕𝒊𝒗𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 {
𝒙𝟏 ≥ 𝟎
𝒙𝟐 ≥ 𝟎
a) Construir a região de soluções das restrições.
1) 𝟐𝒙𝟏 + 𝟐𝒙𝟐 = 𝟏𝟔 se x1 = 0, então x2 = 8, A(0, 8)
se x2 = 0, então x1 = 8, B(8, 0)
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-28-resolucao-grafica-de-problemas-de-programacao-linear-exercicio-11/
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2) 𝟑𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟏𝟐 se x1 = 0, então x2 = 12, C(0, 12)
se x2 = 0, então x1 = 4, D(4, 0)
b) Teste de região de soluções usando o ponto
(x1 = 1, x2 = 1).
1) 𝟐𝒙𝟏 + 𝟐𝒙𝟐 ≥ 𝟏𝟔 substituindo os valores de x1 = 1, x2 = 1,
obtemos 4 + 4 ≥ 16 ou 8 ≥ 16, o que é FALSA. A solução é
a região oposta ao ponto testado.
2) 𝟑𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 ≥ 𝟏𝟐 substituindo o valore de x1 = 1, x2 = 1,
obtemos 3 + 1 ≥ 12 ou 3 ≥ 12, o que é FALSA. A solução é
a região aposta ao ponto testado.
c) Avaliar o objetivo na região de soluções:
𝑴𝒊𝒏𝒊𝒎𝒊𝒛𝒂𝒓 𝑪 = 𝟏𝟏𝟎𝟎𝒙𝟏 + 𝟕𝟓𝟎𝒙𝟐
Atribuímos dois valores para C:
C = 2200, então 𝟏𝟏𝟎𝟎𝒙𝟏 + 𝟕𝟓𝟎𝒙𝟐 = 𝟐𝟐𝟎𝟎
se x1 = 0, então x2 = 2,93, M(0; 2,93)
se x2 = 0, então x1 = 2, N(2, 0)
C = 4400 , então 𝟏𝟏𝟎𝟎𝒙𝟏 + 𝟕𝟓𝟎𝒙𝟐 = 𝟒𝟒𝟎𝟎
se x1 = 0, então x2 = 5,87, R(0; 5,87)
se x2 = 0, então x1 = 4, S(4, 0)
d) Gráfico:
Região das soluções
x2
x1
6
8
8 0
C = 4400
C = 2200
(1, 1)
1
2
1
P
1
3
C = min
14
2
4
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e) Solução:
Examinando o gráfico, concluímos que o máximo L atinge o maior
valor na região de soluções que é o encontro das retas (1) e (2)
no ponto destacado.
Para acharmos a solução precisamos então resolver o sistema
linear composto pelas duas equações, como vemos a seguir:
{
𝟐𝒙𝟏 + 𝟐𝒙𝟐 = 𝟏𝟔
𝟑𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟏𝟐
Multiplicando todos termos da segunda por (-2) e somado as duas
equações, temos:
{
𝟐𝒙𝟏 + 𝟐𝒙𝟐 = 𝟏𝟔
𝟑𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟏𝟐 . (−𝟐)
{
𝟐𝒙𝟏 + 𝟐𝒙𝟐 − 𝟏𝟔
−𝟔𝒙𝟏 − 𝟐𝒙𝟐 = −𝟐𝟒
𝟐𝒙𝟏 + 𝟐𝒙𝟐 = 𝟏𝟔
−𝟔𝒙𝟏 − 𝟐𝒙𝟐 = −𝟐𝟒
−𝟒𝒙𝟏 = −𝟖
−𝟒𝒙𝟏 = −𝟖 . (−𝟏)
𝟒𝒙𝟏 = 𝟖
𝒙𝟏 =
𝟖
𝟒
= 𝟐
Substituindo em uma das equações, nesse exemplo vamos
substituir na 1ª, e determinar o valor de x2.
𝟐𝒙𝟏 + 𝟐𝒙𝟐 = 𝟏𝟔
𝟐. 𝟐 + 𝟐𝒙𝟐 = 𝟏𝟔
𝟐𝒙𝟐 = 𝟏𝟔 − 𝟒
𝟐𝒙𝟐 = 𝟏𝟐
70
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𝒙𝟐 =
𝟏𝟐
𝟐
= 𝟔
Logo a solução está no ponto P(2, 6).
Substituindo na função objetiva teremos o mínimo.
𝑴𝒊𝒏𝒊𝒎𝒊𝒛𝒂𝒓 𝑪 = 𝟏𝟏𝟎𝟎𝒙𝟏 + 𝟕𝟓𝟎𝒙𝟐
𝑪 = 𝟏𝟏𝟎𝟎. 𝟐 + 𝟕𝟓𝟎. 𝟔
𝑪 = 𝟔. 𝟕𝟎𝟎
é a solução ótima.
Caminhão Tipo A: 2 viagens
Caminhão Tipo B: 6 viagens
Gasto combustível = 6.700 L
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Exercício 8 - solução gráfica
9) Uma companhia fabrica dois produtos P1 e P2 que utilizam os
mesmosrecursos produtivos: matéria-prima, forja e polimento.
Cada unidade de P1 exige 4 horas de forjaria, 2 h de polimento e
utiliza 100 u de matéria-prima. Cada unidade de P2 requer 2 horas
de forjaria, 3 h de polimento e 200 u. de matéria-prima. O preço de
venda de P1 é 1.900 U.m. e de P2, 2.100 u.m. Toda produção tem
mercado garantido. As disponibilidades são de: 20 h de forja; 10 h
de polimento e 500 unidades de matéria-prima, por dia.
a) Determinar as quantidades a produzir de P1 e P2 que otimizem a
receita diária dos produtos.
Construindo o modelo, temos:
𝒙𝟏 → 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒅𝒆 𝑷𝟏
𝒙𝟐 → 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒅𝒆 𝑷𝟐
𝑴𝒂𝒙𝒊𝒎𝒊𝒛𝒂𝒓 𝑹 = 𝟏𝟗𝟎𝟎𝒙𝟏 + 𝟐𝟏𝟎𝟎𝒙𝟐
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒕é𝒄𝒏𝒊𝒄𝒂𝒔 {
𝟏𝟎𝟎𝒙𝟏 + 𝟐𝟎𝟎𝒙𝟐 ≤ 𝟓𝟎𝟎
𝟒𝒙𝟏 + 𝟐𝒙𝟐 ≤ 𝟐𝟎
𝟐𝒙𝟏 + 𝟑𝒙𝟐 ≤ 𝟏𝟎
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝒏ã𝒐 𝒏𝒆𝒈𝒂𝒕𝒊𝒗𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 {
𝒙𝟏 ≥ 𝟎
𝒙𝟐 ≥ 𝟎
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a) Construir a região de soluções das restrições.
1) 𝟏𝟎𝟎𝒙𝟏 + 𝟐𝟎𝟎𝒙𝟐 = 𝟓𝟎𝟎 se x1 = 0, então x2 = 2,5, A(0, 2,5)
se x2 = 0, então x1 = 5, B(5, 0)
2) 𝟒𝒙𝟏 + 𝟐𝒙𝟐 = 𝟐𝟎 se x1 = 0, então x2 = 10, C(0, 10)
se x2 = 0, então x1 = 5, D(5, 0)
3) 𝟐𝒙𝟏 + 𝟑𝒙𝟐 = 𝟏𝟎 se x1 = 0, então x2 = 3,33, F(0; 3,33)
se x2 = 0, então x1 = 5, G(5, 0)
b) Teste de região de soluções usando o ponto
(x1 = 1, x2 = 1).
1) 𝟏𝟎𝟎𝒙𝟏 + 𝟐𝟎𝟎𝒙𝟐 ≤ 𝟓𝟎𝟎 substituindo os valores de x1 = 1, x2 =
1, obtemos 100 + 200 ≤ 500 ou 300 ≤ 500, o que é
VERDADEIRO. A solução é a região do ponto testado.
2) 𝟒𝒙𝟏 + 𝟐𝒙𝟐 ≤ 𝟐𝟎 substituindo o valore de x1 = 1, x2 = 1,
obtemos 4 + 2 ≤ 20 ou 8 ≤ 20, o que é VERDADEIRO. A
solução é a região do ponto testado.
3) 𝟐𝒙𝟏 + 𝟑𝒙𝟐 ≤ 𝟏𝟎 substituindo o valore de x1 = 1, x2 = 1,
obtemos 2 + 3 ≤ 10, 5 ≤ 10 o que é VERDADEIRO. A
solução é a região do ponto testado.
c) Avaliar o objetivo na região de soluções:
𝑴𝒂𝒙𝒊𝒎𝒊𝒛𝒂𝒓 𝑹 = 𝟏𝟗𝟎𝟎𝒙𝟏 + 𝟐𝟏𝟎𝟎𝒙𝟐
Atribuímos dois valores para L:
L = 4200, então 𝟏𝟗𝟎𝟎𝒙𝟏 + 𝟐𝟏𝟎𝟎𝒙𝟐 = 𝟒𝟐𝟎𝟎
se x1 = 0, então x2 = 2, M(0, 2)
se x2 = 0, então x1 = 2,21, N(2,21; 0)
L = 8400 , então 𝟏𝟗𝟎𝟎𝒙𝟏 + 𝟐𝟏𝟎𝟎𝒙𝟐 = 𝟖𝟒𝟎𝟎
se x1 = 0, então x2 = 4, R(0, 4)
se x2 = 0, então x1 = 4,42, S(4,42; 0)
d) Gráfico:
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e) Solução:
Examinando o gráfico, concluímos que o máximo L atinge o maior
valor na região de soluções que é o encontro das retas (1) e (2) e
(3) no ponto destacado P(5, 0).
Logo a solução está no ponto P(5, 0).
Substituindo na função objetiva teremos o máximo.
𝑴𝒂𝒙𝒊𝒎𝒊𝒛𝒂𝒓 𝑹 = 𝟏𝟗𝟎𝟎𝒙𝟏 + 𝟐𝟏𝟎𝟎𝒙𝟐
L = 𝟏𝟗𝟎𝟎 . 𝟓 + 𝟐𝟏𝟎𝟎. 𝟎
L = 9500
é a solução ótima.
b) Suponha que os custos dos insumos sejam:
matéria-prima 1 u.m. por unidade
forjaria 150 u.m. por hora
polimento 100 u.m. por hora
Qual o plano de produção que maximiza o lucro diário?
Como só iremos fabricar P1, temos:
P1 Forja Polimento Matéria Prima
Para cada P1,
usamos
4 2 100
5 . P1 20 10 500
Agora vamos calcular o custo de se produzir as 5 unidades de P1:
Região das soluções
x2
x1
2,5
3,3
0 5
10
L = 4200
L = 8400
3
(1, 1)
1
1
1
L = máx
P
2
2
4
4
2
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C = 150 . 20 + 100 . 10 + 1 . 500
C = 3000 + 1000 + 500
C = 4500
Bom como sabemos que a receita é de 9500 e custo é de 4500,
agora vamos calcular o lucro.
L = R – C
L = 9500 – 4500
L = 5000
a) P1 = 5 unidades
P2 = 0 unidades
Receita = 9.500
b) P1 = 5 unidades
P2 = 0 unidades
Receita = 5.000
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Exercício 9 - solução gráfica
10) Uma refinaria produz gasolina bruta e gasóleo a partir de
petróleo. A obtenção de gasolina envolve 3 operações: destilação
atmosférica, dessulfuração e reforming catalítico. Para o gasóleo as
operações são: destilação atmosférica, dessulfuração e
craqueamento catalítico. Os reservatórios nos quais essas operações
são processadas têm capacidade limitada. Tem-se um reservatório
especial para cada operação acima citada, e suas capacidades
anuais estão na tabela:
RESERVATÓRIO GASOLINA BRUTA (t/ANO) GASÓLEO (t/ANO)
destilação atmosférica 500.000 600.000
dessulfuração 700.000 500.000
reforming catalítico 400.000 ...
craqueamento catalítico ... 450.000
Qual o plano anual de produção que maximiza o lucro da refinaria para
esses produtos, se os lucros por tonelada são: gasolina: 7 u.m.; gasóleo:
5 u.m.?
Construindo o modelo, temos:
𝒙𝟏 → 𝑻𝒐𝒏𝒆𝒍𝒂𝒅𝒂𝒔 𝒅𝒆 𝒈𝒂𝒔𝒐𝒍𝒊𝒏𝒂
𝒙𝟐 → 𝑻𝒐𝒏𝒆𝒍𝒂𝒂𝒔 𝒅𝒆 𝒈𝒂𝒔ó𝒍𝒆𝒐
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𝑴𝒂𝒙𝒊𝒎𝒊𝒛𝒂𝒓 𝑳 = 𝟕𝒙𝟏 + 𝟓𝒙𝟐
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒕é𝒄𝒏𝒊𝒄𝒂𝒔 {
𝒙𝟏 ≤ 𝟒𝟎𝟎
𝒙𝟐 ≤ 𝟒𝟓𝟎
𝟏, 𝟐𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 ≤ 𝟔𝟎𝟎
𝒙𝟏 + 𝟏, 𝟒𝒙𝟐 ≤ 𝟕𝟎𝟎
𝒓𝒆𝒔𝒕𝒓𝒊çõ𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝒏ã𝒐 𝒏𝒆𝒈𝒂𝒕𝒊𝒗𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 {
𝒙𝟏 ≥ 𝟎
𝒙𝟐 ≥ 𝟎
a) Construir a região de soluções das restrições.
1) 𝒙𝟏 = 𝟒𝟎𝟎 para todo x2, x1 = 400, F(400, 0), G(400, 100)
2) 𝒙𝟐 = 𝟒𝟓𝟎 para todo x1, x2 = 450, H(0, 450), J(100, 450)
3) 𝟏, 𝟐𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟔𝟎𝟎 se x1 = 0, então x2 = 600, A(0, 600)
se x2 = 0, então x1 = 500, B(500, 0)
4) 𝒙𝟏 + 𝟏, 𝟒𝒙𝟐 = 𝟕𝟎𝟎 se x1 = 0, então x2 = 500, C(0, 500)
se x2 = 0, então x1 = 700, D(700, 0)
b) Teste de região de soluções usando o ponto
(x1 = 100, x2 = 100).
5) 𝒙𝟏 ≤ 𝟒𝟎𝟎 substituindo os valores de x1 = 100, obtemos 100
≤ 400, o que é VERDADEIRO. A solução é a região do ponto
testado.
6) 𝒙𝟐 ≤ 𝟒𝟓𝟎 substituindo o valore de x1 = 100, obtemos 100 ≤
450, o que é VERDADEIRO. A solução é a região do ponto
testado.
7) 𝟏, 𝟐𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 ≤ 𝟔𝟎𝟎 substituindo o valore de x1 = 100, x2 = 100,
obtemos 120 + 100 ≤ 600 ou 220 ≤ 600, o que é
VERDADEIRO. A solução é a região do ponto testado.
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8) 𝒙𝟏 + 𝟏, 𝟒𝒙𝟐 ≤ 𝟕𝟎𝟎 substituindo o valore de x2 = 100, x2 = 100,
obtemos 100 + 140 ≤ 700 ou 240 ≤ 700, o que é
VERDADEIRO. A solução é a região do ponto testado.
c) Avaliar o objetivo na região de soluções:
𝑴𝒂𝒙𝒊𝒎𝒊𝒛𝒂𝒓 𝑳 = 𝟕𝒙𝟏 + 𝟓𝒙𝟐
Atribuímos dois valores para L:
L = 3500, então 𝟕𝒙𝟏 + 𝟓𝒙𝟐 = 𝟑𝟓𝟎𝟎
se x1 = 0, então x2 = 7, M(0, 700)
se x2 = 0, então x1 = 500, N(500, 0)
L = 7000 , então 𝟕𝒙𝟏 + 𝟓𝒙𝟐 = 𝟕𝟎𝟎𝟎
se x1 = 0, então x2 = 1400, R(0, 1400)
se x2 = 0, então x1 = 1000, S(1000, 0)
d) Gráfico:
e) Solução:
Examinando o gráfico, concluímos que o máximo L atinge o maior
valor na região de soluções que é o encontro das retas (1) e (3)
no ponto destacado.
Para acharmos a solução precisamos então resolver o sistema
linear composto pelas duas equações, como vemos a seguir:
Cada 1 um = 100
Região das soluções
x2
x1
5
7
0 5
14
L = 7000
L = 3500
3
(1, 1)
1
1
1
L = máx
P
6
7
4,5
4
2
10
4
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{
𝒙𝟏 = 𝟒𝟎𝟎
𝟏, 𝟐𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟔𝟎𝟎Como 𝒙𝟏 = 𝟒𝟎𝟎, vamos substituir este valor na segunda equação
para determinar x2.
𝟏, 𝟐𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = 𝟔𝟎𝟎
𝟏, 𝟐 . 𝟒𝟎𝟎 + 𝒙𝟐 = 𝟔𝟎𝟎
𝒙𝟐 = 𝟔𝟎𝟎 − 𝟒𝟖𝟎
𝒙𝟐 = 𝟏𝟐𝟎
Logo a solução está no ponto P(400, 120).
Substituindo na função objetiva teremos o máximo.
𝑴𝒂𝒙𝒊𝒎𝒊𝒛𝒂𝒓 𝑳 = 𝟕𝒙𝟏 + 𝟓𝒙𝟐
𝑳 = 𝟕. 𝟒𝟎𝟎 + 𝟓 . 𝟏𝟐𝟎
L = 3400
Lembrando que no início simplificamos o valor da gasolina e
gasóleo dividindo-os por 1000, agora para resposta devemos
multiplicar por 1000 para termos o valor real.
Gasolina: 400.000t/ano
Gasóleo: 120.000t/ano
Lucro: 3.400.000
é a solução ótima.
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Exercício 10 - solução gráfica
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O Método Simplex
Apresentação
Esse método é formado por um grupo de critérios para escolha de
sol lições básicas que melhorem o desempenho do modelo, e também de
um teste de otimalidade. Para isso, o problema deve apresentar uma
solução básica inicial. As soluções básicas subsequentes são calculadas
com a troca de variáveis básicas por não básicas, gerando novas
soluções.
Os critérios para escolha de vetores e consequentemente das
variáveis que entram e saem para a formação da nova base constituem o
centro do simplex.
Suponhamos inicialmente que o modelo apresente uma solução
básica inicial. Os modelos com restrições do tipo ≤ e com termos da
direita não negativos têm uma solução básica formada pelas variáveis de
folga.
Exemplo:
No modelo:
maximizar z = 3x1 + 5x2
sujeito a:
{
2𝑥1 + 4𝑥2 ≤ 10
6𝑥1 + 𝑥2 ≤ 20
𝑥1 − 𝑥2 ≤ 30
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
Acrescentando as variáveis de folga nas restrições:
Cada restrição técnica foi criada com um sinal “≤”, “≥” ou “=”, logo para
podermos resolver o problema devemos transformá-las sempre em
equações, isso significa que devemos transformar as inequações em
equações.
Para fazer esta transformação basta lembrarmos de que, se o 1º termo é
menor que o segundo, ao adicionarmos ao 1º termo o que falta para ele
se igualar ao 2º teremos nossa equação equivalente a inequação original.
Note que a lógica também funciona para a situação contrária, se o 1º
membro é maior que o segundo, basta subtrair dele o que o deixa maior
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que o 2º e também termos uma equação equivalente a inequação
original.
Assim teremos no nosso exemplo:
Na primeira inequação, temos:
2𝑥1 + 4𝑥2 ≤ 10
Como o 1º membro é menor que o segundo iremos adicionar uma nova
variável no 1º membro que o deixará igual ao segundo.
Usaremos a notação "𝑥𝐹1" para representar esta variável, “𝑥𝐹1 = variável
de folga da 1º inequação”, ficando então transformada na equação:
2𝑥1 + 4𝑥2 + 𝑥𝐹1 = 10
Fazendo o mesmo para as demais, teremos:
{
2𝑥1 + 4𝑥2 + 𝑥𝐹1 = 10
6𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥𝐹2 = 20
𝑥1 − 𝑥2 + 𝑥𝐹3 = 30
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
𝑥𝐹1 ≥ 0
𝑥𝐹2 ≥ 0
𝑥𝐹3 ≥ 0
Podemos visualizar uma solução formada pelas variáveis de folga.
Basta fazer x1 = 0 e x2 = 0 e teremos:
xF1 = 10, xF2 = 20, xF3 = 30. Ou escrevendo na forma de vetores:
|
1
0
0
| 𝑥𝐹1 + |
0
1
0
| 𝑥𝐹2 + |
0
0
1
| 𝑥𝐹3 = |
10
20
30
|
Os vetores do primeiro membro constituem urna base do R3, e a
solução neste caso é uma solução básica inicial:
x1 = 0, x2 = 0, xF1 = 10, xF2 = 20 e xF3 = 30,
formada portanto pelas variáveis de folga.
Descrição do Método Geral para Maximização
1ª Parte: Teste de otimalidade para a solução.
Consiste em avaliar o efeito da permuta de uma variável básica por
outra não básica, com a consequente formação de nova solução. Se a
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entrada de uma variável não básica puder melhorar o desempenho do
sistema, a solução testada não é ótima.
Essa avaliação é possível quando a função objetivo está escrita
somente em termos das variáveis não básicas.
Voltando ao exemplo anterior, a função objetivo está escrita na
forma:
𝑀𝐴𝑋 𝑍 = 3𝑥1 + 5𝑥2
e obtivemos, fazendo x1 = 0, x2 = 0, uma solução básica inicial formada
pelas variáveis de folga xF1 = 10, xF2 = 20 e xF3 = 30.
No caso, as variáveis básicas são xF1, xF2 e xF3, e as não básicas x1
e x2.
Portanto, a função objetivo está escrita com as variáveis não
básicas.
Examinando a função objetivo e a solução inicial x1 = 0, x2 = 0 e z =
0, com Z = 3x1 + 5x2, temos:
Se x1 entra na base com valor 1, o valor de z passa de z = 0 para z
= 3, aumentando 3 unidades, exatamente o valor do coeficiente de x1.
Se x2 entra na base com valor 1, à valor de z passa de z = 0 para z
= 5, aumentando 5 unidades, exatamente o valor do coeficiente de x2.
Por outro lado, se o coeficiente de x1 ou x2 fosse negativo, a entrada
dessa variável diminuiria o valor de z, de acordo com seu coeficiente.
Podemos concluir que enquanto a função objetivo apresentar variáveis
não básicas com coeficientes positivos, ela poderá ser aumentada, não
sendo portanto a solução ótima.
Vamos reescrever, agora, a função objetivo com todas as variáveis
à esquerda:
𝑍 = 3𝑥1 + 5𝑥2 ⟹ 𝑍 − 3𝑥1 − 5𝑥2 = 0
Os coeficientes positivos à direita são negativos à esquerda,
portanto, coeficientes negativos à esquerda indicam que o valor de z
pode ser aumentado com a entrada da variável na base, e na proporção
de seu coeficiente. Escrito dessa forma, a solução testada só será ótima
quando as variáveis não básicas não apresentarem coeficientes
negativos.
2ª Parte: Cálculo da nova solução básica
80
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a) Variável que entra na base: entra na base a variável com
coeficiente negativo de maior valor absoluto. A ideia é melhorar
rapidamente o valor dez.
Examinando a função objetivo do exemplo anterior:
𝑍 = 3𝑥1 + 5𝑥2 𝑜𝑢 𝑍 − 3𝑥1 − 5𝑥2 = 0
entra a variável x2 pois cada unidade a mais em x2 aumenta z em 5
unidades.
Para determinarmos a variável que entra devemos escolher a que
apresenta o menor valor negativo como coeficiente, no nosso exemplo o
coeficiente é (-5), e logo a variável será x2.
b) Variável que sai: sai a variável que primeiro se anula com a
entrada da variável escolhida no item anterior, no caso x2, que entra
com maior valor possível.
Ela pode ser descoberta dividindo-se os termos da direita das
restrições técnicas pelos seus respectivos coeficientes positivos da
variável que entra. O menor valor positivo indica que a variável básica
dessa linha é a que primeiro se anula e sairá da base, logo essa linha
será a que sai.
Obs.:
Perceba que quando o coeficiente é negativo o resultado da divisão
será negativo e por isso este será descartado.
No exemplo:
A última divisão (30 (-1)) não pode ser considerada, pois daria valor
negativo para a variável na próxima base, o que não é possível. Portanto,
sai a variável da primeira linha, no caso xF1.
81
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c) Elemento pivô
A coluna da variável que entra e a linha da variável que sai identificam
um elemento comum chamado pivô.
A linha da variável que sai é também a linha pivô. No caso, a primeira
linha é a pivô e o coeficiente 4 de x2 é o elemento pivô.
d) Calculando a nova solução
d1. Vamos organizar a função objetivo e restrições numa tabela com
colunas formadas pelos coeficientes de cada variável e outra dos termos
independentes.
z x1 x2 xF1 xF2 xF3 b
1 -3-5 0 0 0 0
0 2 4 1 0 0 10 → 𝑆𝑎𝑖 (𝑙𝑖𝑛ℎ𝑎 𝑝𝑖𝑣ô)
0 6 1 0 1 0 20
0 1 -1 0 0 1 30
↑
𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎
d2. Dividimos a linha pivô pelo valor do elemento pivô, obtendo uma
nova linha com pivô unitário.
Linha pivô: 0 2 (4) 1 0 0 10
Dividindo por 4: 0 0,5 (1) 0,25 0 0 2,5 → 𝑛𝑜𝑣𝑎 𝑙𝑖𝑛ℎ𝑎 𝑝𝑖𝑣ô
d3. Vamos reescrever cada uma das outras linhas da seguinte maneira:
1º - Multiplicar os elementos da nova linha pivô pelo coeficiente da
variável que entra da outra linha, com sinal trocado.
2º - Somar termo a termo com os elementos da linha original.
Voltando ao exemplo:
Coeficiente da variável que entra (x2) na primeira linha é -5.
Então:
Nova linha pivô 0 0,5 (1) 0,25 0 0 2,5
x 5 0 2,5 5 1,25 0 0 12,5
+ primeira linha 1 -3 -5 0 0 0 0
Soma = nova
Primeira linha:
1 -0,5 0 1,25 0 0 12,5
82
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O coeficiente da variável que entra (x2) na terceira linha é 1.
Então:
Nova linha pivô 0 0,5 1 0,25 0 0 2,5
x (-1) 0 -0,5 -1 -0,25 0 0 -2,5
+ terceira linha 0 6 1 0 1 0 20
Soma = nova
terceira linha:
0 5,5 0 -0,25 1 0 17,5
O coeficiente da variável que entra na quarta linha é -1.
Então:
Nova linha pivô 0 0,5 1 0,25 0 0 2,5
x (1) 0 0,5 1 0,25 0 0 2,5
+ quarta linha 0 1 -1 0 0 1 30
Soma = nova
quarta linha:
0 1,5 0 0,25 0 1 32,5
Reescrevendo a nova tabela com os resultados obtidos teremos:
z x1 x2 xF1 xF2 xF3 b
1 -0,5 0 1,25 0 0 12,5
0 0,5 1 0,25 0 0 2,5
0 5,5 0 -0,25 1 0 17,5
0 1,5 0 0,25 0 1 32,5
De onde concluímos a nova solução:
Variáveis não básicas Variáveis básicas Valor de z
x1 = 0 x2 = 2,5 z= 12,5
xF1 = 0 xF2 = 17,5
xF3 = 32,5
A função objetivo na nova solução está escrita em termos das
variáveis não básicas x1 e xF1. As variáveis básicas têm coeficientes
nulos.
A solução obtida tem z = 12,5, contra z = O da solução inicial. É
melhor, mas ainda não é ótima, pois o coeficiente de x1 na função
objetivo é negativo.
Cálculo da nova solução:
Variável que entra: x1 (coeficiente negativo de maior valor absoluto
na função objetivo)
83
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Variável que sai:
Vamos dividir os termos independentes pelos coeficientes positivos de x1.
2,5 ÷ 0,5 = 5
17,5 ÷ 5,5 = 3, 18 → menor valor: sai a variável dessa linha no caso xF2
32,5 ÷ 1,5 = 21,67
Nova linha pivô = terceira linha
Elemento pivô: 5,5
Nova linha pivô = linha pivô ÷ 5,5
Linha pivô: 0 5,5 0 -0,25 1 0 17,5
÷5,5 0 1 0 -0,045 0,18 0 3,18
o coeficiente da variável que entra (x1) na primeira linha é -0,5. Então:
Nova linha pivô: 0 1 0 -0,045 0,18 0 3,18
x (0,5) 0 0,5 0 -0,022 0,09 0 1,59
+ primeira linha 1 -0,5 0 1,25 0 0 12,5
Soma = nova
Primeira linha:
1 0 0 1,227 0,09 0 14,09
o coeficiente da variável que entra (x1) na segunda linha é 0,5. Então:
Nova linha pivô: 0 1 0 -0,045 0,18 0 3,18
x (-0,5) 0 -0,5 0 0,022 -0,09 0 -1,59
+ segunda linha 0 0,5 1 0,25 0 0 2,5
Soma = nova
segunda linha:
0 0 1 0,272 -0,09 0 0,91
o coeficiente da variável que entra (x1) na quarta linha é 1,5. Então:
Nova linha pivô: 0 1 0 -0,045 0,18 0 3,18
x (-1,5) 0 -1,5 0 0,067 -0,27 0 -4,77
+ quarta linha 0 1,5 0 0,25 0 1 32,5
Soma = nova
quarta linha:
0 0 0 0,317 -0,27 1 27,73
Reescrevendo a nova tabela com os resultados obtidos teremos:
z x1 x2 xF1 xF2 xF3 b
1 0 0 1,227 0,09 0 14,09
0 0 1 0,272 -0,09 0 0,91
0 1 0 -0,045 0,18 0 3,18
0 0 0 0,317 -0,27 1 27,73
A nova solução será portanto: .
Variáveis não básicas Variáveis básicas Valor de z
xF1 = 0 x1 = 3,18 z= 14,09
xF2=0 x2 = 0,91
xF3 = 27,73
84
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A função objetivo está escrita em termos das variáveis não básicas
xF1 e xF2, pois os coeficientes das variáveis básicas são nulos. O valor de
z passou de z. = 12,5 para z = 14,09. Essa solução é ótima, pois os
coeficientes das variáveis não básicas na função objetivo são positivos.
Se xF1 ou xF2 entrar na base, o valor de z diminui, contrariando o
objetivo.
Assista agora a Vídeo Aula:
Modelo geral do Simplex - exemplo 1
Exemplo 2:
Maximizar z = 2x1 + 3x2 + x3
Sujeito a:
{
𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3 ≤ 40
2𝑥1 + 𝑥2 − 𝑥3 ≤ 20
3𝑥1 + 2𝑥2 − 𝑥3 ≤ 30
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
𝑥3 ≥ 0
a. Colocar as variáveis de folga e as variáveis da função objetivo à
esquerda:
Maximizar z - 2x1 – 3x2 – x3 = 0
Sujeito a:
{
𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3 + 𝑥𝐹1 = 40
2𝑥1 + 𝑥2 − 𝑥3 + 𝑥𝐹2 = 20
3𝑥1 + 2𝑥2 − 𝑥3 + 𝑥𝐹3 = 30
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
𝑥3 ≥ 0
𝑥𝐹1 ≥ 0
𝑥𝐹2 ≥ 0
𝑥𝐹3 ≥ 0
No quadro teremos:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 -2 -3 -1 0 0 0 0
0 1 1 1 1 0 0 40
0 2 1 -1 0 1 0 20
0 3 2 -1 0 0 1 30 → 𝑆𝑎𝑖 (𝑙𝑖𝑛ℎ𝑎 𝑝𝑖𝑣ô)
↑
𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎
b. Solução básica inicial:
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-32-resolucao-pelo-simplex-exemplo-1/
85
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Variáveis não básicas Variáveis básicas Valor de z
x1 = 0 xF1 = 40 z=0
x2 = 0 xF2 = 20
x3 = 0 xF3 = 30
c. Teste da solução: A solução não é ótima, pois tem coeficientes
negativos na função objetivo.
d. Cálculo da nova solução
- Variável que entra: x2 (coeficiente negativo de maior valor
absoluto)
- Variável que sai (termos independentes divididos pelos coeficientes
de x2): 40 ÷ 1 = 40
20 ÷ 1 = 20
30 ÷ 2 = 15
Menor valor: 15. Sai a variável da quarta linha (xF3).
Linha pivô: quarta linha
Elemento pivô: 2
- Dividindo a linha pivô por 2, temos:
Nova linha pivô: (0 1,5 1 -0,5 0 0 0,5 15)
Cálculo da nova primeira linha (coeficiente da variável que entra = -3)
Nova linha pivô: 0 1,5 1 -0,5 0 0 0,5 15
x (3) 0 4,5 3 -1,5 0 0 1,5 45
+ primeira linha 1 -2 -3 -1 0 0 0 0
Soma = nova
Primeira linha:
1 2,5 0 -2,5 0 0 1,5 45
Cálculo da nova segunda linha (coeficiente da variável que entra = 1)
Nova linha pivô: 0 1,5 1 -0,5 0 0 0,5 15
x (-1) 0 -1,5 -1 0,5 0 0 -0,5 -15
+ segunda linha 0 1 1 1 1 0 0 40
Soma = nova
segunda linha:
0 -0,5 0 1,5 1 0 -0,5 25
Cálculo da nova terceira linha (coeficiente da variável que entra = 1)
Nova linha pivô: 0 1,5 1 -0,5 0 0 0,5 15
x (-1) 0 -1,5 -1 0,5 0 0 -0,5 -15
+ terceira linha 0 2 1 -1 0 1 0 20
Soma = nova
terceira linha:
0 0,5 0 -0,5 0 1 -0,5 5
Reescrevendo a nova tabela com os resultados obtidos teremos:
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z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 2,5 0 -2,5 0 0 1,5 45
0 -0,5 0 1,5 1 0 -0,5 25
0 0,5 0 -0,5 0 1 -0,5 5
0 1,5 1 -0,5 0 0 0,5 15
Nova solução:
Variáveis básicas Variáveis não básicas Valor de z
x2 = 15 x1 = 0 z=45
xF1 = 25 x3=0
xF2=5 xF3=0
Essa solução não é ótima, pois o coeficiente de x3 na função objetivo
é negativo (-2,5).
Cálculo da nova solução:
- Variável que entra: x3 (coeficiente negativo de maior valor
absoluto)
- Variável que sai: 25 ÷ 1,5 = 16,67
5 ÷ (-0,5) = -10
1,5 ÷ (-0,5) = -30
desconsiderados, pois dariam valor negativo para a variável na
próxima solução. Sai portanto a variável da segunda linha: xF1
- Linha pivô: segunda linha
- Elemento pivô: 1,5
- Nova linha pivô: linha pivô ÷ 1,5
0 -0,33 0 1 0,67 O -0,333 16,67
Cálculo da nova primeira linha (coeficiente da variável que entra = -2,5)
Nova linha pivô: 0 -0,33 0 1 0,67 0 -0,33 16,67
x (2,5) 0 -0,83 0 2,5 1,67 0 -0,83 41,67
+ primeira linha 0 2,5 0 -2,5 0 0 1,5 45
Soma = nova
Primeira linha:
0 1,67 0 0 1,67 0 0,67 86,67
Cálculo da nova terceira linha (coeficienteda variável que entra = -0,5)
Nova linha Pivô: 0 -0,33 0 1 0,67 0 -0,33 16,67
x (0,5) 0 -0,165 0 0,5 0,335 0 -0,165 8,335
+ terceira linha 0 0,5 0 -0,5 0 1 -0,5 5
Soma = nova
terceira linha:
0 0,335 0 0 0,335 1 -0,66 13,335
87
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Cálculo da nova quarta linha (coeficiente da variável que entra = -0,5)
Nova linha
pivô:
0 -0,33 0 1 0,67 0 -0,33 16,67
x (0,5) 0 -0,165 0 0,5 0,335 0 -0,165 8,335
+ quarta linha 0 1,5 1 -0,5 0 0 0,5 15
Soma = nova
quarta linha:
0 1,335 1 0 0,335 0 0,335 23,335
Reescrevendo a nova tabela:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 1,67 0 0 1,67 0 0,67 86,67
0 -0,33 0 1 0,67 0 -0,33 16,67
0 0,335 0 0 0,335 1 -0,665 13,335
0 1,335 1 0 0,335 0 0,335 23,335
Nova solução:
Variáveis básicas Variáveis não básicas Objetivo
x2=23,335 x1 = 0 z= 86,67
x3=16,67 xF1 = 0
xF2 = 13,335 xF3= 0
A solução é ótima, pois todos os coeficientes na função objetivo são positivos.
Assista agora a Vídeo Aula:
Modelo geral do Simplex - exemplo 2
Exercícios
01) Resolver o modelo em programação linear, usando o método Simplex.
Max. z= x1 + 2x2 + 3x3
Sujeito a:
{
𝑥1 + 2𝑥2 + 𝑥3 ≤ 40
2𝑥1 + 3𝑥2 ≤ 30
4𝑥2 + 2𝑥3 ≤ 20
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
𝑥3 ≥ 0
Resolução:
a) Reescrevendo a função objetivo e passando as inequações de restrição para
equações, colocando as devidas folgas, temos:
z - x1 - 2x2 – 3x3 = 0
𝑥1 + 2𝑥2 + 𝑥3 + 𝑥𝐹1 = 40
2𝑥1 + 3𝑥2 + 𝑥𝐹2 = 30
4𝑥2 + 2𝑥3 + 𝑥𝐹3 = 20
b) Montamos a tabela:
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-33-resolucao-pelo-simplex-exemplo-2/
88
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z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 -1 -2 -3 0 0 0 0
0 1 2 1 1 0 0 40
0 2 3 0 0 1 0 30
0 0 4 2 0 0 1 20
c) Na função objetivo identificamos a variável que entra localizando o maior
coeficiente.
z= x1 + 2x2 + 3x3
Logo a variável que entra será (x3)
d) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de (x3 -
a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai (o menor
resultado positivo).
b x3
0 -3 Não fazemos conta com a função objetivo
40 ÷ 1 = 40
30 ÷ 0 = Não existe
20 ÷ 2 = 10 → sai
e) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 -1 -2 -3 0 0 0 0
0 1 2 1 1 0 0 40
0 2 3 0 0 1 0 30
0 0 4 2 0 0 1 20 sai
entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (2).
f) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os elementos
da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 0 4 2 0 0 1 20
÷ (2) 0 0 2 1 0 0 0,5 10 →Nova linha pivô
g) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de x3 na primeira linha é (-3), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (3).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 0 2 1 0 0 0,5 10
x(3) 0 0 6 3 0 0 1,5 30
+ 1ª linha 1 -1 -2 -3 0 0 0 0
Nova 1ª linha 1 -1 4 0 0 0 1,5 30
O coeficiente de x3 na segunda linha é (1), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-1).
89
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Nova 2ª linha
Nova linha pivô 0 0 2 1 0 0 0,5 10
x(-1) 0 0 -2 -1 0 0 -0,5 -10
+ 2ª linha 0 1 2 1 1 0 0 40
Nova 2ª linha 0 1 0 0 1 0 -0,5 30
O coeficiente de x3 na terceira linha é (0), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (0).
Nova 3ª linha
Nova linha pivô 0 0 2 1 0 0 0,5 10
x(0) 0 0 0 0 0 0 0 0
+ 3ª linha 0 2 3 0 0 1 0 30
Nova 3ª linha 0 2 3 0 0 1 0 30
h) Reescrevendo a tabela, temos:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 -1 4 0 0 0 1,5 30
0 1 0 0 1 0 -0,5 30
0 2 3 0 0 1 0 30
0 0 2 1 0 0 0,5 10
De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
x3 = 10 x2 = 0 z = 30
xF1 = 30 xF3 = 0
xF2 = 30 x1 = 0
A solução não é ótima pois o coeficiente de x1 na função objetivo é (-1),
então vamos recalcular tudo iniciando desta ultima tabela.
a)
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 -1 4 0 0 0 1,5 30
0 1 0 0 1 0 -0,5 30
0 2 3 0 0 1 0 30
0 0 2 1 0 0 0,5 10
Olhando na linha da função objetivo escolhemos o maior número negativo para
determinar a coluna que entra, no nosso caso só temos o coeficiente de x1 que é
(-1)
b) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de (x1 -
a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai (o menor
resultado positivo).
90
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b x1
30 -1 Não fazemos conta com a função objetivo
30 ÷ 1 = 30
30 ÷ 2 = 15 → sai
10 ÷ 0 = Não existe
c) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 -1 4 0 0 0 1,5 30
0 1 0 0 1 0 -0,5 30
0 2 3 0 0 1 0 30 sai
0 0 2 1 0 0 0,5 10
entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (2).
d) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os elementos
da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 2 3 0 0 1 0 30
÷ (2) 0 1 1,5 0 0 0,5 0 15 →Nova linha pivô
e) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de x1 na primeira linha é (-1), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (1).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 1 1,5 0 0 0,5 0 15
x(1) 0 1 1,5 0 0 0,5 0 15
+ 1ª linha 1 -1 4 0 0 0 1,5 30
Nova 1ª linha 1 0 5,5 0 0 0,5 1,5 45
O coeficiente de x1 na segunda linha é (1), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-1).
Nova 2ª linha
Nova linha pivô 0 1 1,5 0 0 0,5 0 15
x(-1) 0 -1 -1,5 0 0 -0,5 0 -15
+ 2ª linha 0 1 0 0 1 0 -0,5 30
Nova 2ª linha 0 0 -1,5 0 1 -0,5 -0,5 15
O coeficiente de x1 na quarta linha é (0), então multiplicaremos a linha pivô pelo seu
oposto (0).
Nova 4ª linha
Nova linha pivô 0 1 1,5 0 0 0,5 0 15
x(0) 0 0 0 0 0 0 0 0
+ 4ª linha 0 0 2 1 0 0 0,5 10
Nova 4ª linha 0 0 2 1 0 0 0,5 10
91
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f) Reescrevendo a tabela, temos:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 0 5,5 0 0 0,5 1,5 45
0 0 -1,5 0 0 -0,5 -0,5 15
0 1 1,5 0 0 0,5 0 15
0 0 2 1 0 0 0,5 10
De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
x3 = 10 x2 = 0 z = 45
x1 = 15 xF3 = 0
xF1 = 15 xF2 = 0
Agora a solução é ótima z = 45.
Assista agora a Vídeo Aula:
Modelo geral do Simplex - exercício 1
02) Resolver o modelo em programação linear, usando o método Simplex.
Max. z= 2x1 + x2 + x3
Sujeito a:
{
𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3 ≤ 50
2𝑥1 + 𝑥2 + 2𝑥3 ≤ 60
3𝑥1 + 𝑥2 ≤ 93
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
𝑥3 ≥ 0
Resolução:
a) Reescrevendo a função objetivo e passando as inequações de restrição para
equações, colocando as devidas folgas, temos:
z - 2x1 - x2 – x3 = 0
𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3 + 𝑥𝐹1 = 50
2𝑥1 + 𝑥2 + 2𝑥3 + 𝑥𝐹2 = 60
3𝑥1 + 𝑥3 + 𝑥𝐹3 = 93
b) Montamos a tabela:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 -2 -1 -1 0 0 0 0
0 1 1 1 1 0 0 50
0 2 1 2 0 1 0 60
0 3 1 0 0 0 1 93
c) Na função objetivo identificamos a variável que entra localizando o maior
coeficiente.
z= 2x1 + x2 + x3
Logo a variável que entra será (x1)
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-71-simplex-exercicio-1/
92
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d) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de (x1 -
a variável que entra nesse exercício) e encontraremosa linha que sai (o menor
resultado positivo).
b x1
0 -2 Não fazemos conta com a função objetivo
50 ÷ 1 = 50
60 ÷ 2 = 30 → sai
93 ÷ 3 = 31
e) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 -2 -1 -1 0 0 0 0
0 1 1 1 1 0 0 50
0 2 1 2 0 1 0 60 sai
0 3 1 0 0 0 1 93
entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (2).
f) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os elementos
da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 2 1 2 0 1 0 60
÷ (2) 0 1 0,5 1 0 0,5 0 30 →Nova linha pivô
g) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de x1 na primeira linha é (-2), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (2).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 1 0,5 1 0 0,5 0 30
x(2) 0 2 1 2 0 1 0 60
+ 1ª linha 1 -2 -1 -1 0 0 0 0
Nova 1ª linha 1 0 0 1 0 1 0 60
O coeficiente de x1 na segunda linha é (1), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-1).
Nova 2ª linha
Nova linha pivô 0 1 0,5 1 0 0,5 0 30
x(-1) 0 -1 -0,5 -1 0 -0,5 0 -30
+ 2ª linha 0 1 1 1 1 0 0 50
Nova 2ª linha 0 0 0,5 0 1 -0,5 0 20
93
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O coeficiente de x1 na quarta linha é (3), então multiplicaremos a linha pivô pelo seu
oposto (-3).
Nova 4ª linha
Nova linha pivô 0 1 0,5 1 0 0,5 0 30
x(-3) 0 -3 -1,5 -3 0 -1,5 0 -90
+ 4ª linha 0 3 1 0 0 0 1 93
Nova 4ª linha 0 0 -0,5 -3 0 -1,5 1 3
h) Reescrevendo a tabela, temos:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 0 0 1 0 1 0 60
0 0 0,5 0 1 -0,5 0 20
0 1 0,5 1 0 0,5 0 30
0 0 -0,5 -3 0 -1,5 1 3
De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
x1 = 30 x2 = 0 z = 60
xF1 = 20 x3 = 0
xF2 = 3 xF2 = 0
A solução é ótima e z = 60.
Assista agora a Vídeo Aula:
Modelo geral do Simplex - exercício 2
03) Resolver o modelo em programação linear, usando o método Simplex.
Max z = 5x1 + 6x2
Sujeito a:
{
2𝑥1 + 𝑥2 ≤ 50
𝑥1 + 𝑥2 ≤ 90
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
Resolução:
a) Reescrevendo a função objetivo e passando as inequações de restrição para
equações, colocando as devidas folgas, temos:
z - 5x1 - 6x2 = 0
2𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥𝐹1 = 50
𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥𝐹2 = 90
b) Montamos a tabela:
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-72-simplex-exercicio-2/
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z x1 x2 xF1 xF2 b
1 -5 -6 0 0 0
0 2 1 1 0 50
0 1 1 0 1 90
c) Na função objetivo identificamos a variável que entra localizando o maior
coeficiente.
z = 5x1 + 6x2
Logo a variável que entra será (x2)
d) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de (x2 -
a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai (o menor
resultado positivo).
b x2
0 -6 Não fazemos conta com a função objetivo
50 ÷ 1 = 50 → sai
90 ÷ 1 = 60
e) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x2 xF1 xF2 b
1 -5 -6 0 0 0
0 2 1 1 0 50 sai
0 1 1 0 1 90
entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (1).
f) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os elementos
da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 2 1 1 0 50
÷ (1) 0 2 1 1 0 50 →Nova linha pivô
g) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de x2 na primeira linha é (-6), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (6).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 2 1 1 0 50
x(6) 0 12 6 6 0 300
+ 1ª linha 1 -5 -6 0 0 0
Nova 1ª linha 1 7 0 6 0 300
O coeficiente de x2 na terceira linha é (1), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-1).
Nova 3ª linha
Nova linha pivô 0 2 1 1 0 50
x(-1) 0 -2 -1 -1 0 -50
+ 3ª linha 0 1 1 0 1 90
Nova 3ª linha 0 -1 0 -1 1 40
95
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h) Reescrevendo a tabela, temos:
z x1 x2 xF1 xF2 b
1 7 0 6 0 300
0 2 1 1 0 50
0 -1 0 -1 1 40
De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
x2 = 50 x1 = 0 z = 300
xF2 = 40 xF1 = 0
Solução ótima z = 300.
Assista agora a Vídeo Aula:
Modelo geral do Simplex - exercício 3
04) Resolver o modelo em programação linear, usando o método Simplex.
Max z = 3x1 + x2
Sujeito a:
{
2𝑥1 + 4𝑥2 ≤ 30
3𝑥1 + 5𝑥2 ≤ 40
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
Resolução:
a) Reescrevendo a função objetivo e passando as inequações de restrição para
equações, colocando as devidas folgas, temos:
z - 3x1 - x2 = 0
2𝑥1 + 4𝑥2 + 𝑥𝐹1 = 30
3𝑥1 + 5𝑥2 + 𝑥𝐹2 = 40
b) Montamos a tabela:
z x1 x2 xF1 xF2 b
1 -3 -1 0 0 0
0 2 4 1 0 30
0 3 5 0 1 40
c) Na função objetivo identificamos a variável que entra localizando o maior
coeficiente.
z = 3x1 + x2
Logo a variável que entra será (x1)
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-73-simplex-exercicio-3/
96
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d) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de (x1
- a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai (o
menor resultado positivo).
b x1
0 -3 Não fazemos conta com a função objetivo
30 ÷ 2 = 15
40 ÷ 3 = 13,33 → sai
e) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x2 xF1 xF2 b
1 -3 -1 0 0 0
0 2 4 1 0 30
0 3 5 0 1 40 sai
entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (3).
f) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os elementos
da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 3 5 0 1 40
÷ (3) 0 1 1,67 0 0,33 13,3 →Nova linha pivô
g) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de x1 na primeira linha é (-3), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (3).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 1 1,67 0 0,33 13,3
x(3) 0 3 5 0 1 40
+ 1ª linha 1 -3 -1 0 0 0
Nova 1ª linha 1 0 4 0 1 40
O coeficiente de x1 na segunda linha é (2), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-2).
Nova 2ª linha
Nova linha pivô 0 1 1,67 0 0,33 13,3
x(-2) 0 -2 -3,34 0 -0,66 -26,6
+ 2ª linha 0 2 4 1 0 30
Nova 2ª linha 0 0 0,66 1 -0,66 3,4
h) Reescrevendo a tabela, temos:
z x1 x2 xF1 xF2 b
1 0 4 0 1 40
0 0 0,66 1 -0,66 3,4
0 1 1,67 0 0,33 13,3
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De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
x1 = 13,3 x2 = 0 z = 40
xF1 = 3,4 xF2 = 0
Solução ótima z = 40.
Assista agora a Vídeo Aula:
Modelo geral do Simplex - exercício 4
05) Resolver os modelos em programação linear, usando o método Simplex.
a) Max. Receita = 10x1 + 12x2
{
𝑥1 + 𝑥2 ≤ 100
𝑥1 + 3𝑥2 ≤ 270
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
Resolução:
a) Reescrevendo a função objetivo e passando as inequações de restrição para
equações, colocando as devidas folgas, temos:
z - 10x1 - 12x2 = 0
𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥𝐹1 = 100
𝑥1 + 3𝑥2 + 𝑥𝐹2 = 270
b) Montamos a tabela:
z x1 x2 xF1 xF2 b
1 -10 -12 0 0 0
0 1 1 1 0 100
0 1 3 0 1 270
c) Na função objetivo identificamos a variável que entra localizando o maior
coeficiente.
z = 10x1 + 12x2
Logo a variável que entra será (x2)
d) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de
(x2 - a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai (o
menor resultado positivo).
b x2
0 -12 Não fazemos conta com a função objetivo
100 ÷ 1 = 100
270 ÷ 3 = 90 → saie) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x2 xF1 xF2 b
1 -10 -12 0 0 0
0 1 1 1 0 100
0 1 3 0 1 270 sai
entra
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-74-simplex-exercicio-4/
98
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O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (3).
f) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os elementos
da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 1 3 0 1 270
÷ (3) 0 0,34 1 0 0,34 90 →Nova linha pivô
g) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de x2 na primeira linha é (-12), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (12).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 0,34 1 0 0,34 90
x(12) 0 4 12 0 4 1080
+ 1ª linha 1 -10 -12 0 0 0
Nova 1ª linha 1 -6 0 0 4 1080
O coeficiente de x2 na segunda linha é (1), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-1).
Nova 2ª linha
Nova linha pivô 0 0,34 1 0 0,34 90
x(-1) 0 -0,34 -1 0 -0,34 -90
+ 2ª linha 0 1 1 1 0 100
Nova 2ª linha 0 0,66 0 1 -0,34 10
h) Reescrevendo a tabela, temos:
z x1 x2 xF1 xF2 b
1 -6 0 0 4 1080
0 0,66 0 1 -0,34 10
0 0,34 1 0 0,34 90
De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
x2 = 90 x1 = 0 z = 1080
xF1 = 10 xF2 = 0
Solução não é ótima.
i) Montamos a tabela:
99
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z x1 x2 xF1 xF2 b
1 -6 0 0 4 1080
0 0,66 0 1 -0,34 10
0 0,34 1 0 0,34 90
j) Na função objetivo (1ª linha) identificamos a variável que entra localizando o
menor coeficiente negativo.
Logo a variável que entra será (x1)
k) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de
(x1 - a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai (o
menor resultado positivo).
b x1
0 -6 Não fazemos conta com a função objetivo
10 ÷ 0,66 = 15,15 → sai
90 ÷ 0,34 = 264,7
l) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x2 xF1 xF2 b
1 -6 0 0 4 1080
0 0,66 0 1 -0,34 10 sai
0 0,34 1 0 0,34 90
entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (0,66).
m) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os
elementos da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que
sai
0 0,66 0 1 -0,34 10
÷ (0,66) 0 1 0 1,52 -0,52 15,15 →Nova linha pivô
n) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de x1 na primeira linha é (-6), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (6).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 1 0 1,52 -0,52 15,15
x(6) 0 6 0 9,12 -3,12 90,90
+ 1ª linha 1 -6 0 0 4 1080
Nova 1ª linha 1 0 0 9,12 0,88 1170,9
O coeficiente de x1 na terceira linha é (0,34), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-0,34).
100
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Nova 3ª linha
Nova linha pivô 0 1 0 1,52 -0,52 15,15
x(-0,34) 0 -0,34 0 -0,52 0,18 5,15
+ 3ª linha 0 0,34 1 0 0,34 90
Nova 3ª linha 0 0 1 -0,52 0,52 84,85
o) Reescrevendo a tabela, temos:
z x1 x2 xF1 xF2 b
1 0 0 9,12 0,88 1170,9
0 1 0 1,52 -0,52 15,15
0 0 1 -0,52 0,52 84,85
De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
x2 = 84,85 xF1 = 0 z = 1170,9
x1 = 15,15 xF2 = 0
Assista agora a Vídeo Aula:
Exercício 5 (a) - modelo geral do simplex
b) Max. Lucro = 2x1 + 3x2 + 4x3
Sujeito a:
{
𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3 ≤ 100
2𝑥1 + 𝑥2 ≤ 210
𝑥1 ≤ 80
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
𝑥3 ≥ 0
Resolução:
a) Reescrevendo a função objetivo e passando as inequações de restrição para
equações, colocando as devidas folgas, temos:
z - 2x1 - 3x2 -4x3 = 0
𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3 + 𝑥𝐹1 = 100
2𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥𝐹2 = 210
𝑥1 + 𝑥𝐹3 = 80
b) Montamos a tabela:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 -2 -3 -4 0 0 0 0
0 1 1 1 1 0 0 100
0 2 1 0 0 1 0 210
0 1 0 0 0 0 1 80
c) Na função objetivo identificamos a variável que entra localizando o maior
coeficiente.
Lucro = 2x1 + 3x2 + 4x3
Logo a variável que entra será (x3)
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-34-resolucao-pelo-simplex-exercicio-1/
101
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d) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de
(x3 - a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai (o
menor resultado positivo).
b x3
0 -4 Não fazemos conta com a função objetivo
100 ÷ 1 = 100 → sai
210 ÷ 0 = ∄
80 ÷ 0 = ∄
e) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 -2 -3 -4 0 0 0 0
0 1 1 1 1 0 0 100 sai
0 2 1 0 0 1 0 210
0 1 0 0 0 0 1 80
entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (1).
f) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os elementos
da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 1 1 1 1 0 0 100
÷ (1) 0 1 1 1 1 0 0 100 →Nova linha pivô
g) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de x3 na primeira linha é (-4), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (4).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 1 1 1 1 0 0 100
x(4) 0 4 4 4 4 0 0 400
+ 1ª linha 1 -2 -3 -4 0 0 0 0
Nova 1ª linha 1 2 1 0 4 0 0 400
O coeficiente de x3 na terceira linha é (0), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (0).
Nova 3ª linha
Nova linha pivô 0 1 1 1 1 0 0 100
x(0) 0 0 0 0 0 0 0 0
+ 3ª linha 0 2 1 0 0 1 0 210
Nova 3ª linha 0 2 1 0 0 1 0 210
102
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O coeficiente de x3 na quarta linha é (0), então multiplicaremos a linha pivô pelo seu
oposto (0).
Nova 4ª linha
Nova linha pivô 0 1 1 1 1 0 0 100
x(0) 0 0 0 0 0 0 0 0
+ 4ª linha 0 1 0 0 0 0 1 80
Nova 4ª linha 0 1 0 0 0 0 1 80
h) Reescrevendo a tabela, temos:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 2 1 0 4 0 0 400
0 1 1 1 1 0 0 100
0 2 1 0 0 1 0 210
0 1 0 0 0 0 1 80
De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
x3 = 100 x1 = 0 z = 400
xF2 = 210 x2 = 0
xF3 = 80 xF1 = 0
Solução é ótima.
Assista agora a Vídeo Aula:
Exercício 5 (b) - modelo geral do Simplex
c) Max. c
Sujeito a:
z = 0,2x1 + 2x2 + 4x3
{
𝑥1 + 2𝑥2 ≤ 20
3𝑥1 + 𝑥3 ≤ 50
𝑥1 + 𝑥2 − 𝑥3 ≤ 15
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
𝑥3 ≥ 0
Resolução:
a) Reescrevendo a função objetivo e passando as inequações de restrição para
equações, colocando as devidas folgas, temos:
z – 0,2x1 - 2x2 - 4x3 = 0
𝑥1 + 2𝑥2 + 𝑥𝐹1 = 20
3𝑥1 + 𝑥3 + 𝑥𝐹2 = 50
𝑥1 + 𝑥2 − 𝑥3 + 𝑥𝐹3 = 15
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-35-resolucao-pelo-simplex-exercicio-2/
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b) Montamos a tabela:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 -0,2 -2 -4 0 0 0 0
0 1 2 0 1 0 0 20
0 3 0 1 0 1 0 50
0 1 1 -1 0 0 1 15
c) Na função objetivo identificamos a variável que entra localizando o maior
coeficiente.
z= 0,2x1 + 2x2 + 4x3
Logo a variável que entra será (x3)
d) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de
(x3 - a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai (o
menor resultado positivo).
b x3
0 -4 Não fazemos conta com a função objetivo
20 ÷ 0 = ∄
50 ÷ 1 = 50 → sai
15 ÷ -1 = -15
e) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x2 x3xF1 xF2 xF3 b
1 -0,2 -2 -4 0 0 0 0
0 1 2 0 1 0 0 20
0 3 0 1 0 1 0 50 sai
0 1 1 -1 0 0 1 15
entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (1).
f) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os elementos
da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 3 0 1 0 1 0 50
÷ (1) 0 3 0 1 0 1 0 50 →Nova linha pivô
g) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de x3 na primeira linha é (-4), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (4).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 3 0 1 0 1 0 50
x(4) 0 12 0 4 0 4 0 200
+ 1ª linha 1 -0,2 -2 -4 0 0 0 0
Nova 1ª linha 1 11,8 -2 0 0 4 0 200
104
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O coeficiente de x3 na segunda linha é (0), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (0).
Nova 2ª linha
Nova linha pivô 0 3 0 1 0 1 0 50
x(0) 0 0 0 0 0 0 0 0
+ 2ª linha 0 1 2 0 1 0 0 20
Nova 2ª linha 0 1 2 0 1 0 0 20
O coeficiente de x3 na quarta linha é (-1), então multiplicaremos a linha pivô pelo seu
oposto (1).
Nova 4ª linha
Nova linha pivô 0 3 0 1 0 1 0 50
x(1) 0 3 0 1 0 1 0 50
+ 4ª linha 0 1 1 -1 0 0 1 15
Nova 4ª linha 0 4 1 0 0 1 1 65
h) Reescrevendo a tabela, temos:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 11,8 -2 0 0 4 0 200
0 1 2 0 1 0 0 20
0 3 0 1 0 1 0 50
0 4 1 0 0 1 1 65
De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
x3 = 50 x1 = 0 z = 200
xF1 = 20 x2 = 0
xF3 = 65 xF2 = 0
Solução não é ótima.
i) Montamos a tabela:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 11,8 -2 0 0 4 0 200
0 1 2 0 1 0 0 20
0 3 0 1 0 1 0 50
0 4 1 0 0 1 1 65
j) Na função objetivo identificamos a variável que entra localizando o menor
coeficiente negativo.
Logo a variável que entra será (x2)
k) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de
(x2 - a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai (o
menor resultado positivo).
105
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b x2
200 -2 Não fazemos conta com a função objetivo
20 ÷ 2 = 10 → sai
50 ÷ 0 = ∄
65 ÷ 1 = 65
l) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 11,8 -2 0 0 4 0 200
0 1 2 0 1 0 0 20 sai
0 3 0 1 0 1 0 50
0 4 1 0 0 1 1 65
entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (2).
m) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os
elementos da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 1 2 0 1 0 0 20
÷ (2) 0 0,5 1 0 0,5 0 0 10 →Nova linha pivô
n) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de x2 na primeira linha é (-2), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (2).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 0,5 1 0 0,5 0 0 10
x(2) 0 1 2 0 1 0 0 20
+ 1ª linha 1 11,8 -2 0 0 4 0 200
Nova 1ª linha 1 12,8 0 0 1 4 0 220
O coeficiente de x2 na segunda linha é (0), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (0).
Nova 3ª linha
Nova linha pivô 0 0,5 1 0 0,5 0 0 10
x(0) 0 0 0 0 0 0 0 0
+ 3ª linha 0 3 0 1 0 1 0 50
Nova 3ª linha 0 3 0 1 0 1 0 50
O coeficiente de x2 na quarta linha é (1), então multiplicaremos a linha pivô pelo seu
oposto (-1).
Nova 4ª linha
Nova linha pivô 0 0,5 1 0 0,5 0 0 10
x(-1) 0 -0,5 -1 0 -0,5 0 0 -10
+ 4ª linha 0 4 1 0 0 1 1 65
Nova 4ª linha 0 3,5 0 0 -0,5 1 1 55
o) Reescrevendo a tabela, temos:
106
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z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 12,8 0 0 1 4 0 220
0 0,5 1 0 0,5 0 0 10
0 3 0 1 0 1 0 50
0 3,5 0 0 -0,5 1 1 55
De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
X2 = 10 x1 = 0 z = 220
X3 = 50 xF1 = 0
xF3 = 55 xF2 = 0
Solução é ótima.
Assista agora a Vídeo Aula:
Exercício 5 (c) - modelo geral do simplex
d) Max. Z = 5x1 - 3x2 + 4x3 – x4
{
𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3 + 𝑥4 ≤ 600
2𝑥1 + 𝑥3 ≤ 280
𝑥1 + 3𝑥4 ≤ 150
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
𝑥3 ≥ 0
𝑥4 ≥ 0
Resolução:
a) Reescrevendo a função objetivo e passando as inequações de restrição para
equações, colocando as devidas folgas, temos:
z – 5x1 + 3x2 - 4x3 + x4 = 0
𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3 + 𝑥4 + 𝑥𝐹1 = 600
2𝑥1 + 𝑥3 + 𝑥𝐹2 = 280
𝑥1 + 3𝑥4 + 𝑥𝐹3 = 150
b) Montamos a tabela:
z x1 x2 x3 x4 xF1 xF2 xF3 b
1 -5 3 -4 1 0 0 0 0
0 1 1 1 1 1 0 0 600
0 2 0 1 0 0 1 0 280
0 1 0 0 3 0 0 1 150
c) Na função objetivo identificamos a variável que entra localizando o maior
coeficiente.
Z = 5x1 - 3x2 + 4x3 – x4
Logo a variável que entra será (x1)
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-36-resolucao-pelo-simplex-exercicio-3/
107
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d) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de
(x1 - a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai (o
menor resultado positivo).
b X1
0 -5 Não fazemos conta com a função objetivo
600 ÷ 1 = 600
280 ÷ 2 = 140 → sai
150 ÷ 1 = 150
e) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x2 x3 x4 xF1 xF2 xF3 b
1 -5 3 -4 1 0 0 0 0
0 1 1 1 1 1 0 0 600
0 2 0 1 0 0 1 0 280 sai
0 1 0 0 3 0 0 1 150
entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (2).
f) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os elementos
da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 2 0 1 0 0 1 0 280
÷ (2) 0 1 0 0,5 0 0 0,5 0 140 →NLP
g) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de x1 na primeira linha é (-5), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (5).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 1 0 0,5 0 0 0,5 0 140
x(5) 0 5 0 2,5 0 0 2,5 0 700
+ 1ª linha 1 -5 3 -4 1 0 0 0 0
Nova 1ª linha 1 0 3 -1,5 1 0 2,5 0 700
O coeficiente de x1 na segunda linha é (1), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-1).
Nova 2ª linha
Nova linha pivô 0 1 0 0,5 0 0 0,5 0 140
x(-1) 0 -1 0 -0,5 0 0 -0,5 0 -140
+ 2ª linha 0 1 1 1 1 1 0 0 600
Nova 2ª linha 0 0 1 0,5 1 1 -0,5 0 460
108
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O coeficiente de x1 na quarta linha é (1), então multiplicaremos a linha pivô pelo seu
oposto (-1).
Nova 4ª linha
Nova linha pivô 0 1 0 0,5 0 0 0,5 0 140
x(-1) 0 -1 0 -0,5 0 0 -0,5 0 -140
+ 4ª linha 0 1 0 0 3 0 0 1 150
Nova 4ª linha 0 0 0 -0,5 3 0 -0,5 1 10
h) Reescrevendo a tabela, temos:
z x1 x2 x3 x4 xF1 xF2 xF3 b
1 0 3 -1,5 1 0 2,5 0 700
0 0 1 0,5 1 1 -0,5 0 460
0 1 0 0,5 0 0 0,5 0 140
0 0 0 -0,5 3 0 -0,5 1 10
De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
X1 = 140 x2 = 0 z = 700
xF1 = 460 x3 = 0
xF3 = 10 x4 = 0
xF2 =0
Solução não é ótima.
i) Montamos a tabela:
z x1 x2 x3 x4 xF1 xF2 xF3 b
1 0 3 -1,5 1 0 2,5 0 700
0 0 1 0,5 1 1 -0,5 0 460
0 1 0 0,5 0 0 0,5 0 140
0 0 0 -0,5 3 0 -0,5 1 10
j) Na função objetivo identificamos a variável que entra localizando o menor
coeficiente negativo.
Logo a variável que entra será (x3)
k) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de
(x3 - a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai (o
menor resultado positivo).
b x3
700 -1,5 Não fazemos conta com a função objetivo
460 ÷ 0,5 = 920
140 ÷ 0,5 = 280 → sai10 ÷ -0,5 = -20
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l) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x2 x3 x4 xF1 xF2 xF3 b
1 0 3 -1,5 1 0 2,5 0 700
0 0 1 0,5 1 1 -0,5 0 460
0 1 0 0,5 0 0 0,5 0 140 sai
0 0 0 -0,5 3 0 -0,5 1 10
entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (0,5).
m) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os
elementos da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 1 0 0,5 0 0 0,5 0 140
÷ (0,5) 0 2 0 1 0 0 1 0 280 →NLP
n) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de x3 na primeira linha é (-1,5), então multiplicaremos a linha pivô
pelo seu oposto (1,5).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 2 0 1 0 0 1 0 280
x(1,5) 0 3 0 1,5 0 0 1,5 0 420
+ 1ª linha 1 0 3 -1,5 1 0 2,5 0 700
Nova 1ª linha 1 3 3 0 1 0 4 0 1120
O coeficiente de x3 na segunda linha é (0,5), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-0,5).
Nova 2ª linha
Nova linha pivô 0 2 0 1 0 0 1 0 280
x(-0,5) 0 -1 0 -0,5 0 0 -0,5 0 -140
+ 2ª linha 0 0 1 0,5 1 1 -0,5 0 460
Nova 2ª linha 0 -1 1 0 1 1 -1 0 320
O coeficiente de x3 na quarta linha é (-0,5), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (0,5).
Nova 4ª linha
Nova linha pivô 0 2 0 1 0 0 1 0 280
x(0,5) 0 1 0 0,5 0 0 0,5 0 140
+ 4ª linha 0 0 0 -0,5 3 0 -0,5 1 10
Nova 4ª linha 0 1 0 0 3 0 0 1 150
o) Reescrevendo a tabela, temos:
z x1 x2 x3 x4 xF1 xF2 xF3 b
1 3 3 0 1 0 4 0 1120
0 -1 1 0 1 1 -1 0 320
0 2 0 1 0 0 1 0 280
0 1 0 0 3 0 0 1 150
De onde destacamos:
110
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Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
X3 = 280 x1 = 0 z = 1120
xF1 = 320 x2 = 0
xF3 = 150 x4 = 0
xF2 =0
Solução é ótima.
Assista agora a Vídeo Aula:
Exercício 5 (d) - modelo geral do Simplex
e) Max. Z = 2x1 + 4x3
{
𝑥1 + 2𝑥2 + 𝑥3 ≤ 8.000
2𝑥1 ≤ 6.000
𝑥2 + 𝑥3 ≤ 620
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
𝑥3 ≥ 0
Resolução:
a) Reescrevendo a função objetivo e passando as inequações de restrição para
equações, colocando as devidas folgas, temos:
z – 2x1 - 4x3 = 0
𝑥1 + 2𝑥2 + 𝑥3 + 𝑥𝐹1 = 8000
2𝑥1 + 𝑥𝐹2 = 6000
𝑥2 + 𝑥3 + 𝑥𝐹3 = 620
b) Montamos a tabela:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 -2 0 -4 0 0 0 0
0 1 2 1 1 0 0 8000
0 2 0 0 0 1 0 6000
0 0 1 1 0 0 1 620
c) Na função objetivo identificamos a variável que entra localizando o maior
coeficiente.
Z = 2x1 + 4x3
Logo a variável que entra será (x3)
d) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de
(x3 - a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai (o
menor resultado positivo).
b x3
0 -4 Não fazemos conta com a função objetivo
8000 ÷ 1 = 8000
6000 ÷ 0 = ∄
620 ÷ 1 = 620 → sai
e) Então podemos visualizar a tabela assim:
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-37-resolucao-pelo-simplex-exercicio-4/
111
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z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 -2 0 -4 0 0 0 0
0 1 2 1 1 0 0 8000
0 2 0 0 0 1 0 6000
0 0 1 1 0 0 1 620 sai
entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (1).
f) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os elementos
da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 0 1 1 0 0 1 620
÷ (1) 0 0 1 1 0 0 1 620 →Nova linha pivô
g) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de x3 na primeira linha é (-4), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (4).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 0 1 1 0 0 1 620
x(4) 0 0 4 4 0 0 4 2480
+ 1ª linha 1 -2 0 -4 0 0 0 0
Nova 1ª linha 1 -2 4 0 0 0 4 2480
O coeficiente de x3 na segunda linha é (1), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-1).
Nova 2ª linha
Nova linha pivô 0 0 1 1 0 0 1 620
x(-1) 0 0 -1 -1 0 0 -1 -620
+ 2ª linha 0 1 2 1 1 0 0 8000
Nova 2ª linha 0 1 1 0 1 0 -1 7380
O coeficiente de x3 na terceira linha é (0), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (0).
Nova 3ª linha
Nova linha pivô 0 0 1 1 0 0 1 620
x(0) 0 0 0 0 0 0 0 0
+ 3ª linha 0 2 0 0 0 1 0 6000
Nova 3ª linha 0 2 0 0 0 1 0 6000
h) Reescrevendo a tabela, temos:
112
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z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 -2 4 0 0 0 4 2480
0 1 1 0 1 0 -1 7380
0 2 0 0 0 1 0 6000
0 0 1 1 0 0 1 620
De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
x3 = 620 x1 = 0 z = 2480
xF1 = 7380 x2 = 0
xF2 = 6000 xF3 = 0
Solução não é ótima.
i) Montamos a tabela:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 -2 4 0 0 0 4 2480
0 1 1 0 1 0 -1 7380
0 2 0 0 0 1 0 6000
0 0 1 1 0 0 1 620
j) Na função objetivo identificamos a variável que entra localizando o menor
coeficiente negativo.
Logo a variável que entra será (x1)
k) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de
(x1 - a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai (o
menor resultado positivo).
b x1
2480 -2 Não fazemos conta com a função objetivo
7380 ÷ 1 = 7380
6000 ÷ 2 = 3000 → sai
620 ÷ 0 = ∄
l) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 -2 4 0 0 0 4 2480
0 1 1 0 1 0 -1 7380
0 2 0 0 0 1 0 6000 sai
0 0 1 1 0 0 1 620
entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (2).
113
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m) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os
elementos da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 2 0 0 0 1 0 6000
÷ (2) 0 1 0 0 0 0,5 0 3000 →Nova linha pivô
n) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de x1 na primeira linha é (-2), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (2).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 1 0 0 0 0,5 0 3000
x(2) 0 2 0 0 0 1 0 6000
+ 1ª linha 1 -2 4 0 0 0 4 2480
Nova 1ª linha 1 0 4 0 0 1 4 8480
O coeficiente de x1 na segunda linha é (1), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-1).
Nova 2ª linha
Nova linha pivô 0 1 0 0 0 0,5 0 3000
x(-1) 0 -1 0 0 0 -0,5 0 -3000
+ 2ª linha 0 1 1 0 1 0 -1 7380
Nova 2ª linha 0 0 1 0 1 -0,5 -1 4380
O coeficiente de x1 na quarta linha é (0), então multiplicaremos a linha pivô pelo seu
oposto (0).
Nova 4ª linha
Nova linha pivô 0 1 0 0 0 0,5 0 3000
x(0) 0 0 0 0 0 0 0 0
+ 4ª linha 0 0 1 1 0 0 1 620
Nova 4ª linha 0 0 1 1 0 0 1 620
o) Reescrevendo a tabela, temos:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 0 4 0 0 1 4 8480
0 0 1 0 1 -0,5 -1 4380
0 1 0 0 0 0,5 0 3000
0 0 1 1 0 0 1 620
De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
x1 = 3000 x2 = 0 z = 8480
x3 = 620 xF2 = 0
xF1 = 4380 xF3 = 0
Solução é ótima.
Assista agora a Vídeo Aula:
Exercício 5 (e) - modelo geral do Simplex
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-38-resolucao-pelo-simplex-exercicio-5/
114
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f) Max. Z = 2x1 + 4x2 + 6x3
{
𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3 ≤ 100
2𝑥1 − 𝑥2 + 5𝑥3 ≤ 50
3𝑥1 + 𝑥3 ≤ 200
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
𝑥3 ≥ 0
Resolução:
a) Reescrevendo a função objetivo e passando as inequações de restrição para
equações, colocando as devidasfolgas, temos:
z – 2x1 - 4x2 -6x3 = 0
𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3 + 𝑥𝐹1 = 100
2𝑥1 − 𝑥2 + 5𝑥3 + 𝑥𝐹2 = 50
3𝑥1 + 𝑥3 + 𝑥𝐹3 = 200
b) Montamos a tabela:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 -2 -4 -6 0 0 0 0
0 1 1 1 1 0 0 100
0 2 -1 5 0 1 0 50
0 3 0 1 0 0 1 200
c) Na função objetivo identificamos a variável que entra localizando o maior
coeficiente.
Z = 2x1 + 4x2 + 6x3
Logo a variável que entra será (x3)
d) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de
(x3 - a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai (o
menor resultado positivo).
b x3
0 -6 Não fazemos conta com a função objetivo
100 ÷ 1 = 100
50 ÷ 5 = 10 → sai
200 ÷ 1 = 200
e) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 -2 -4 -6 0 0 0 0
0 1 1 1 1 0 0 100
0 2 -1 5 0 1 0 50 sai
0 3 0 1 0 0 1 200
entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (5).
115
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f) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os elementos
da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 2 -1 5 0 1 0 50
÷ (5) 0 0,4 -0,2 1 0 0,2 0 10 →Nova linha pivô
g) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de x3 na primeira linha é (-6), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (6).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 0,4 -0,2 1 0 0,2 0 10
x(6) 0 2,4 -1,2 6 0 1,2 0 60
+ 1ª linha 1 -2 -4 -6 0 0 0 0
Nova 1ª linha 1 0,4 -5,2 0 0 1,2 0 60
O coeficiente de x3 na segunda linha é (1), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-1).
Nova 2ª linha
Nova linha pivô 0 0,4 -0,2 1 0 0,2 0 10
x(-1) 0 -0,4 0,2 -1 0 -0,2 0 -10
+ 2ª linha 0 1 1 1 1 0 0 100
Nova 2ª linha 0 0,6 1,2 0 1 -0,2 0 90
O coeficiente de x3 na quarta linha é (1), então multiplicaremos a linha pivô pelo seu
oposto (-1).
Nova 4ª linha
Nova linha pivô 0 0,4 -0,2 1 0 0,2 0 10
x(-1) 0 -0,4 0,2 -1 0 -0,2 0 -10
+ 4ª linha 0 3 0 1 0 0 1 200
Nova 4ª linha 0 2,6 0,2 0 0 -0,2 1 190
h) Reescrevendo a tabela, temos:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 0,4 -5,2 0 0 1,2 0 60
0 0,6 1,2 0 1 -0,2 0 90
0 0,4 -0,2 1 0 0,2 0 10
0 2,6 0,2 0 0 -0,2 1 190
De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
x3 = 10 x1 = 0 z = 60
xF1 = 90 x2 = 0
xF3 = 190 xF2 = 0
116
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Solução não é ótima.
i) Montamos a tabela:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 0,4 -5,2 0 0 1,2 0 60
0 0,6 1,2 0 1 -0,2 0 90
0 0,4 -0,2 1 0 0,2 0 10
0 2,6 0,2 0 0 -0,2 1 190
j) Na função objetivo identificamos a variável que entra localizando o menor
coeficiente negativo.
Logo a variável que entra será (x2)
k) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de
(x2 - a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai (o
menor resultado positivo).
b x2
60 -5,2 Não fazemos conta com a função objetivo
90 ÷ 1,2 = 75 → sai
10 ÷ -0,2 = -50
190 ÷ 0,2 = 950
l) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 0,4 -5,2 0 0 1,2 0 60
0 0,6 1,2 0 1 -0,2 0 90 sai
0 0,4 -0,2 1 0 0,2 0 10
0 2,6 0,2 0 0 -0,2 1 190
entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (1,2).
m) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os
elementos da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 0,6 1,2 0 1 -0,2 0 90
÷ (1,2) 0 0,5 1 0 0,83 -0,17 0 75 →Nova linha pivô
n) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de x2 na primeira linha é (-5,2), então multiplicaremos a linha pivô
pelo seu oposto (5,2).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 0,5 1 0 0,83 -0,17 0 75
x(5,2) 0 2,6 5,2 0 4,32 -0,88 0 390
+ 1ª linha 1 0,4 -5,2 0 0 1,2 0 60
Nova 1ª linha 1 3 0 0 4,32 0,32 0 450
117
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O coeficiente de x2 na terceira linha é (-0,2), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (0,2).
Nova 3ª linha
Nova linha pivô 0 0,5 1 0 0,83 -0,17 0 75
x(0,2) 0 0,1 0,2 0 0,17 -0,03 0 15
+ 3ª linha 0 0,4 -0,2 1 0 0,2 0 10
Nova 3ª linha 0 0,5 0 1 0,17 0,17 0 25
O coeficiente de x2 na quarta linha é (0,2), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-0,2).
Nova 4ª linha
Nova linha pivô 0 0,5 1 0 0,83 -0,17 0 75
x(-0,2) 0 -0,1 -0,2 0 -0,17 0,03 0 -15
+ 4ª linha 0 2,6 0,2 0 0 -0,2 1 190
Nova 4ª linha 0 2,5 0 0 -0,17 -0,17 1 175
o) Reescrevendo a tabela, temos:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 3 0 0 4,32 0,32 0 450
0 0,5 1 0 0,83 -0,17 0 75
0 0,5 0 1 0,17 0,17 0 25
0 2,5 0 0 -0,17 -0,17 1 175
De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
X2 = 75 X1 = 0 z = 450
x3 = 25 xF1 = 0
xF3 = 175 xF2 = 0
Solução é ótima.
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Exercício 5 (f) - modelo geral do Simplex
06) Resolva, usando o método Simplex:
Um sapateiro faz 6 sapatos por hora, se fizer somente sapatos, e 5 cintos por
hora, se fizer somente cintos. Ele gasta 2 unidades de couro para fabricar 1 unidade
de sapato e 1 unidade couro para fabricar uma unidade de cinto. Sabendo-se que o
total disponível de couro é de 6 unidades e que o lucro unitário por sapato é de 5
unidades monetárias e o do cinto é de 2 unidades monetárias.
Com o seguinte modelo.
𝑥1 → 𝑛º 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑝𝑎𝑡𝑜𝑠/ℎ𝑜𝑟𝑎
𝑥2 → 𝑛º 𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑛𝑡𝑜𝑠/ℎ𝑜𝑟𝑎
𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 𝑙𝑢𝑐𝑟𝑜 = 5𝑥1 + 2𝑥2
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-39-resolucao-pelo-simplex-exercicio-6/
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𝑟𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖çõ𝑒𝑠 𝑡é𝑐𝑛𝑖𝑐𝑎𝑠 {
10𝑥1 + 12𝑥2 ≤ 60
2𝑥1 + 𝑥2 ≤ 6
𝑟𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖çõ𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑛ã𝑜 𝑛𝑒𝑔𝑎𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 {
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
Resolução:
a) Reescrevendo a função objetivo e passando as inequações de restrição para
equações, colocando as devidas folgas, temos:
z - 5x1 - 2x2 = 0
10𝑥1 + 12𝑥2 + 𝑥𝐹1 = 60
2𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥𝐹2 = 6
b) Montamos a tabela:
z x1 x2 xF1 xF2 b
1 -5 -2 0 0 0
0 10 12 1 0 60
0 2 1 0 1 6
c) Na função objetivo identificamos a variável que entra localizando o maior
coeficiente.
z = 5x1 + 6x2
Logo a variável que entra será (x1)
d) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de (x1 -
a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai (o menor
resultado positivo).
b x1
0 -5 Não fazemos conta com a função objetivo
60 ÷ 10 = 6
6 ÷ 2 = 3 → sai
e) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x2 xF1 xF2 b
1 -5 -2 0 0 0
0 10 12 1 0 60
0 2 1 0 1 6 sai
entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (2).
f) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os elementos
da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 2 1 0 1 6
÷ (2) 0 1 0,5 0 0,5 3 →Nova linha pivô
119
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g) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de x1 na primeira linha é (-5), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (5).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 1 0,5 0 0,5 3
x(5) 0 5 2,5 0 2,5 15
+ 1ª linha 1 -5 -2 0 0 0
Nova 1ª linha 1 0 0,5 0 2,5 15
O coeficiente de x1 na segunda linha é (10), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seuoposto (-10).
Nova 2ª linha
Nova linha pivô 0 1 0,5 0 0,5 3
x(-10) 0 -10 -5 0 -5 -30
+ 2ª linha 0 10 12 1 0 60
Nova 2ª linha 0 0 7 1 -5 30
h) Reescrevendo a tabela, temos:
z x1 x2 xF1 xF2 b
1 0 0,5 0 2,5 15
0 0 7 1 -5 30
0 1 0,5 0 0,5 3
De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
x1 = 3 x2 = 0 z = 15
xF1 = 30 xF2 = 0
Solução ótima z = 15.
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Exercício 6 - modelo geral do simplex
07) Resolva, usando o método Simplex:
Certa empresa fabrica 2 produtos P1 e P2. O lucro por unidade de P1 é de 100
u.m. e o lucro unitário de P2 é de 150 u.m. A empresa necessita de 2 horas para
fabricar uma unidade de P1 e 3 horas para fabricar uma unidade de P2. O tempo
mensal disponível para essas atividades é de 120 horas. As demandas esperadas para
os 2 produtos levaram a empresa a decidir que os montantes produzidos de P1 e P2
não devem ultrapassar 40 unidades de P1 e 30 unidades de P2 por mês.
Com o seguinte modelo.
𝑥1 → 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑧𝑖𝑟 𝑑𝑒 𝑃1
𝑥2 → 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑧𝑖𝑟 𝑑𝑒 𝑃2
𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 𝑙𝑢𝑐𝑟𝑜 = 100𝑥1 + 150𝑥2
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𝑟𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖çõ𝑒𝑠 𝑡é𝑐𝑛𝑖𝑐𝑎𝑠 {
2𝑥1 + 3𝑥2 ≤ 120
𝑥1 ≤ 40
𝑥2 ≤ 30
𝑟𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖çõ𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑛ã𝑜 𝑛𝑒𝑔𝑎𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 {
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
Resolução:
a) Reescrevendo a função objetivo e passando as inequações de restrição para
equações, colocando as devidas folgas, temos:
z - 100x1 - 150x2 = 0
2𝑥1 + 3𝑥2 + 𝑥𝐹1 = 120
𝑥1 + 𝑥𝐹2 = 40
𝑥2 + 𝑥𝐹3 = 30
b) Montamos a tabela:
z x1 x2 xF1 xF2 xF3 b
1 -100 -150 0 0 0 0
0 2 3 1 0 0 120
0 1 0 0 1 0 40
0 0 1 0 0 1 30
c) Na função objetivo identificamos a variável que entra localizando o maior
coeficiente.
𝑧 = 100𝑥1 + 150𝑥2
Logo a variável que entra será (x2)
d) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de (x2 -
a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai (o menor
resultado positivo).
b x2
0 -150 Não fazemos conta com a função objetivo
120 ÷ 3 = 40
40 ÷ 0 = ∄
30 ÷ 1 = 30 → sai
e) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x2 xF1 xF2 xF3 b
1 -100 -150 0 0 0 0
0 2 3 1 0 0 120
0 1 0 0 1 0 40
0 0 1 0 0 1 30 sai
entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (1).
f) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os elementos
da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 0 1 0 0 1 30
÷ (1) 0 0 1 0 0 1 30 →Nova linha pivô
121
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g) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de x2 na primeira linha é (-150), então multiplicaremos a linha pivô
pelo seu oposto (150).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 0 1 0 0 1 30
x(150) 0 0 150 0 0 150 4500
+ 1ª linha 1 -100 -150 0 0 0 0
Nova 1ª linha 1 -100 0 0 0 150 4500
O coeficiente de x2 na segunda linha é (3), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-3).
Nova 2ª linha
Nova linha pivô 0 0 1 0 0 1 30
x(-3) 0 0 -3 0 0 -3 -90
+ 2ª linha 0 2 3 1 0 0 120
Nova 2ª linha 0 2 0 1 0 -3 30
O coeficiente de x2 na terceira linha é (0), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (0).
Nova 3ª linha
Nova linha pivô 0 0 1 0 0 1 30
x(0) 0 0 0 0 0 0 0
+ 3ª linha 0 1 0 0 1 0 40
Nova 3ª linha 0 1 0 0 1 0 40
h) Reescrevendo a tabela, temos:
z x1 x2 xF1 xF2 xF3 b
1 -100 0 0 0 150 4500
0 2 0 1 0 -3 30
0 1 0 0 1 0 40
0 0 1 0 0 1 30
De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
x2 = 30 x1 = 0 z = 4500
xF1 = 30 xF3 = 0
xF2 = 40
Solução não é ótima.
i) Montamos a tabela:
122
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z x1 x2 xF1 xF2 xF3 b
1 -100 0 0 0 150 4500
0 2 0 1 0 -3 30
0 1 0 0 1 0 40
0 0 1 0 0 1 30
j) Na função objetivo identificamos a variável que entra localizando o menor valor
negativo na função objetivo.
Logo a variável que entra será (x1)
k) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de (x1 -
a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai (o menor
resultado positivo).
b x1
450
0
-100 Não fazemos conta com a função
objetivo
30 ÷ 2 = 15 → sai
40 ÷ 1 = 40
30 ÷ 0 = ∄
l) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x2 xF1 xF2 xF3 b
1 -100 0 0 0 150 4500
0 2 0 1 0 -3 30 sai
0 1 0 0 1 0 40
0 0 1 0 0 1 30
entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (2).
m) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os
elementos da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 2 0 1 0 -3 30
÷ (2) 0 1 0 0,5 0 -1,5 15 →Nova linha pivô
n) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de x1 na primeira linha é (-100), então multiplicaremos a linha pivô
pelo seu oposto (100).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 1 0 0,5 0 -1,5 15
x(100) 0 100 0 50 0 -150 1500
+ 1ª linha 1 -100 0 0 0 150 4500
Nova 1ª linha 1 0 0 50 0 0 6000
O coeficiente de x1 na terceira linha é (1), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-1).
123
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Nova 3ª linha
Nova linha pivô 0 1 0 0,5 0 -1,5 15
x(-1) 0 -1 0 -0,5 0 1,5 -15
+ 3ª linha 0 1 0 0 1 0 40
Nova 3ª linha 0 0 0 -0,5 1 1,5 25
O coeficiente de x1 na quarta linha é (0), então multiplicaremos a linha pivô pelo seu
oposto (0).
Nova 4ª linha
Nova linha pivô 0 1 0 0,5 0 -1,5 15
x(0) 0 0 0 0 0 0 0
+ 4ª linha 0 0 1 0 0 1 30
Nova 4ª linha 0 0 1 0 0 1 30
o) Reescrevendo a tabela, temos:
z x1 x2 xF1 xF2 xF3 b
1 0 0 50 0 0 6000
0 1 0 0,5 0 -1,5 15
0 0 0 -0,5 1 1,5 25
0 0 1 0 0 1 30
De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
x1 = 15 xF1 = 0 z = 6000
x2 = 30 xF3 = 0
xF2 = 25
Solução é ótima.
Assista agora a Vídeo Aula:
Exercício 7 - modelo geral do simplex
08) Um fabricante de fantasias tem em estoque 32 m de brim, 22 m de seda
e 30 m de cetim e pretende fabricar dois modelos de fantasias. O primeiro
modelo (M1) consome 4 m de brim, 2 m de seda e 2 m de cetim. O segundo
modelo (M2) consome 2 m de brim, 4 m de seda e 6 m de cetim. Se M1 é
vendido a 6.000 u.m. e M2 a 10.000 u.m., quantas peças de cada tipo o
fabricante deve fazer para obter a receita máxima?
Escrevendo o modelo temos:
𝑥1 → 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑀1
𝑥2 → 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑀2
𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 𝑟𝑒𝑐𝑒𝑖𝑡𝑎 𝑧 = 6000𝑥1 + 10000𝑥2
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𝑟𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖çõ𝑒𝑠 𝑡é𝑐𝑛𝑖𝑐𝑎𝑠 {
4𝑥1 + 2𝑥2 ≤ 32
2𝑥1 + 4𝑥2 ≤ 22
2𝑥1 + 6𝑥2 ≤ 30
𝑟𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖çõ𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑛ã𝑜 𝑛𝑒𝑔𝑎𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 {
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
a) Reescrevendo a função objetivo e passando as inequações de restrição para
equações, colocando as devidas folgas, temos:
z – 6000x1 - 10000x2 = 0
4𝑥1 + 2𝑥2 + 𝑥𝐹1 = 32
2𝑥1 + 4𝑥2 + 𝑥𝐹2 = 22
2𝑥1 + 6𝑥2 + 𝑥𝐹3 = 30
b) Montamos a tabela:
z x1 x2 xF1 xF2 xF3 b
1 -6000 -10000 0 0 0 0
0 4 2 1 0 0 32
0 2 4 0 1 0 22
0 2 6 0 0 1 30c) a função objetivo identificamos a variável que entra localizando o maior
coeficiente.
𝑧 = 6000𝑥1 + 10000𝑥2
Logo a variável que entra será (x2)
d) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de
(x2 - a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai (o
menor resultado positivo).
b x2
0 -10000 Não fazemos conta com a função
objetivo
32 ÷ 2 = 16
22 ÷ 4 = 5,5
30 ÷ 6 = 5 → sai
e) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x2 xF1 xF2 xF3 b
1 -6000 -10000 0 0 0 0
0 4 2 1 0 0 32
0 2 4 0 1 0 22
0 2 6 0 0 1 30 sai
entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (6).
125
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f) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os elementos
da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 2 6 0 0 1 30
÷ (6) 0 0,33 1 0 0 0,17 5 →Nova linha pivô
g) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de x2 na primeira linha é (-10000), então multiplicaremos a linha pivô
pelo seu oposto (10000).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 0,33 1 0 0 0,17 5
x(10000) 0 3333,33 10000 0 0 1666,67 50000
+ 1ª linha 1 -6000 -10000 0 0 0 0
Nova 1ª linha 1 -2666,67 0 0 0 1666,67 50000
O coeficiente de x2 na segunda linha é (2), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-2).
Nova 2ª linha
Nova linha pivô 0 0,33 1 0 0 0,17 5
x(-2) 0 -0,66 -2 0 0 -0,34 -10
+ 2ª linha 0 4 2 1 0 0 32
Nova 2ª linha 0 3,33 0 1 0 -0,34 22
O coeficiente de x2 na terceira linha é (4), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-4).
Nova 3ª linha
Nova linha pivô 0 0,33 1 0 0 0,17 5
x(-4) 0 -1,33 -4 0 0 -0,68 -20
+ 3ª linha 0 2 4 0 1 0 22
Nova 3ª linha 0 0,67 0 0 1 -068 2
h) Reescrevendo a tabela, temos:
i)
z x1 x2 xF1 xF2 xF3 b
1 -2666,67 0 0 0 1666,67 50000
0 3,33 0 1 0 -0,34 22
0 0,67 0 0 1 -068 2
0 0,33 1 0 0 0,17 5
De onde destacamos:
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Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
x2 = 5 x1 = 0 z = 50000
xF1 = 22 xF3 = 0
xF2 = 2
A solução não é ótima.
j) Montamos a tabela:
z x1 x2 xF1 xF2 xF3 b
1 -2666,67 0 0 0 1666,67 50000
0 3,33 0 1 0 -0,34 22
0 0,67 0 0 1 -068 2
0 0,33 1 0 0 0,17 5
k) Na função objetivo identificamos a variável que entra localizando o menor
coeficiente negativo.
Logo a variável que entra será (x1)
l) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de
(x1 - a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai (o
menor resultado positivo).
b x1
50000 -2666,67 Não fazemos conta com a função objetivo
22 ÷ 3,33 = 6,61
2 ÷ 0,67 = 2,99 → sai
5 ÷ 0,33 = 15,15
m) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x2 xF1 xF2 xF3 b
1 -2666,67 0 0 0 1666,67 50000
0 3,33 0 1 0 -0,34 22
0 0,67 0 0 1 -068 2 sai
0 0,33 1 0 0 0,17 5
entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (0,67).
n) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os elementos
da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 0,67 0 0 1 -068 2
÷ (0,67) 0 1 0 0 1,5 -1 3 →Nova linha pivô
o) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de x1 na primeira linha é (-2666,67), então multiplicaremos a linha
pivô pelo seu oposto (2666,67).
127
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Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 1 0 0 1,5 -1 3
x(2666,67) 0 2666,67 0 0 4000 -2666,67 8000
+ 1ª linha 1 -2666,67 0 0 0 1666,67 50000
Nova 1ª linha 1 0 0 0 4000 -1000 58000
O coeficiente de x1 na segunda linha é (3,33), então multiplicaremos a linha pivô
pelo seu oposto (-3,33).
Nova 2ª linha
Nova linha pivô 0 1 0 0 1,5 -1 3
x(-3,33) 0 -3,33 0 0 -5 3,33 -10
+ 2ª linha 0 3,33 0 1 0 -0,34 22
Nova 2ª linha 0 0 0 1 -5 3 12
O coeficiente de x1 na quarta linha é (0,33), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-0,33).
Nova 4ª linha
Nova linha pivô 0 1 0 0 1,5 -1 3
x(-0,33) 0 -0,33 0 0 -0,5 0,33 -1
+ 4ª linha 0 0,33 1 0 0 0,17 5
Nova 4ª linha 0 0 1 0 -0,5 0,5 4
p) Reescrevendo a tabela, temos:
z x1 x2 xF1 xF2 xF3 b
1 0 0 0 4000 -1000 58000
0 0 0 1 -5 3 12
0 1 0 0 1,5 -1 3
0 0 1 0 -0,5 0,5 4
De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
x1 = 3 xF2 = 0 z = 58000
x2 = 4 xF3 = 0
xF1 = 12
A solução não é ótima.
q) Montamos a tabela:
z x1 x2 xF1 xF2 xF3 b
1 0 0 0 4000 -1000 58000
0 0 0 1 -5 3 12
0 1 0 0 1,5 -1 3
0 0 1 0 -0,5 0,5 4
128
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r) Na função objetivo identificamos a variável que entra localizando o menor
coeficiente negativo.
Logo a variável que entra será (xF3)
s) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de
(xF3 - a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai (o
menor resultado positivo).
b xF3
58000 -1000 Não fazemos conta com a função objetivo
12 ÷ 3 = 4 → sai
3 ÷ -1 = -3
4 ÷ 0,5 = 8
t) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x2 xF1 xF2 xF3 b
1 0 0 0 4000 -1000 58000
0 0 0 1 -5 3 12 sai
0 1 0 0 1,5 -1 3
0 0 1 0 -0,5 0,5 4
entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (3).
u) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os elementos
da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 0 0 1 -5 3 12
÷ (3) 0 0 0 0,33 -1,67 1 4 →Nova linha pivô
v) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de xF3 na primeira linha é (-1000), então multiplicaremos a linha pivô
pelo seu oposto (1000).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 0 0 0,33 -1,67 1 4
x(1000) 0 0 0 333,33 -1666,67 1000 4000
+ 1ª linha 1 0 0 0 4000 -1000 58000
Nova 1ª linha 1 0 0 333,33 2333,33 0 62000
O coeficiente de xF3 na terceira linha é (-1), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (1).
Nova 3ª linha
Nova linha pivô 0 0 0 0,33 -1,67 1 4
x(1) 0 0 0 0,33 -1,67 1 4
+ 3ª linha 0 1 0 0 1,5 -1 3
Nova 3ª linha 0 1 0 0,33 -0,17 0 7
129
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O coeficiente de xF3 na quarta linha é (0,5), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-0,5).
Nova 4ª linha
Nova linha pivô 0 0 0 0,33 -1,67 1 4
x(-0,5) 0 0 0 -0,17 0,84 -0,5 -2
+ 4ª linha 0 0 1 0 -0,5 0,5 4
Nova 4ª linha 0 0 1 -0,17 0,34 0 2
w) Reescrevendo a tabela, temos:
z x1 x2 xF1 xF2 xF3 b
1 0 0 333,33 2333,33 0 62000
0 0 0 0,33 -1,67 1 4
0 1 0 0,33 -0,17 0 7
0 0 1 -0,17 0,34 0 2
De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
x1 = 7 xF1 = 0 z = 62000
x2 = 2 xF2 = 0
xF3 = 4
A solução é ótima Z = 62.000, serão feitas 7 fantasias do modelo M1 e 2
fantasias do modelo M2, e sobraram 4 m de cetim.
Assista agora a Vídeo Aula:
Exercício 8 - modelo geral do simplex
09) O problema consiste em programar a produção de dois itens P1 e P2 a
partir dos recursos produtivos R1, R2 e R3. Os dados colhidos nos vários
setores da empresa são os seguintes: .
Uso dos recursos produtivos
Produtos R1 por unidade R2 por unidade R3 por unidade
P1 2 4 1
P2 3 2 5
Disponibilidade mensais 3.000 4.000 4.500
Produtos Custounitário Custo de venda Preço de venda
P1 20 20% 50
P2 30 20% 70
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Demanda conjunta dos produtos: 1.000 unidades/mês. O objetivo é maximizar o
lucro.
Escrevendo o modelo temos:
𝑥1 → 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑃1
𝑥2 → 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑃2
𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 𝑙𝑢𝑐𝑟𝑜 𝑧 = 20𝑥1 + 26𝑥2
𝑟𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖çõ𝑒𝑠 𝑡é𝑐𝑛𝑖𝑐𝑎𝑠 {
2𝑥1 + 3𝑥2 ≤ 3000
4𝑥1 + 2𝑥2 ≤ 4000
𝑥1 + 5𝑥2 ≤ 4500
𝑥1 + 𝑥2 ≤ 1000
𝑟𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖çõ𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑛ã𝑜 𝑛𝑒𝑔𝑎𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 {
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
a) Reescrevendo a função objetivo e passando as inequações de restrição para
equações, colocando as devidas folgas, temos:
z – 20x1 - 26x2 = 0
2𝑥1 + 3𝑥2 + 𝑥𝐹1 = 3000
4𝑥1 + 2𝑥2 + 𝑥𝐹2 = 4000
𝑥1 + 5𝑥2 + 𝑥𝐹3 = 4500
𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥𝐹4 = 1000
b) Montamos a tabela:
z x1 x2 xF1 xF2 xF3 xF4 b
1 -20 -26 0 0 0 0 0
0 2 3 1 0 0 0 3000
0 4 2 0 1 0 0 4000
0 1 5 0 0 1 0 4500
0 1 1 0 0 0 1 1000
c) a função objetivo identificamos a variável que entra localizando o maior
coeficiente.
𝑧 = 20𝑥1 + 26𝑥2
Logo a variável que entra será (x2)
d) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente
de (x2 - a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que
sai (o menor resultado positivo).
b x2
0 -26 Não fazemos conta com a função
objetivo
3000 ÷ 3 = 1000
4000 ÷ 2 = 2000
4500 ÷ 5 = 900 → sai
1000 ÷ 1 = 1000
e) Então podemos visualizar a tabela assim:
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z x1 x2 xF1 xF2 xF3 xF4 b
1 -20 -26 0 0 0 0 0
0 2 3 1 0 0 0 3000
0 4 2 0 1 0 0 4000
0 1 5 0 0 1 0 4500 sai
0 1 1 0 0 0 1 1000
entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (5).
f) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os elementos
da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 1 5 0 0 1 0 4500
÷ (5) 0 0,2 1 0 0 0,2 0 900 →Nova linha pivô
g) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de x2 na primeira linha é (-26), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (26).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 0,2 1 0 0 0,2 0 900
x(26) 0 5,2 26 0 0 5,2 0 23400
+ 1ª linha 1 -20 -26 0 0 0 0 0
Nova 1ª linha 1 -14,8 0 0 0 5,2 0 23400
O coeficiente de x2 na segunda linha é (3), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-3).
Nova 2ª linha
Nova linha pivô 0 0,2 1 0 0 0,2 0 900
x(-3) 0 -0,6 -3 0 0 -0,6 0 -2700
+ 2ª linha 0 2 3 1 0 0 0 3000
Nova 2ª linha 0 1,4 0 1 0 -0,6 0 300
O coeficiente de x2 na terceira linha é (2), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-2).
Nova 3ª linha
Nova linha pivô 0 0,2 1 0 0 0,2 0 900
x(-2) 0 -0,4 -2 0 0 -0,4 0 -1800
+ 3ª linha 0 4 2 0 1 0 0 4000
Nova 3ª linha 0 3,6 0 0 1 -0,4 0 2200
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O coeficiente de x2 na quinta linha é (1), então multiplicaremos a linha pivô pelo seu
oposto (-1).
Nova 5ª linha
Nova linha pivô 0 0,2 1 0 0 0,2 0 900
x(-1) 0 -0,2 -1 0 0 -0,2 0 -900
+ 5ª linha 0 1 1 0 0 0 1 1000
Nova 5ª linha 0 0,8 0 0 0 -0,2 1 100
h) Reescrevendo a tabela, temos:
z x1 x2 xF1 xF2 xF3 xF4 b
1 -14,8 0 0 0 5,2 0 23400
0 1,4 0 1 0 -0,6 0 300
0 3,6 0 0 1 -0,4 0 2200
0 0,2 1 0 0 0,2 0 900
0 0,8 0 0 0 -0,2 1 100
De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
x2 = 900 x1 = 0 z = 23400
xF1 = 300 xF3 = 0
xF2 = 2200
xF4 = 100
A solução não é ótima.
i) Montamos a tabela:
z x1 x2 xF1 xF2 xF3 xF4 b
1 -14,8 0 0 0 5,2 0 23400
0 1,4 0 1 0 -0,6 0 300
0 3,6 0 0 1 -0,4 0 2200
0 0,2 1 0 0 0,2 0 900
0 0,8 0 0 0 -0,2 1 100
j) Na função objetivo identificamos a variável que entra localizando o menor
coeficiente negativo.
Logo a variável que entra será (x1)
k) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente
de (x1 - a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que
sai (o menor resultado positivo).
b x1
23400 -14,8 Não fazemos conta com a função
objetivo
300 ÷ 1,4 = 214,29
2200 ÷ 3,6 = 611,11
900 ÷ 0,2 = 4500
100 ÷ 0,8 = 125 → sai
133
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l) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x2 xF1 xF2 xF3 xF4 b
1 -14,8 0 0 0 5,2 0 23400
0 1,4 0 1 0 -0,6 0 300
0 3,6 0 0 1 -0,4 0 2200
0 0,2 1 0 0 0,2 0 900
0 0,8 0 0 0 -0,2 1 100 sai
entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (0,8).
m) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os
elementos da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 0,8 0 0 0 -0,2 1 100
÷ (0,8) 0 1 0 0 0 -0,25 1,25 125 →Nova linha pivô
n) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de x1 na primeira linha é (-14,8), então multiplicaremos a linha pivô
pelo seu oposto (14,8).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 1 0 0 0 -0,25 1,25 125
x(14,8) 0 14,8 0 0 0 -3,70 18,5 1850
+ 1ª linha 1 -14,8 0 0 0 5,2 0 23400
Nova 1ª linha 1 0 0 0 0 1,5 18,5 25250
O coeficiente de x1 na segunda linha é (1,4), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-1,4).
Nova 2ª linha
Nova linha pivô 0 1 0 0 0 -0,25 1,25 125
x(-1,4) 0 -1,4 0 0 0 0,35 -1,75 -175
+ 2ª linha 0 1,4 0 1 0 -0,6 0 300
Nova 2ª linha 0 0 0 1 0 -0,25 -1,75 125
O coeficiente de x1 na terceira linha é (3,6), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-3,6).
Nova 3ª linha
Nova linha pivô 0 1 0 0 0 -0,25 1,25 125
x(-3,6) 0 -3,6 0 0 0 0,90 -4,5 -450
+ 3ª linha 0 3,6 0 0 1 -0,4 0 2200
Nova 3ª linha 0 0 0 0 1 0,5 -4,5 1750
134
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O coeficiente de x1 na quarta linha é (0,2), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-0,2).
Nova 4ª linha
Nova linha pivô 0 1 0 0 0 -0,25 1,25 125
x(-0,2) 0 -0,2 0 0 0 0,05 -0,25 -25
+ 4ª linha 0 0,2 1 0 0 0,2 0 900
Nova 4ª linha 0 0 1 0 0 0,25 -0,25 875
o) Reescrevendo a tabela, temos:
z x1 x2 xF1 xF2 xF3 xF4 b
1 0 0 0 0 1,5 18,5 25250
0 0 0 1 0 -0,25 -1,75 125
0 0 0 0 1 0,5 -4,5 1750
0 0 1 0 0 0,25 -0,25 875
0 1 0 0 0 -0,25 1,25 125
De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
x1 = 125 xF3 = 0 z = 25250
x2 = 875 xF4 = 0
xF1 = 125
xF2 = 1750
A solução é ótima.
Assista agora a Vídeo Aula:
Exercício 9 - modelo geral do Simplex
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-45-resolucao-pelo-simplex-exercicio-11/
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Solução de um Modelo Geral de
Programação Linear pelo Método
Simplex
Os modelos de programação linear apresentados até agora têm as seguintes
características:
a função objetivo deve ser maximizada;
todas as varáveis de decisão são não negativas;
apresentam uma solução básica inicial.
A aplicação do Simplex, como foi apresentada, exige essas três características no
modelo. Caso isso não ocorra, devemos procurar um modelo equivalente que possua
essas três características, para então usar o Simplex.
O PROBLEMA DA MINIMIZAÇÃO
Se a função objetivo for de minimização, devemos multiplicá-lapor -1, obtendo
uma função equivalente para maximização.
Exemplo:
Minimizar. z = 3x1 - 4x2 + x3
{
𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3 ≤ 10
2𝑥1 + 𝑥2 − 𝑥3 ≤ 20
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
𝑥3 ≥ 0
o modelo equivalente é:
Maximizar (-z) = -3x1 + 4x2 – x3
{
𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3 ≤ 10
2𝑥1 + 𝑥2 − 𝑥3 ≤ 20
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
𝑥3 ≥ 0
Resolvido o modelo equivalente, teremos a solução do modelo original com a troca do
sinal de z.
Exemplo:
01) Resolva pelo Simplex, usando o método da função objetiva auxiliar.
Min z = 3x1 + 2x2
136
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{
2𝑥1 + 𝑥2 ≥ 10
𝑥1 + 5𝑥2 ≥ 15
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
Antes devemos multiplicar a função objetivo por (-1) pois este exercício é de
minimizar:
z = 3x1 + 2x2 .(-1)
- z = - 3x1 - 2x2
Resolução:
1º iremos fazer pelo método da função objetivo auxiliar.
a) Reescrevendo as inequações de restrição para equações, colocando as devidas
folgas, temos:
-z + 3x1 + 2x2 = 0
2𝑥1 + 𝑥2 − 𝑥𝐹1 + 𝑎1 = 10
𝑥1 + 5𝑥2 − 𝑥𝐹2 + 𝑎2 = 15
b) Neste exemplo a função objetivo auxiliar será:
W = a1 + a2
Logo:
a1 = -2x1 – x2 + xF1 + 10
e
a2 = -x1 -5x2 + xF2 + 15
então,
a1 = -2x1 – x2 + xF1 + 10
a2 = -x1 -5x2 + xF2 + 15
a1 + a2 = -3x1 - 6x2 +xF1 + xF2 + 25
w = -3x1 - 6x2 + xF1 + xF2 + 25
Como a função auxiliar sempre será de minimização, escrevemos:
Min w = -3x1 - 6x2 + xF1 + xF2 + 25
E portanto deverá ser multiplicada por (-1)
w = -3x1 - 6x2 + xF1 + xF2 + 25 . (-1)
-w = 3x1 + 6x2 - xF1 - xF2 - 25
Agora passando todas as variáveis para o primeiro membro, temos:
-w -3x1 - 6x2 + xF1 + xF2 = -25
Agora temos as seguintes equações que comporão nossa tabela.
-z + 3x1 + 2x2 = 0
2𝑥1 + 𝑥2 − 𝑥𝐹1 + 𝑎1 = 10
𝑥1 + 5𝑥2 − 𝑥𝐹2 + 𝑎2 = 15
-w -3x1 - 6x2 + xF1 + xF2 = -25
137
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c) Montamos a tabela:
z x1 x2 xF1 xF2 a1 a2 b
-1 3 2 0 0 0 0 0
0 2 1 -1 0 1 0 10
0 1 5 0 -1 0 1 15
-1 -3 -6 1 1 0 0 -25
w
d) Iremos trabalhar com a função objetivo auxiliar onde identificamos a variável
que entra localizando o menor negativo da última linha da tabela.
Neste exemplo será x2, pois tem coeficiente (-6).
A variável que entra será (x2)
e) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de (x2 -
a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai (o menor
resultado positivo).
b x2
0 2 Não fazemos conta com a função objetivo
10 ÷ 1 = 10
15 ÷ 5 = 3 → sai
-25 -6 Não fazemos conta com a função objetivo
f) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x2 xF1 xF2 a1 a2 b
1 3 2 0 0 0 0 0
0 2 1 -1 0 1 0 10
0 1 5 0 -1 0 1 15
-1 -3 -6 1 1 0 0 -25
w entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (5).
g) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os elementos
da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 1 5 0 -1 0 1 15
÷ (5) 0 0,2 1 0 -0,2 0 0,2 3 →Nova linha pivô
h) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de x2 na primeira linha é (2), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-2).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 0,2 1 0 -0,2 0 0,2 3
x(-2) 0 -0,4 -2 0 0,4 0 -0,4 -6
+ 1ª linha -1 3 2 0 0 0 0 0
Nova 1ª linha -1 2,6 0 0 0,4 0 -0,4 -6
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O coeficiente de x2 na segunda linha é (1), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-1).
Nova 2ª linha
Nova linha pivô 0 0,2 1 0 -0,2 0 0,2 3
x(-1) 0 -0,2 -1 0 0,2 0 -0,2 -3
+ 2ª linha 0 2 1 -1 0 1 0 10
Nova 2ª linha 0 1,8 0 -1 0,2 1 -0,2 7
O coeficiente de x2 na quarta linha é (-6), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (6).
Nova 4ª linha
Nova linha pivô 0 0,2 1 0 -0,2 0 0,2 3
x(6) 0 1,2 6 0 -1,2 0 1,2 18
+ 4ª linha -1 -3 -6 1 1 0 0 -25
Nova 4ª linha -1 -1,8 0 1 -0,2 0 1,2 -7
i) Reescrevendo a tabela, temos:
z x1 x2 xF1 xF2 a1 a2 b
-1 2,6 0 0 0,4 0 -0,4 -6
0 1,8 0 -1 0,2 1 -0,2 7
0 0,2 1 0 -0,2 0 0,2 3
-1 -1,8 0 1 -0,2 0 1,2 -7
w
De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de w
x2 = 3 x1 = 0 w = -7
a1 = 7 xF1 = 0
a2 = 0
xF2 = 0
Como ainda temos variáveis auxiliares não zeradas e w foram ainda não foi zerado,
temos que recalcular.
j) Montamos a tabela:
z x1 x2 xF1 xF2 a1 a2 b
-1 2,6 0 0 0,4 0 -0,4 -6
0 1,8 0 -1 0,2 1 -0,2 7
0 0,2 1 0 -0,2 0 0,2 3
-1 -1,8 0 1 -0,2 0 1,2 -7
w
k) Iremos trabalhar com a função objetivo auxiliar onde identificamos a variável
que entra localizando o menor negativo da última linha da tabela.
Neste exemplo será x1, pois tem coeficiente (-1,8).
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A variável que entra será (x1)
l) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de (x1 -
a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai (o menor
resultado positivo).
b x1
6 2,6 Não fazemos conta com a função objetivo
7 ÷ 1,8 = 3,89 → sai
3 ÷ 0,2 = 15
-7 -1,8 Não fazemos conta com a função objetivo
m) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x2 xF1 xF2 a1 a2 b
-1 2,6 0 0 0,4 0 -0,4 -6
0 1,8 0 -1 0,2 1 -0,2 7
0 0,2 1 0 -0,2 0 0,2 3
-1 -1,8 0 1 -0,2 0 1,2 -7
w entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (1,8).
n) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os elementos
da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 1,8 0 -1 0,2 1 -0,2 7
÷ (1,8) 0 1 0 -0,56 0,11 0,56 -0,11 3,89 →Nlp
o) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de x1 na primeira linha é (2,6), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-2,6).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 1 0 -0,56 0,11 0,56 -0,11 3,89
x(-2,6) 0 -2,6 0 1,46 -0,29 -1,46 0,29 -10,11
+ 1ª linha -1 2,6 0 0 0,4 0 -0,4 -6
Nova 1ª linha -1 0 0 1,46 0,11 -1,46 -0,11 -16,11
O coeficiente de x1 na terceira linha é (0,2), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-0,2).
Nova 3ª linha
Nova linha pivô 0 1 0 -0,56 0,11 0,56 -0,11 3,89
x(-0,2) 0 -0,2 0 0,11 -0,02 -0,56 0,02 -0,78
+ 3ª linha 0 0,2 1 0 -0,2 0 0,2 3
Nova 3ª linha 0 0 1 0,11 -0,22 -0,56 0,22 2,22
O coeficiente de x1 na quarta linha é (-1,8), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (1,8).
140
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Nova 4ª linha
Nova linha pivô 0 1 0 -0,56 0,11 0,56 -0,11 3,89
x(1,8) 0 1,8 0 -1,01 0,20 1,01 -0,20 7
+ 4ª linha -1 -1,8 0 1 -0,2 0 1,2 -7
Nova 4ª linha -1 0 0 -0,01 0,18 1,01 1 0
p) Reescrevendo a tabela, temos:
z x1 x2 xF1 xF2 a1 a2 b
-1 0 0 1,46 0,11 -1,46 -0,11 -16,11
0 1 0 -0,56 0,11 0,56 -0,11 3,89
0 0 1 0,11 -0,22 -0,56 0,22 2,22
-1 0 0 -0,01 0,18 1,01 1 0
w
De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de w
x2 = 3,78 a1 = 0 w = 0
x1 = 3,89 xF1 = 0
a2 = 0
xF2 = 0
Como todas as variáveis auxiliares e w foram zeradas, podemos agora abandonar a
variável auxiliar e a a função objetivo auxiliar, reescrever a tabela sem elas e
resolver o problema normalmente.
q) Partindo agora da última tabela, sem a coluna da variável auxiliar e sem a
função objetivo auxiliar, temos:
z x1 x2 xF1 xF2 b
-1 0 0 1,46 0,11 -16,11
0 1 0 -0,56 0,11 3,89
0 0 1 0,11 -0,22 2,22
De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
BásicasValor de z
x1 = 3,89 xF1 = 0 z = 16,11
x2 = 2,22 xF2 = 0
A solução é ótima.
Assista agora a Vídeo Aula:
Exemplo - Minimização e função objetivo auxiliar
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-49-resolucao-pelo-simplex-modelo-geral-exercicio-2/
141
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O PROBLEMA DA VARIÁVEL LIVRE
Se alguma variável do modelo não possuir a condição de não negatividade,
podemos substituí-la pela diferença de duas outras variáveis não negativas, pois um
número qualquer sempre pode ser escrito como a diferença de dois números
positivos.
Exemplo:
Max z = x1 + 2x2 + x3
{
𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3 ≤ 10
2𝑥1 + 3𝑥2 ≤ 20
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ⇒ 𝑙𝑖𝑣𝑟𝑒
Fazendo x2 = x4 – x5 com x4 ≥ 0 e x5 ≥ 0 e substituindo no modelo anterior, teremos
o modelo equivalente:
Max z = x1 + 2x4 - 2x5 + x3
{
𝑥1 + 𝑥4 − 𝑥5 + 𝑥3 ≤ 10
2𝑥1 + 3𝑥4 − 3𝑥5 ≤ 20
𝑥1 ≥ 0
𝑥4 ≥ 0
𝑥5 ≥ 0
𝑥3 ≥ 0
Com todas as variáveis não negativas. A solução deste modelo resolve o anterior.
Exemplo resolvido:
01) Resolva usando Simplex
Max z = x1 + x2 + 2x3
{
𝑥1 + 2𝑥2 ≤ 10
3𝑥1 + 4𝑥2 + 𝑥3 ≤ 20
𝑥1 ≥ 0
𝑥3 ≥ 0
𝑥2 é 𝑙𝑖𝑣𝑟𝑒
Antes de começar a resolver precisamos procurar um modelo equivalente.
Como temos x2 livre, faremos:
x4 ≥ x5 ≥ 0
e
x2 = x4 – x5
Fazendo as substituições no modelo original temos:
Max z = x1 + (x4 – x5) + 2x3
z = x1 + x4 – x5 + 2x3
142
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{
𝒙𝟏 + 𝟐 (𝒙𝟒 − 𝒙𝟓) ≤ 𝟏𝟎
𝟑𝒙𝟏 + 𝟒. (𝒙𝟒 − 𝒙𝟓) + 𝒙𝟑 ≤ 𝟐𝟎
𝒙𝟏 ≥ 𝟎
𝒙𝟑 ≥ 𝟎
𝒙𝟒 ≥ 𝟎
𝒙𝟓 ≥ 𝟎
⟹
{
𝒙𝟏 + 𝟐 . 𝒙𝟒 − 𝟐𝒙𝟓 ≤ 𝟏𝟎
𝟑𝒙𝟏 + 𝟒. 𝒙𝟒 − 𝟒𝒙𝟓 + 𝒙𝟑 ≤ 𝟐𝟎
𝒙𝟏 ≥ 𝟎
𝒙𝟑 ≥ 𝟎
𝒙𝟒 ≥ 𝟎
𝒙𝟓 ≥ 𝟎
Resolução:
a) Reescrevendo a função objetivo e passando as inequações de restrição para
equações, colocando as devidas folgas, temos:
z - x1 - x4 + x5 - 2x3 = 0
𝒙𝟏 + 𝟐 . 𝒙𝟒 − 𝟐𝒙𝟓 + 𝒙𝑭𝟏 = 𝟏𝟎
𝟑𝒙𝟏 + 𝟒. 𝒙𝟒 − 𝟒𝒙𝟓 + 𝒙𝟑 + 𝒙𝑭𝟐 = 𝟐𝟎
b) Montamos a tabela:
z x1 x3 x4 x5 xF1 xF2 b
1 -1 -2 -1 1 0 0 0
0 1 0 2 -2 1 0 10
0 3 1 4 -4 0 1 20
c) Na função objetivo identificamos a variável que entra localizando o maior
coeficiente.
z = x1 + x4 – x5 + 2x3
Logo a variável que entra será (x3)
d) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de
(x3 - a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai (o
menor resultado positivo).
b x3
0 -2 Não fazemos conta com a função objetivo
10 ÷ 0 = ∄
20 ÷ 1 = 20 → sai
e) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x3 x4 x5 xF1 xF2 b
1 -1 -2 -1 1 0 0 0
0 1 0 2 -2 1 0 10
0 3 1 4 -4 0 1 20
entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (1).
f) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os elementos
da linha que sai pelo elemento pivô.
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Linha que sai 0 3 1 4 -4 0 1 20
÷ (1) 0 3 1 4 -4 0 1 20 →Nova linha pivô
g) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de x3 na primeira linha é (-2), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (2).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 3 1 4 -4 0 1 20
x(2) 0 6 2 8 -8 0 2 40
+ 1ª linha 1 -1 -2 -1 1 0 0 0
Nova 1ª linha 1 5 0 7 -7 0 2 40
O coeficiente de x3 na segunda linha é (0), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (0).
Nova 2ª linha
Nova linha pivô 0 3 1 4 -4 0 1 20
x(0) 0 0 0 0 0 0 0 0
+ 2ª linha 0 1 0 2 -2 1 0 10
Nova 2ª linha 0 1 0 2 -2 1 0 10
h) Reescrevendo a tabela, temos:
z x1 x3 x4 x5 xF1 xF2 b
1 5 0 7 -7 0 2 40
0 1 0 2 -2 1 0 10
0 3 1 4 -4 0 1 20
De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
x3 = 20 x1 = 0 z = 40
xF1 = 10 x4 = 0
x5 = 0
xF2 = 0
Como x2 = x4 – x5
Temos:
x2 = 0 - 0 = 0
A Solução é ilimitada
Isto ocorre porque a variável que entra na base x5 não possui em sua
coluna nenhum coeficiente positivo. Os programas de computador, neste
caso, apresentam a última solução básica antes que a solução se torne
ilimitada, neste exercício como não existia última antes desta considere-a
como a última.
Solução é ótima e z = 40.
Assista agora a Vídeo Aula:
Exemplo - Variável livre
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-50-resolucao-pelo-simplex-modelo-geral-exercicio-3/
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O PROBLEMA DA SOLUÇÃO BÁSICA INICIAL
Nos modelos resolvidos até agora pelo Simplex, as restrições são todas do tipo
“≤” com os termos da direita positivos. O acréscimo das variáveis de folga fornece
neste caso uma solução básica inicial.
O problema aparece quando:
1 º a restrição é do tipo ≥: a variável de folga é subtraída e seu valor é
negativo, quando se anulam as variáveis de decisão.
2º a restrição é do tipo =: não recebe a variável de folga.
Neste caso, acrescentamos em cada uma das restrições do tipo ≥ e = variáveis
auxiliares ai com a formação de um novo modelo. A solução básica inicial do novo
modelo é formada pelas variáveis de folga das restrições do tipo s e pelas variáveis
auxiliares ai.
Exemplo:
Maximizar Z = x1 + x2 + x3
{
2𝑥1 + 𝑥2 − 𝑥3 ≤ 10
𝑥1 + 𝑥2 + 2𝑥3 ≥ 20
2𝑥1 + 𝑥2 + 3𝑥3 = 60
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
𝑥3 ≥ 0
a) Acrescentando as variáveis de folga:
{
2𝑥1 + 𝑥2 − 𝑥3 + 𝑥𝐹1 = 10
𝑥1 + 𝑥2 + 2𝑥3 − 𝑥𝐹1 = 20
2𝑥1 + 𝑥2 + 3𝑥3 = 60
Não temos uma solução básica inicial devido à segunda e à terceira restrições.
b) Acrescentando na segunda e terceira restrições as variáveis auxiliares a2 e a3:
{
2𝑥1 + 𝑥2 − 𝑥3 + 𝑥𝐹1 = 10
𝑥1 + 𝑥2 + 2𝑥3 − 𝑥𝐹1 + 𝑎2 = 20
2𝑥1 + 𝑥2 + 3𝑥3 + 𝑎3 = 60
teremos agora uma solução básica inicial: xF1 = 10, a2 = 20, a3 = 60 com as outras
variáveis todas nulas.
RETORNO AO MODELO ORIGINAL
O retorno ao modelo original deve ser feito com a eliminação das variáveis
auxiliares e a manutenção da solução básica. Isto pode ser feito de duas maneiras:
Método do M grande
Escrevemos a função objetivo, acrescentando as variáveis auxiliares a1, a2, ..., an
com coeficientes –M1 ,–M2,...,-Mn sendo M1 , M2, ... , Mn números grandes.
145
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Exemplo:
Maximizar Z = x1 + x2 + x3
{
2𝑥1 + 𝑥2 − 𝑥3 ≤ 10
𝑥1 + 𝑥2 + 2𝑥3 ≥ 20
2𝑥1 + 𝑥2 + 3𝑥3 = 60
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
𝑥3 ≥ 0
a) Acrescentando as variáveis de folga:
{
2𝑥1 + 𝑥2 − 𝑥3 + 𝑥𝐹1 = 10
𝑥1 + 𝑥2 + 2𝑥3 − 𝑥𝐹1 = 20
2𝑥1 + 𝑥2 + 3𝑥3 = 60
Não temos uma solução básica inicial devido à segunda e à terceira restrições.
b) Acrescentando na segunda e terceira restrições as variáveis auxiliares a2 e a3:
{
2𝑥1 + 𝑥2 − 𝑥3 + 𝑥𝐹1 = 10
𝑥1 + 𝑥2 + 2𝑥3 − 𝑥𝐹1 + 𝑎2 = 20
2𝑥1 + 𝑥2 + 3𝑥3 + 𝑎3 = 60
Neste exemplo temos duas variáveis auxiliares a2 e a3, logo acrescentando as
variáveis auxiliares com coeficientes –M2 e –M3 na função objetivo, sendo M2 e M3
números grandes, teremos:
z= x1 + x2 +x3 – M2a2 – M3a3
À medida que z é maximizada, as variáveis a2 e a3 deixam a base, devido ao grande
valor de M2 e M3.
Do exemplo anterior teremos:
Modelo auxiliar: Max. z = x1 + x2 + x3 – M2a2 – M3a3
z - x1 - x2 - x3 + M2a2 + M3a3 = 0
{
2𝑥1 + 𝑥2 − 𝑥3 + 𝑥𝐹1 = 10
𝑥1 + 𝑥2 + 2𝑥3 − 𝑥𝐹2 + 𝑎2 = 20
2𝑥1+ 𝑥2 + 3𝑥3 + 𝑎3 = 60
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
𝑥3 ≥ 0
𝑥𝐹1 ≥ 0
𝑥𝐹2 ≥ 0
𝑎1 ≥ 0
𝑎2 ≥ 0
O quadro inicial fica então:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 a2 a3 b
1 -1 -1 -1 0 0 M2 M3 0
0 2 1 -1 1 0 0 0 10
0 1 1 2 0 -1 1 0 20
0 2 1 3 0 0 0 1 60
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Solução:
Variáveis básicas Variáveis não básicas Valor de z original
xF1 = 10 x1 = 0 Z = 0
a2 =20 x2 = 0
a3 = 60 x3 = 0
xF2=0
Cálculo da nova solução:
- Variável que entra: entra x3 (coeficiente -1). As três variáveis x1, x2 e x3 têm
coeficientes iguais. Escolhemos uma delas.
- Variável que sai: 10 ÷ (-1) = -10 prejudicado
20 ÷ 2 = 10 → sai variável da terceira linha
60 ÷ 3 = 20
Linha pivô: terceira linha
Elemento pivô: 2
Nova linha pivô = linha pivô ÷ 2: 0 0,5 0,5 1 0 -0,5 0,5 0 10
Cálculo da nova primeira linha: (coeficiente da variável que entra = -1)
Nova linha pivô: 0 0,5 0,5 1 0 -0,5 0,5 0 10
x (1) 0 0,5 0,5 1 0 -0,5 0,5 0 10
+ primeira linha 1 -1 -1 -1 0 0 M2 M3 0
Soma = nova
Primeira linha:
1 -0,5 -0,5 0 0 -0,5 M2 M3 10
Cálculo da nova segunda linha: (coeficiente da variável que entra = -1)
Nova linha pivô: 0 0,5 0,5 1 0 -0,5 0,5 0 10
x (1) 0 0,5 0,5 1 0 -0,5 0,5 0 10
+ segunda linha 0 2 1 -1 1 0 0 0 0
Soma = nova
segunda linha:
0 2,5 1,5 0 1 -0,5 0,5 0 20
Cálculo da nova quarta linha (coeficiente da variável que entra = 3)
Nova linha pivô: 0 0,5 0,5 1 0 -0,5 0,5 0 10
x (-3) 0 -1,5 -1,5 -3 0 1,5 -1,5 0 -30
+ quarta linha 0 2 1 3 0 0 0 1 60
Soma = nova
quarta linha:
0 0,5 -0,5 0 0 1,5 -1,5 1 30
Novo quadro
z x1 x2 x3 xF1 xF2 a2 a3 b
1 -0,5 -0,5 0 0 -0,5 M2 M3 10
0 2,5 1,5 0 1 -0,5 0,5 0 20
0 0,5 0,5 1 0 -0,5 0,5 0 10
0 0,5 -0,5 0 0 1,5 -1,5 1 30
Solução:
Variáveis básicas Variáveis não básicas Valor de z original
x3 = 10 x1 = 0 Z = 10
xF1 = 20 x2 = 0
a3 = 30 xF2 = 0
a2 = 0
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Cálculo da nova solução:
- Variável que entra: entra xF2 (coeficiente -0,5)
- Variável que sai: 20 ÷ (-0,5) = -40 -7 → prejudicado
10÷ (-0,5) = -20 -7 → prejudicado
30 ÷ 1,5 = 20 -7 → sai variável da quarta linha
Linha pivô: quarta linha
Elemento pivô: 1,5
Nova linha pivô (linha pivô ÷ 1,5):
0 0,333 -0,333 0 0 1 -1 0,667 20
Cálculo da nova primeira linha: (coeficiente da variável que entra = -0,5)
Nova linha pivô: 0 0,333 -0,333 0 0 1 -1 0,667 20
x (0,5) 0 0,167 -0,167 0 0 0,5 -0,5 0,333 10
+ primeira linha 1 -0,5 -0,5 0 0 -0,5 M2 M3 10
Soma = nova
Primeira linha:
1 -0,333 -0,667 0 0 0 M2 M3 20
Cálculo da nova segunda linha (coeficiente da variável que entra = -0,5)
Nova linha pivô: 0 0,333 -0,333 0 0 1 -1 0,667 20
x (0,5) 0 0,167 -0,167 0 0 0,5 -0,5 0,333 10
+ segunda linha 0 2,5 1,5 0 1 -0,5 0,5 0 20
Soma = nova
segunda linha:
0 2,667 1,333 0 1 0 0 0,333 30
Cálculo da nova terceira linha (coeficiente da variável que entra = -0,5)
Nova linha pivô: 0 0,333 -0,333 0 0 1 -1 0,667 20
x (0,5) 0 0,167 -0,167 0 0 0,5 -0,5 0,333 10
+ terceira linha 0 0,5 0,5 1 0 -0,5 0,5 0 10
Soma = nova
terceira linha:
0 0,667 0,333 1 0 0 0 0,333 20
Novo quadro:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 a2 a3 b
1 -0,333 -0,667 0 0 0 M2 M3 20
0 2,667 1,333 0 1 0 0 0,333 30
0 0,667 0,333 1 0 0 0 0,333 20
0 0,333 -0,333 0 0 1 -1 0,667 20
Solução:
Variáveis básicas Variáveis não básicas Valor de z original
x3 = 20 x1 = 0 Z = 20
xF1 = 30 x2 = 0
xF2 = 20 a2 = 0
a3 = 0
A solução básica é formada pelas variáveis originais. Podemos abandonar agora
as variáveis auxiliares, todas nulas. O quadro fica então:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 b
1 -0,333 -0,667 0 0 0 20
0 2,667 1,333 0 1 0 30
0 0,667 0,333 1 0 0 20
0 0,333 -0,333 0 0 1 20
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Cálculo da solução ótima:
- Variável que entra: x2 (coeficiente -0,667)
- Variável que sai: 30 ÷ 1,333 = 22,5 → sai variável da segunda
linha: xF1
20 ÷ 0,333 = 60
20 ÷ (-0,333) = -60 → prejudicada
Linha pivô: segunda linha
Elemento pivô: 1 ,333
Nova linha pivô (linha pivô ÷ 1,333): 0 2 1 0 0,75 0 22,5
Cálculo da nova primeira linha (coeficiente da variável que entra = -0,667)
Nova linha pivô: 0 2 1 0 0,75 0 22,5
x (0,667) 0 1,333 0,667 0 0,5 0 15
+ primeira linha 1 -0,333 -0,667 0 0 0 20
Soma = nova
Primeira linha:
1 1 0 0 0,5 0 35
Cálculo da nova terceira linha (coeficiente da variável que entra = 0,333)
Nova linha pivô: 0 2 1 0 0,75 0 22,5
x (-0,333) 0 -0,667 -0,333 0 -0,25 0 -7,5
+ terceira linha 0 0,667 0,333 1 0 0 20
Soma = nova
terceira linha:
0 0 0 1 -0,25 0 12,5
Cálculo da nova quarta linha (coeficiente da variável que entra = -0,333)
Nova linha pivô: 0 2 1 0 0,75 0 22,5
x (0,333) 0 0,667 0,333 0 0,25 0 7,5
+ quarta linha 0 0,333 -0,333 0 0 1 20
Soma = nova
quarta linha:
0 1 0 0 0,25 1 27,5
No quadro:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 b
1 1 0 0 0,5 0 35
0 2 1 0 0,75 0 22,5
0 0 0 1 -0,25 0 12,5
0 1 0 0 0,25 1 27,5
Solução:
Variáveis básicas Variáveis não básicas Valor de z original
x2 = 22,5 x1 = 0 Z = 35
x3 = 12,5 xF1 = 0
xF2 = 27,5
A solução é ótima.
Assista agora a Vídeo Aula:
Método do M grande - exemplo 1
OBSERVAÇÃO:
Na primeira parte do exercício, que levou à eliminação das variáveis auxiliares
ai, o que pretenderíamos não era maximizar o objetivo, e sim eliminar as variáveis
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auxiliares, retornando assim ao problema original. Podemos escolher para entrar na
base uma variável com qualquer coeficiente na função objetivo, desde que a entrada
dessa variável provoque a saída de uma variável auxiliar.
Para isto basta verificar se na divisão dos termos independentes pelos
coeficientes de uma variável não básica, o menor resultado positivo está na linha da
variável auxiliar básica. Se isso é verdade, a variável auxiliar deixa a base,
independente do coeficiente na função objetivo da variável que entra.
Suponha, por exemplo, que estamos diante do quadro:
z x1 x2 x3 xF1 a1 a2 b
1 4 5 0 0 0 6 100
0 1 2 1 0 0 12 20
0 0 1 0 1 0 -1 10
0 1 5 0 0 1 4 30
Embora os coeficientes na função objetivo sejam todos não negativos, a solução
não é ótima, pois o problema original está alterado pela presença da variável auxiliar
a1. Qual variável deverá entrar na base para a saída da variável a1?
Se entra x1: 20 ÷ 1 = 20
10 ÷ 0 = prejudicado
30 + 1 = 30, sai a variável da primeira linha: x3
Se entra x2: 20 ÷2 = 10
10÷1 =10
30 ÷ 5 = 6, sai a variável da terceira linha, exatamente a1.
Portanto, a entrada de x2 resolve o problema.
Caso nenhuma das variáveis não básicas possa fazer o papel de expulsar a
variável auxiliar da base, o problema não tem solução básica, e portanto não
tem solução.
Método da função objetivo auxiliar
Como no método anterior, nas equações e nas inequações do tipo ≥,
acrescentamos as variáveis auxiliares, para compor com as folgas das inequações do
tipo ≤, a solução básica necessária a aplicação do Simplex.
Construímos então, uma função objetivo auxiliar W, formada pela soma das
variáveis auxiliares.
W = a1 + a2 + ... + an
A função W deve ser escrita em termos das variáveis originais e comporá o
novo objetivo a ser minimizado.
Quando as variáveis auxiliares forem não básicas, teremos:
a1 = a2 = ... = an = 0 e W = 0
150
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As variáveis e funções auxiliares podem ser abandonadas. O novo objetivo será
dado pela função objetivo original.
Teremos aí, o modelo original com a solução básica inicial procurada.
Exemplo:
Max z = x1 + x2 + x3
{
2𝑥1 + 𝑥2 − 𝑥3 ≤ 10
𝑥1 + 𝑥2 + 2𝑥3 ≥ 20
2𝑥1 + 𝑥2 + 3𝑥3 = 60
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
𝑥3 ≥ 0
1. Acrescentando variáveis de folga e variáveis auxiliares, conforme já fizemos
anteriormente, teremos:
{
2𝑥1 + 𝑥2 − 𝑥3 + 𝑥𝐹1 = 10
𝑥1 + 𝑥2 + 2𝑥3 − 𝑥𝐹2 + 𝑎2 = 20
2𝑥1 + 𝑥2 + 3𝑥3 + 𝑎3 = 60
2. Função auxiliar W = a2 + a3
Isolamos a2, a3 , ... , na , assim:
Da segunda restrição: a2 = -x1 – x2 - 2x3 + xF2 + 20
Da terceira restrição: a3 = -2x1 – x2 - 3x3 + 60
Substituindo na função auxiliar temos:
W = a2 + a3 = -3x1 - 2x2 - 5x3 + xF2 + 80
mini W= max (-W) = 3x1 + 2x2 + 5x3 – xF2 - 80
-w -3x1 - 2x2 - 5x3 + xF2 = -80
O quadro com a função auxiliar W fica assim:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 a2 a3 b
1 -1 -1 -1 0 0 0 0 0
0 2 1 -1 1 0 0 0 10
0 1 1 2 0 -1 1 0 20
0 2 1 3 0 0 0 1 60
-1 -3 -2 -5 0 1 0 0 -80
-W
Solução:
Variáveis básicas Variáveis não básicas Valor de W
xF1 = 10 x1 = 0 W = 80
a2 = 20 x2 = 0
a3 = 60 x3 = 0
xF2 = 0
A função objetivo a ser minimizada é W. Observando seus coeficientes,
verificamos que a resolução do quadro não é ótima.
Cálculo da nova solução:
- Variável que entra: x3 (coeficiente -5)
- Variável que sai: 10 ÷ (-1) = -10 → prejudicada
20 ÷ 2 = 10 → sai a variável da terceira linha: a2
60 ÷ 3 = 20
151
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Linha pivô: terceira linha Elemento pivô: 2
Nova linha pivô (linha pivô ÷ 2): 0 0,5 0,5 1 0 -0,5 0,5 0 10
Cálculo da nova primeira linha: (coeficiente -1)
Nova linha pivô: 0 0,5 0,5 1 0 -0,5 0,5 0 10
x (1) 0 0,5 0,5 1 0 -0,5 0,5 0 10
+ primeira linha 1 -1 -1 -1 0 0 0 0 0
Soma = nova
Primeira linha:
1 -0,5 -0,5 0 0 -0,5 0,5 0 10
Cálculo da nova segunda linha: (coeficiente -1)
Nova linha pivô: 0 0,5 0,5 1 0 -0,5 0,5 0 10
x (1) 0 0,5 0,5 1 0 -0,5 0,5 0 10
+ segunda linha 0 2 1 -1 0 0 0 0 10
Soma = nova
segunda linha:
0 2,5 1,5 0 0 -0,5 0,5 0 20
Cálculo da nova quarta linha: (coeficiente 3)
Nova linha pivô: 0 0,5 0,5 1 0 -0,5 0,5 0 10
x (-3) 0 -1,5 -1,5 -3 0 1,5 -
1,5
0 30
+ quarta linha 0 2 1 3 0 0 0 1 60
Soma = nova
quarta linha:
0 0,5 -0,5 0 0 1,5
-
1,5
1 30
Cálculo da nova quinta linha: (coeficiente -5)
Nova linha pivô: 0 0,5 0,5 1 0 -0,5 0,5 0 10
x (5) 0 2,5 2,5 5 0 -2,5 2,5 0 50
+ quinta linha -1 -3 -2 -5 0 1 0 0 -80
Soma = nova
quinta linha:
-1 -0,5 0,5 0 0 -1,5 2,5 0 -30
Novo quadro:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 a2 a3 b
1 -0,5 -0,5 0 0 -0,5 0,5 0 10
0 2,5 1,5 0 1 -0,5 0,5 0 20
0 0,5 0,5 1 0 -0,5 0,5 0 10
0 0,5 -0,5 0 0 1,5 -1,5 1 30
-1 -0,5 0,5 0 0 -1,5 2,5 0 -30
-W
Solução:
Variáveis básicas Variáveis não básicas Valor de W
x3 = 10 x1 = 0 W = 30
xF1 = 20 x2 = 0
a3 = 30 xF2 = 0
a2 =0
como não zeramos as duas variáveis auxiliares vamos calcular novamente.
152
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Cálculo da nova solução:
- Variável que entra: xF2 (coeficiente -1,5)
- Variável que sai: 20 ÷ (-0,5) = -40 → prejudicada
10 ÷ (-0,5) = -20 → prejudicada
30 ÷ 1 ,5 = 20 → sai a variável da quarta linha: a3
Linha pivô: quarta linha
Elemento pivô: 1,5
Nova linha pivô = linha pivô ÷1,5:
0 0,333 -0,333 0 0 1 -1 0,667 20
Cálculo da nova primeira linha: (coeficiente -0,5)
Nova linha pivô: 0 0,333 -0,333 0 0 1 -1 0,667 20
x (0,5) 0 0,166 -0,166 0 0 0,5 -0,5 0,333 10
+ primeira linha 1 -0,5 -0,5 0 0 -0,5 0,5 0 10
Soma = nova
Primeira linha:
1
-
0,333
-0,667 0 0 0 0 0,333 20
Cálculo da nova segunda linha (coeficiente -0,5)
Nova linha pivô: 0 0,333 -0,333 0 0 1 -1 0,667 20
x (0,5) 0 0,166 -0,166 0 0 0,5 -0,5 0,333 10
+ segunda linha 0 2,5 1,5 0 1 -0,5 0,5 0 20
Soma = nova
segunda linha:
1 2,666 1,333 0 1 0 0 0,333 30
Cálculo da nova terceira linha (coeficiente -0,5)
Nova linha pivô: 0 0,333 -0,333 0 0 1 -1 0,667 20
x (0,5) 0 0,166 -0,166 0 0 0,5 -0,5 0,333 10
+ terceira linha 1 0,5 0,5 1 0 -0,5 0,5 0 10
Soma = nova
terceira linha:
1 0,666 0,333 1 0 0 0 0,333 20
Cálculo da nova quinta linha (coeficiente -1,5)
Nova linha pivô: 0 0,333 -0,333 0 0 1 -1 0,667 20
x (1,5) 0 0,5 -0,5 0 0 1,5 -1,5 1 30
+ quinta linha -1 -0,5 0,5 0 0 -1,5 2,5 0 -
30
Soma = nova
quinta linha:
-1 0 0 0 0 0 1 1 0
Novo quadro:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 a2 a3 b
1 -0,333 -0,667 0 0 0 0 0,333 20
0 2,666 1,333 0 1 0 0 0,333 30
0 0,666 0,333 1 0 0 0 0,333 20
0 0,333 -0,333 0 0 1 -1 0,667 20
-1 0 0 0 0 0 1 1 0
-W
153
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Solução:
Variáveis básicas Variáveis não básicas Valor de W
x3 = 20 x1 = 0 W = 0
xF1 = 30 x2 = 0
xF2 = 20 a2 = 0
a3 = 0
O problema apresenta agora uma solução básica formada pelas variáveis
originais. As variáveis auxiliares e a função objetivo auxiliar são nulas. Podemos
abandoná-las e continuar o problema com a função objetivo original.
O quadro será portanto:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 b
1 -0,333 -0,667 0 0 0 20
0 2,666 1,333 0 1 0 30
0 0,666 0,333 1 0 0 20
0 0,333 -0,333 0 0 1 20
Cálculo da solução ótima:
- Variável que entra: x2 (coeficiente -0,667)
- Variável que sai: 30 ÷ 1,333 = 22,5 → sai variável da segunda
linha: xF1
20 ÷ 0,333 = 60
20 ÷ (-0,333) = -60 → prejudicada
Linha pivô: segunda linha
Elemento pivô: 1 ,333
Nova linha pivô (linha pivô ÷ 1,333): 0 2 1 0 0,75 0 22,5
Cálculo da nova primeira linha (coeficiente da variável que entra = -0,667)
Nova linha pivô: 0 2 1 0 0,75 0 22,5
x (0,667) 0 1,333 0,667 0 0,5 0 15
+ primeira linha 1 -0,333 -0,667 0 0 0 20
Soma = nova
Primeira linha:
1 1 0 0 0,5 0 35
Cálculo da nova terceira linha (coeficiente da variável que entra = 0,333)
Nova linha pivô: 0 2 1 0 0,75 0 22,5
x (-0,333) 0 -0,667 -0,333 0 -0,25 0 -7,5
+ terceira linha 0 0,667 0,333 1 0 0 20
Soma = nova
terceira linha:
0 0 0 1 -0,25 0 12,5
Cálculo da nova quarta linha (coeficiente da variável que entra = -0,333)
Nova linha pivô: 0 2 1 0 0,75 0 22,5
x (0,333) 0 0,667 0,333 0 0,25 0 7,5
+ quarta linha 0 0,333 -0,333 0 0 1 20
Soma = nova
quarta linha:
0 1 0 0 0,25 1 27,5
No quadro:
154
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z x1 x2 x3 xF1 xF2 b
1 1 0 0 0,5 0 35
0 2 1 0 0,75 0 22,5
0 0 0 1 -0,25 0 12,5
0 1 0 0 0,25 1 27,5
Solução:
Variáveis básicas Variáveis não básicas Valor de z original
x2 = 22,5 x1 = 0 Z = 35
x3 = 12,5 xF1 = 0
xF2 = 27,5
A solução é ótima.
Assista agora a Vídeo Aula:
Método da função objetivo auxiliar (ou artificial) - exemplo 1
OBSERVAÇÃO: Caso a função auxiliar W apresente solução ótima e valor não nulo,
as variáveis auxiliares não serão todas nulas e o modelo original não apresentará
então uma solução básica. Neste caso, o problema não tem solução.
O Problema da Degeneração
No desenvolvimento do Simplex, a linha pivô é a restrição que apresenta o
menor quociente não negativo, na divisão dos termos independentes pelos
coeficientes positivos da variável que entra.
Pode ocorrer que haja mais de um resultado nessas condições. Devemos
escolher arbitrariamente um deles para calcular a solução. Entretanto, essa solução
apresentará variáveis básicas com valor nulo. A saída de uma variável básica nula
provoca o aparecimento de outra variávelbásica nula na solução seguinte, sem
alteração do valor do objetivo.
Neste caso, a solução é chamada degenerada. Se os coeficientes da função
objetivo retornam não negativos em alguma iteração, o caso não apresenta
dificuldade. O problema aparece quando as iterações levam a circuitos, sem
caracterizar a solução ótima. Embora o caso seja muito raro, há maneiras de
solucioná-lo. Entretanto, ao nível desta exposição esse método não tem interesse.
O Problema da Solução ilimitada
Isto ocorre quando a variável que entra na base não possui em sua coluna
nenhum coeficiente positivo. Os programas de computador, neste caso, apresentam a
última solução básica antes que a solução se torne ilimitada.
Caso de Soluções Múltiplas
Se na solução ótima o coeficiente de uma variável não básica é zero, ele poderá
entrar na base sem alterar o valor do objetivo, gerando outra solução ótima. Neste
caso, qualquer combinação linear dessas duas soluções também será solução ótima.
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-47-resolucao-pelo-simplex-modelo-geral-exemplo-2/
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Exercícios
01) Resolva pelo Simplex, usando o método do M grande.
Max z = 2x1 + 3x2
{
𝑥1 + 𝑥2 ≥ 10
2𝑥1 + 𝑥2 ≤ 16
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
Resolução:
1º iremos fazer pelo método do M grande.
a) Reescrevendo a função objetivo já acrescentando no primeiro membro a variável
auxiliar com seu respectivo M grande e passando as inequações de restrição para
equações, colocando as devidas folgas, temos:
z - 2x1 - 3x2 + M1a1 = 0
𝑥1 + 𝑥2 − 𝑥𝐹1 + 𝑎1 = 10
2𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥𝐹2 = 16
b) Montamos a tabela:
z x1 x2 xF1 xF2 a1 b
1 -2 -3 0 0 M1 0
0 1 1 -1 0 1 10
0 2 1 0 1 0 16
c) Na função objetivo identificamos a variável que entra localizando o maior
coeficiente.
z = 2x1 + 3x2
Logo a variável que entra será (x2)
d) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de (x2 -
a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai (o menor
resultado positivo).
b x2
0 -3 Não fazemos conta com a função objetivo
10 ÷ 1 = 10 → sai
16 ÷ 1 = 66
e) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x2 xF1 xF2 a1 b
1 -2 -3 0 0 M1 0
0 1 1 -1 0 1 10
0 2 1 0 1 0 16
entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (1).
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f) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os elementos
da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 1 1 -1 0 1 10
÷ (1) 0 1 1 -1 0 1 10 →Nova linha pivô
g) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de x2 na primeira linha é (-3), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (3).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 1 1 -1 0 1 10
x(3) 0 3 3 -3 0 3 30
+ 1ª linha 1 -2 -3 0 0 M1 0
Nova 1ª linha 1 1 0 -3 0 M1 30
O coeficiente de x2 na terceira linha é (1), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-1).
Nova 3ª linha
Nova linha pivô 0 1 1 -1 0 1 10
x(-1) 0 -1 -1 1 0 -1 -10
+ 3ª linha 0 2 1 0 1 0 16
Nova 3ª linha 0 1 0 1 1 -1 6
h) Reescrevendo a tabela, temos:
z x1 x2 xF1 xF2 a1 b
1 1 0 -3 0 M1 30
0 1 1 -1 0 1 10
0 1 0 1 1 -1 6
De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
x2 = 10 x1 = 0 z = 30
xF2 = 6 xF1 = 0
a1 = 0
Podemos agora abandonar a variável auxiliar e resolvermos o problema
normalmente.
a) Partindo agora da última tabela, sem a coluna da variável auxiliar, temos:
z x1 x2 xF1 xF2 b
1 1 0 -3 0 30
0 1 1 -1 0 10
0 1 0 1 1 6
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b) Na linha da função objetivo identificamos a variável que entra localizando o maior
número negativo, que nesse caso foi (-3) coeficiente da variável (xF1)
c) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de (xF1
- a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai (o menor
resultado positivo).
B xF1
30 -3 Não fazemos conta com a função objetivo
10 ÷ -1 = -10 Não convém
6 ÷ 1 = 6 → sai
d) Então podemos visualizar a tabela assim:
Z x1 x2 xF1 xF2 b
1 1 0 -3 0 30
0 1 1 -1 0 10
0 1 0 1 1 6 sai
entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (1).
e) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os elementos
da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 1 0 1 1 6
÷ (1) 0 1 0 1 1 6 →Nova linha pivô
f) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de xF1 na primeira linha é (-3), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (3).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 1 0 1 1 6
x(3) 0 3 0 3 3 18
+ 1ª linha 1 1 0 -3 0 30
Nova 1ª linha 1 4 0 0 3 48
O coeficiente de xF1 na segunda linha é (-1), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (1).
Nova 2ª linha
Nova linha pivô 0 1 0 1 1 6
x(1) 0 1 0 1 1 6
+ 2ª linha 0 1 1 -1 0 10
Nova 2ª linha 0 2 1 0 1 16
g) Reescrevendo a tabela, temos:
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z x1 x2 xF1 xF2 b
1 4 0 0 3 48
0 2 1 0 1 16
0 1 0 1 1 6
De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
x2 = 16 x1 = 0 z = 48
xF1 = 6 xF2 = 0
Solução ótima z = 48.
Assista agora a Vídeo Aula:
Exercício 1 - método do M grande
02) Resolva pelo Simplex, usando o método:
a) do M grande para obter a solução básica inicial.
b) da função objetiva artificial.
Max z = x1 + 2x2
Sujeito a:
{
𝑥1 + 𝑥2 ≥ 20
2𝑥1 + 𝑥2 ≤ 26
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
a)
Resolução:
1º iremos fazer pelo método do M grande.
a) Reescrevendo a função objetivo já acrescentando no primeiro membro a
variável auxiliar com seu respectivo M grande e passando as inequações de
restrição para equações, colocando as devidas folgas, temos:
z - x1 - 2x2 + M1a1 = 0
𝑥1 + 𝑥2 − 𝑥𝐹1 + 𝑎1 = 20
2𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥𝐹2 = 26
b) Montamos a tabela:
z x1 x2 xF1 xF2 a1 b
1 -1 -2 0 0 M1 0
0 1 1 -1 0 1 20
0 2 1 0 1 0 26
c) Na função objetivo identificamos a variável que entra localizando o maior
coeficiente.
z = x1 + 2x2
Logo a variável que entra será (x2)
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/ensino-superior/aula-48-resolucao-pelo-simplex-modelo-geral-exercicio-1/
159
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d) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de (x2 -
a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai (o menor
resultado positivo).
b x2
0 -2 Não fazemos conta com a função objetivo
20 ÷ 1 = 20 → sai
26 ÷ 1 = 26
e) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x2 xF1 xF2 a1 b
1 -1 -2 0 0 M1 0
0 1 1 -1 0 1 20 sai
0 2 1 0 1 0 26
entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (1).
f) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os elementos
da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 1 1 -1 0 1 20
÷ (1) 0 1 1 -1 0 1 20 →Nova linha pivô
g) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de x2 na primeira linha é (-2), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (2).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 1 1 -1 0 1 20
x(2) 0 2 2 -2 0 2 40
+ 1ª linha 1 -1 -2 0 0 M1 0
Nova 1ª linha 1 1 0 -2 0 M1 40
O coeficiente de x2 na terceiralinha é (1), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-1).
Nova 3ª linha
Nova linha pivô 0 1 1 -1 0 1 20
x(-1) 0 -1 -1 1 0 -1 -20
+ 3ª linha 0 2 1 0 1 0 26
Nova 3ª linha 0 1 0 1 1 -1 6
h) Reescrevendo a tabela, temos:
z x1 x2 xF1 xF2 a1 b
1 1 0 -2 0 M1 40
0 1 1 -1 0 1 20
0 1 0 1 1 -1 6
160
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De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
x2 = 20 x1 = 0 z = 40
xF2 = 6 xF1 = 0
a1 = 0
Podemos agora abandonar a variável auxiliar e resolvermos o problema
normalmente.
i) Partindo agora da última tabela, sem a coluna da variável auxiliar, temos:
z x1 x2 xF1 xF2 b
1 1 0 -2 0 40
0 1 1 -1 0 20
0 1 0 1 1 6
j) Na linha da função objetivo identificamos a variável que entra localizando o maior
número negativo, que nesse caso foi (-2) coeficiente da variável (xF1)
k) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de (xF1
- a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai (o menor
resultado positivo).
b xF1
40 -2 Não fazemos conta com a função objetivo
20 ÷ -1 = -20 Não convém
6 ÷ 1 = 6 → sai
l) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x2 xF1 xF2 b
1 1 0 -2 0 40
0 1 1 -1 0 20
0 1 0 1 1 6 sai
entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (1).
m) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os
elementos da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 1 0 1 1 6
÷ (1) 0 1 0 1 1 6 →Nova linha pivô
n) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de x2 na primeira linha é (-2), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (2).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 1 0 1 1 6
x(2) 0 2 0 2 2 12
+ 1ª linha 1 1 0 -2 0 40
Nova 1ª linha 1 3 0 0 2 52
161
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O coeficiente de x2 na segunda linha é (-1), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (1).
Nova 2ª linha
Nova linha pivô 0 1 0 1 1 6
x(1) 0 1 0 1 1 6
+ 2ª linha 0 1 1 -1 0 20
Nova 2ª linha 0 2 1 0 1 26
o) Reescrevendo a tabela, temos:
z x1 x2 xF1 xF2 b
1 3 0 0 2 52
0 2 1 0 1 26
0 1 0 1 1 6
De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
x2 = 26 x1 = 0 z = 52
xF1 = 6 xF2 = 0
Solução ótima z = 52.
Assista agora a Vídeo Aula:
Exercício 2 (a) - método do M grande
b) da função objetiva artificial.
Resolução:
1º iremos fazer pelo método da função objetivo auxiliar.
a) Reescrevendo as inequações de restrição para equações, colocando as devidas
folgas, temos:
z - x1 - 2x2 = 0
𝑥1 + 𝑥2 − 𝑥𝐹1 + 𝑎1 = 20
2𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥𝐹2 = 26
b) Neste exemplo a função objetivo auxiliar será:
W = a1
Logo:
a1 = -x1 – x2 + xF1 + 20
então,
w = -x1 – x2 + xF1 + 20
Como a função auxiliar sempre será de minimização, escrevemos:
Min w = -x1 – x2 + xF1 + 20
E portanto deverá ser multiplicada por (-1)
w = -x1 – x2 + xF1 + 20 . (-1)
-w = x1 + x2 - xF1 - 20
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-83-simplex-retorno-ao-modelo-basico-exercicio-2a/
162
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Agora passando todas as variáveis para o primeiro membro, temos:
-w -x1 – x2 + xF1 = -20
Agora temos as seguintes equações que comporão nossa tabela.
z - x1 - 2x2 = 0
𝑥1 + 𝑥2 − 𝑥𝐹1 + 𝑎1 = 20
2𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥𝐹2 = 26
-w -x1 – x2 + xF1 = -20
c) Montamos a tabela:
z x1 x2 xF1 xF2 a1 b
1 -1 -2 0 0 0 0
0 1 1 -1 0 1 20
0 2 1 0 1 0 26
-1 -1 -1 1 0 0 -20
w
d) Iremos trabalhar com a função objetivo auxiliar onde identificamos a
variável que entra localizando o menor negativo da última linha da tabela.
Neste exemplo podemos escolher entre x1 ou x2, pois ambos tem coeficiente (-1).
Escolhemos uma, a variável que entra será (x2)
e) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de (x2 -
a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai (o menor
resultado positivo).
b x2
0 -2 Não fazemos conta com a função objetivo
20 ÷ 1 = 20 → sai
26 ÷ 1 = 26
-20 -1 Não fazemos conta com a função objetivo
f) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x2 xF1 xF2 a1 b
1 -1 -2 0 0 0 0
0 1 1 -1 0 1 20
0 2 1 0 1 0 26
-1 -1 -1 1 0 0 -20
w
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (1).
g) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os elementos
da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 1 1 -1 0 1 20
÷ (1) 0 1 1 -1 0 1 20 →Nova linha pivô
h) Agora iremos calcular as novas linhas.
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O coeficiente de x2 na primeira linha é (-2), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (2).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 1 1 -1 0 1 20
x(2) 0 2 2 -2 0 2 40
+ 1ª linha 1 -1 -2 0 0 0 0
Nova 1ª linha 1 1 0 -2 0 2 40
O coeficiente de x2 na terceira linha é (1), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-1).
Nova 3ª linha
Nova linha pivô 0 1 1 -1 0 1 20
x(-1) 0 -1 -1 1 0 -1 -20
+ 3ª linha 0 2 1 0 1 0 26
Nova 3ª linha 0 1 0 1 1 -1 6
O coeficiente de x2 na quarta linha é (-1), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (1).
Nova 4ª linha
Nova linha pivô 0 1 1 -1 0 1 20
x(1) 0 1 1 -1 0 1 20
+ 4ª linha -1 -1 -1 1 0 0 -20
Nova 4ª linha -1 0 0 0 0 1 0
i) Reescrevendo a tabela, temos:
z x1 x2 xF1 xF2 a1 b
1 1 0 -2 0 2 40
0 1 1 -1 0 1 20
0 1 0 1 1 -1 6
-1 0 0 0 0 1 0
w
De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de w
x2 = 20 x1 = 0 w = 0
xF2 = 6 xF1 = 0
a1 = 0
Como todas as variáveis auxiliares e w foram zeradas, podemos agora abandonar a
variável auxiliar e a a função objetivo auxiliar, reescrever a tabela sem elas e
resolver o problema normalmente.
j) Partindo agora da última tabela, sem a coluna da variável auxiliar e sem a função
objetivo auxiliar, temos:
z x1 x2 xF1 xF2 b
1 1 0 -2 0 40
0 1 1 -1 0 20
0 1 0 1 1 6
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k) Na linha da função objetivo identificamos a variável que entra localizando o maior
número negativo, que nesse caso foi (-2) coeficiente da variável (xF1)
l) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de (xF1
- a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai (o menor
resultado positivo).
b xF1
40 -2 Não fazemos conta com a função objetivo
20 ÷ -1 = -20 Não convém
6 ÷ 1 = 6 → sai
m) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x2 xF1 xF2 b
1 1 0 -2 0 40
0 1 1 -1 0 20
0 1 0 1 1 6 sai
entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (1).
n) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os elementos
da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 1 0 1 1 6
÷ (1) 0 1 0 1 1 6 →Nova linha pivô
o) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de x2 na primeira linha é (-2), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (2).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 1 0 1 1 6
x(2) 0 2 0 2 2 12
+ 1ª linha 1 1 0 -2 0 40
Nova 1ª linha 1 3 0 0 2 52
O coeficiente de x2 na segunda linha é (-1), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (1).
Nova 2ª linha
Nova linha pivô 0 1 0 1 1 6
x(1) 0 1 0 1 1 6
+ 2ª linha 0 11 -1 0 20
Nova 2ª linha 0 2 1 0 1 26
p) Reescrevendo a tabela, temos:
z x1 x2 xF1 xF2 b
1 3 0 0 2 52
0 2 1 0 1 26
0 1 0 1 1 6
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De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
x2 = 26 x1 = 0 z = 52
xF1 = 6 xF2 = 0
Solução ótima z = 52.
Assista agora a Vídeo Aula:
Exercício 2 (b) - método da função objetivo auxiliar
03) Mostre que o problema tem várias soluções.
Min z = 2x1 + 4x2 + 10x3
{
𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3 ≤ 120
𝑥1 + 2𝑥2 + 5𝑥3 ≥ 30
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
𝑥3 ≥ 0
Resolução:
Antes de arrumarmos as restrições técnicas vamos multiplicar a função
objetivo por (-1) já que ela é de minimizar.
z = 2x1 + 4x2 + 10x3 . (-1)
-z = -2x1 - 4x2 - 10x3
1º iremos fazer pelo método do M grande.
a) Reescrevendo a função objetivo já acrescentando no primeiro membro a variável
auxiliar com seu respectivo M grande e passando as inequações de restrição
para equações, colocando as devidas folgas, temos:
-z + 2x1 + 4x2 +10x3 + M2a2 = 0
𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3 + 𝑥𝐹1 = 120
𝑥1 + 2𝑥2 + 5𝑥3 − 𝑥𝐹2 + 𝑎2 = 30
b) Montamos a tabela:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 a2 b
-1 2 4 10 0 0 M2 0
0 1 1 1 1 0 0 120
0 1 2 5 0 -1 1 30
c) Na função objetivo identificamos a variável que entra localizando o maior
coeficiente.
Min z = 2x1 + 4x2 + 10x3
Logo a variável que entra será (x3)
d) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de (x3 -
a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai (o menor
resultado positivo).
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-84-simplex-retorno-ao-modelo-basico-exercicio-2b/
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b x3
0 10 Não fazemos conta com a função objetivo
120 ÷ 1 = 120
30 ÷ 5 = 6 → sai
e) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 a2 b
-1 2 4 10 0 0 M2 0
0 1 1 1 1 0 0 120
0 1 2 5 0 -1 1 30 sai
entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (5).
f) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os elementos
da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 1 2 5 0 -1 1 30
÷ (5) 0 0,2 0,4 1 0 -0,2 0,2 6 →Nova linha pivô
g) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de x3 na primeira linha é (10), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-10).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 0,2 0,4 1 0 -0,2 0,2 6
x(-10) 0 -2 -4 -10 0 2 -2 -60
+ 1ª linha -1 2 4 10 0 0 M2 0
Nova 1ª linha -1 0 0 0 0 2 M2 -60
O coeficiente de x3 na segunda linha é (1), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-1).
Nova 2ª linha
Nova linha pivô 0 0,2 0,4 1 0 -0,2 0,2 6
x(-1) 0 -0,2 -0,4 -1 0 0,2 -0,2 -6
+ 2ª linha 0 1 1 1 1 0 0 120
Nova 2ª linha 0 0,8 0,6 0 1 0,2 -0,2 114
h) Reescrevendo a tabela, temos:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 a2 b
-1 0 0 0 0 2 M2 -60
0 0,8 0,6 0 1 0,2 -0,2 114
0 0,2 0,4 1 0 -0,2 0,2 6
De onde destacamos:
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Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
x3 = 6 x1 = 0 z = 60
xF1 = 114 xF2 = 0
a2 = 0
x2 = 0
Podemos agora abandonar a variável auxiliar e resolvermos o problema
normalmente.
h) Partindo agora da última tabela, sem a coluna da variável auxiliar, temos:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 b
-1 0 0 0 0 2 -60
0 0,8 0,6 0 1 0,2 114
0 0,2 0,4 1 0 -0,2 6
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
x3 = 6 x1 = 0 z = 60
xF1 = 114 xF2 = 0
x2 = 0
x1 = 0, x2 = 0, x3 = 6, xF1 = 114, z = 60.
As variáveis não básicas x2 e x1 tem coeficiente zero.
Caso de Soluções Múltiplas
Se na solução ótima o coeficiente de uma variável não básica é zero, ele
poderá entrar na base sem alterar o valor do objetivo, gerando outra solução ótima.
Neste caso, qualquer combinação linear dessas duas soluções também será solução
ótima.
Assista agora a Vídeo Aula:
Exercício 3 - método do M grande
04) Resolva usando Simplex
Min z = 2x1 + 4x2 + 5x3
{
𝑥1 + 2𝑥2 + 10𝑥3 ≤ 600
𝑥1 − 𝑥2 + 𝑥3 ≥ 50
2𝑥1 − 𝑥3 ≤ 100
𝑥1 ≥ 0
𝑥3 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
Resolução:
Antes de arrumarmos as restrições técnicas vamos multiplicar a função
objetivo por (-1) já que ela é de minimizar.
z = 2x1 + 4x2 + 5x3 . (-1)
-z = -2x1 - 4x2 - 5x3
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-85-simplex-retorno-ao-modelo-basico-exercicio-3/
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1º iremos fazer pelo método do M grande.
a) Reescrevendo a função objetivo já acrescentando no primeiro membro a
variável auxiliar com seu respectivo M grande e passando as inequações de
restrição para equações, colocando as devidas folgas, temos:
-z + 2x1 + 4x2 +5x3 + M2a2 = 0
𝑥1 + 2𝑥2 + 10𝑥3 + 𝑥𝐹1 = 600
𝑥1 − 𝑥2 + 𝑥3 − 𝑥𝐹2 + 𝑎2 = 50
2𝑥1 − 𝑥3 + 𝑥𝐹3 = 100
b) Montamos a tabela:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 a2 b
-1 2 4 5 0 0 0 M2 0
0 1 2 10 1 0 0 0 600
0 1 -1 1 0 -1 0 1 50
0 2 0 -1 0 0 1 0 100
c) Na função objetivo identificamos a variável que entra localizando o maior
coeficiente.
Min z = 2x1 + 4x2 + 5x3
Logo a variável que entra será (x3)
d) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de (x3 -
a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai (o menor
resultado positivo).
b x3
0 5 Não fazemos conta com a função objetivo
600 ÷ 10 = 60
50 ÷ 1 = 50 → sai
100 ÷ -1 = Não convêm
e) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 a2 b
-1 2 4 5 0 0 0 M2 0
0 1 2 10 1 0 0 0 600
0 1 -1 1 0 -1 0 1 50 sai
0 2 0 -1 0 0 1 0 100
entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (1).
f) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os elementos
da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 1 -1 1 0 -1 0 1 50
÷ (1) 0 1 -1 1 0 -1 0 1 50 →NLP
g) Agora iremos calcular as novas linhas.
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O coeficiente de x3 na primeira linha é (5), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-5).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 1 -1 1 0 -1 0 1 50
x(-5) 0 -5 5 -5 0 5 0 -5 -250
+ 1ª linha -1 2 4 5 0 0 0 M2 0
Nova 1ª linha -1 -3 9 0 0 5 0 M2 -250
O coeficiente de x3 na segunda linha é (10), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-10).
Nova 2ª linha
Nova linha pivô 0 1 -1 1 0 -1 0 1 50
x(-10) 0 -10 10 -10 0 10 0 -10 -500
+ 2ª linha 0 1 2 10 1 0 0 0 600
Nova 2ª linha 0 -9 12 0 1 10 0 -10 100
O coeficiente de x3 na quarta linha é (-1), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (1).
Nova 4ª linha
Nova linha pivô 0 1 -1 1 0 -1 0 1 50
x(1) 0 1 -1 1 0 -1 0 1 50
+ 4ª linha 0 2 0 -1 0 0 1 0 100
Nova 4ª linha 0 3 -1 0 0 -1 1 1 150
h) Reescrevendo a tabela, temos:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 a2 b
-1 -3 9 0 0 5 0 M2 -250
0 -9 12 0 1 10 0 -10 100
0 1 -1 1 0 -1 0 1 50
0 3 -1 0 0 -1 1 1 150
De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
x3 = 50 x1 = 0 z = 250
xF1 = 10 xF2 = 0
xF3 = 150 a2 = 0
x2 = 0
Podemos agora abandonar a variável auxiliar e resolvermos o problema
normalmente.
i) Partindo agora da última tabela, sem a coluna da variável auxiliar, temos:
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z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
-1 -3 9 0 0 5 0 -250
0 -9 12 0 1 10 0 100
0 1 -1 1 0 -1 0 50
0 3 -1 0 0 -1 1 150
j) Na função objetivo identificamos a variável que entra localizando o menor
coeficiente negativo da função objetivo.
Logo a variável que entra será (x1)
k) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente
de (x1 - a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai
(o menor resultado positivo).
b x1
-250 -3 Não fazemos conta com a função objetivo
100 ÷ -9 = ∄
50 ÷ 1 = 50 → sai
150 ÷ 3 = 50
l) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
-1 -3 9 0 0 5 0 -250
0 -9 12 0 1 10 0 100
0 1 -1 1 0 -1 0 50 sai
0 3 -1 0 0 -1 1 150
entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (1).
m) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os
elementos da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 1 -1 1 0 -1 0 50
÷ (1) 0 1 -1 1 0 -1 0 50 →Nova linha pivô
n) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de x1 na primeira linha é (-3), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (3).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 1 -1 1 0 -1 0 50
x(3) 0 3 -3 3 0 -3 0 150
+ 1ª linha -1 -3 9 0 0 5 0 -250
Nova 1ª linha -1 0 6 3 0 2 0 -100
171
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O coeficiente de x1 na segunda linha é (-9), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (9).
Nova 2ª linha
Nova linha pivô 0 1 -1 1 0 -1 0 50
x(9) 0 9 -9 9 0 -9 0 450
+ 2ª linha 0 -9 12 0 1 10 0 100
Nova 2ª linha 0 0 3 9 1 1 0 550
O coeficiente de x1 na quarta linha é (3), então multiplicaremos a linha pivô pelo seu
oposto (-3).
Nova 4ª linha
Nova linha pivô 0 1 -1 1 0 -1 0 50
x(-3) 0 -3 3 -3 0 3 0 -150
+ 4ª linha 0 3 -1 0 0 -1 1 150
Nova 4ª linha 0 0 2 -3 0 2 1 0
o) Reescrevendo a tabela, temos:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
-1 0 6 3 0 2 0 -100
0 0 3 9 1 1 0 550
0 1 -1 1 0 -1 0 50
0 0 2 -3 0 2 1 0
De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
x1 = 50 x2 = 0 z = 100
xF1 = 550 x3 = 0
xF3 = 0 xF2 = 0
Solução é ótima.
Assista agora a Vídeo Aula:
Exercício 4 - método do M grande
05) Resolva, usando o método Simplex:
Um vendedor de frutas pode transportar 800 caixas de frutas para sua região de
vendas. Ele necessita transportar 200 caixas de laranjas a 20 u.m. de lucro por caixa,
pelo menos 100 caixas de pêssegos a 10 u.m. de lucro por caixa, e no máximo 200
caixas de tangerinas a 30 u.m. de lucro por caixa.
Com o seguinte modelo:
𝑥1 → 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑖𝑥𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑝ê𝑠𝑠𝑒𝑔𝑜
𝑥2 → 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑖𝑥𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑡𝑎𝑛𝑔𝑒𝑟𝑖𝑛𝑎𝑠
𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 𝑙𝑢𝑐𝑟𝑜 = 10𝑥1 + 30𝑥2 + 4.000
𝑟𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖çõ𝑒𝑠 𝑡é𝑐𝑛𝑖𝑐𝑎𝑠 {
𝑥1 + 𝑥2 ≤ 600
𝑥1 ≥ 100
𝑥2 ≤ 200
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-86-simplex-retorno-ao-modelo-basico-exercicio-4/
172
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𝑟𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖çõ𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑛ã𝑜 𝑛𝑒𝑔𝑎𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 {
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
Resolução:
Neste primeiro momento estaremos usando o método do M grande para
passar o problema para o modelo geral. Então nosso objetivo é zerar a
variável auxiliar a2.
Começamos normalmente, mas devemos colocar a variável auxiliar com o M
na função objetivo e coloca-la também na inequação que tem sinal ≥.
E então resolvemos normalmente até zerar a auxiliar.
a) Reescrevendo a função objetivo e passando as inequações de restrição para
equações, colocando as devidas folgas, temos:
z – 10x1 - 30x2 + M2a2 = 4000
𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥𝐹1 = 600
𝑥1 − 𝑥𝐹2 + 𝑎2 = 100
𝑥2 + 𝑥𝐹3 = 200
b) Montamos a tabela:
z x1 x2 xF1 xF2 xF3 a2 b
1 -10 -30 0 0 0 M2 4000
0 1 1 1 0 0 0 600
0 1 0 0 -1 0 1 100
0 0 1 0 0 1 0 200
c) Na função objetivo identificamos a variável que entra localizando o maior
coeficiente.
𝑧 = 10𝑥1 + 30𝑥2 + 4.000
Logo a variável que entra será (x2)
d) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de
(x2 - a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai (o
menor resultado positivo).
b x2
4000 -30 Não fazemos conta com a função objetivo
600 ÷ 1 = 600
100 ÷ 0 = ∄
200 ÷ 1 = 200 → sai
e) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x2 xF1 xF2 xF3 a2 b
1 -10 -30 0 0 0 M2 4000
0 1 1 1 0 0 0 600
0 2 0 0 -1 0 1 100
0 0 1 0 0 1 0 200 sai
entra
173
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O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (1).
f) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os elementos
da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 0 1 0 0 1 0 200
÷ (1) 0 0 1 0 0 1 0 200 →Nova linha pivô
g) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de x2 na primeira linha é (-30), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (30).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 0 1 0 0 1 0 200
x(30) 0 0 30 0 0 30 0 6000
+ 1ª linha 1 -10 -30 0 0 0 M2 4000
Nova 1ª linha 1 -10 0 0 0 30 M2 10000
O coeficiente de x2 na segunda linha é (1), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-1).
Nova 2ª linha
Nova linha pivô 0 0 1 0 0 1 0 200
x(-1) 0 0 -1 0 0 -1 0 -200
+ 2ª linha 0 1 1 1 0 0 0 600
Nova 2ª linha 0 1 0 1 0 -1 0 400
O coeficiente de x2 na terceira linha é (0), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (0).
Nova 3ª linha
Nova linha pivô 0 0 1 0 0 1 0 200
x(0) 0 0 0 0 0 0 0 0
+ 3ª linha 0 1 0 0 -1 0 1 100
Nova 3ª linha 0 1 0 0 -1 0 1 100
h) Reescrevendo a tabela, temos:
z x1 x2 xF1 xF2 xF3 a2 b
1 -10 0 0 0 30 M2 10000
0 1 0 1 0 -1 0 400
0 1 0 0 -1 0 1 100
0 0 1 0 0 1 0 200
De onde destacamos:
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Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
x2 = 200 x1 = 0 z = 10000
xF1 = 400 xF2 = 0
a2 = 100 xF3 = 0
Ainda não zeramos a auxiliar.
i) Montamos a tabela:
z x1 x2 xF1 xF2 xF3 a2 b
1 -10 0 0 0 30 M2 10000
0 1 0 1 0 -1 0 400
0 1 0 0 -1 0 1 100
0 0 1 0 0 1 0 200
j) Na função objetivo identificamos a variável que entra localizando o menor
coeficiente negativo.
Logo a variável que entra será (x1)
k) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de
(x1 - a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai (o
menor resultado positivo).
b x1
10000 -10 Não fazemos conta com a função objetivo
400 ÷ 1 = 400
100 ÷ 1 = 100 → sai
200 ÷ 0 = ∄
l) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x2 xF1 xF2 xF3 a2 b
1 -10 0 0 0 30 M2 10000
0 1 0 1 0 -1 0 400
0 1 0 0 -1 0 1 100 sai
0 0 1 0 0 1 0 200
entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (1).
m) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os
elementos da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 1 0 0 -1 0 1 100
÷ (1) 0 1 0 0 -1 0 1 100 →Nova linha pivô
n) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de x1 na primeira linha é (-10), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (10).
175
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Nova 1ª linhaNova linha pivô 0 1 0 0 -1 0 1 100
x(10) 0 10 0 0 -10 0 10 1000
+ 1ª linha 1 -10 0 0 0 30 M2 10000
Nova 1ª linha 1 0 0 0 -10 30 M2 11000
O coeficiente de x1 na segunda linha é (1), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (-1).
Nova 2ª linha
Nova linha pivô 0 1 0 0 -1 0 1 100
x(-1) 0 -1 0 0 1 0 -1 -100
+ 2ª linha 0 1 0 1 0 -1 0 400
Nova 2ª linha 0 0 0 1 1 -1 -1 300
O coeficiente de x1 na quarta linha é (0), então multiplicaremos a linha pivô pelo seu
oposto (-0,2).
Nova 4ª linha
Nova linha pivô 0 1 0 0 -1 0 1 100
x(0) 0 0 0 0 0 0 0 0
+ 4ª linha 0 0 1 0 0 1 0 200
Nova 4ª linha 0 0 1 0 0 1 0 200
o) Reescrevendo a tabela, temos:
z x1 x2 xF1 xF2 xF3 a2 b
1 0 0 0 -10 30 M2 11000
0 0 0 1 1 -1 -1 300
0 1 0 0 -1 0 1 100
0 0 1 0 0 1 0 200
De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
x1 = 100 a2 = 0 z = 11000
x2 = 200 xF2 = 0
xF1 = 300 xF3 = 0
A variável auxiliar foi zerada, agora montamos a nova tabela excluindo a
coluna da variável auxiliar e resolvemos o exercício normalmente pelo
simplex.
p) Montamos a tabela:
z x1 x2 xF1 xF2 xF3 b
1 0 0 0 -10 30 11000
0 0 0 1 1 -1 300
0 1 0 0 -1 0 100
0 0 1 0 0 1 200
176
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q) Na função objetivo identificamos a variável que entra localizando o menor
coeficiente negativo.
Logo a variável que entra será (xF2)
r) Agora iremos dividir os termos independentes pelos respectivos coeficiente de
(xF2 - a variável que entra nesse exercício) e encontraremos a linha que sai (o
menor resultado positivo).
b xF2
11000 -10 Não fazemos conta com a função objetivo
300 ÷ 1 = 300 → sai
100 ÷ -1 = -100
200 ÷ 0 = ∄
s) Então podemos visualizar a tabela assim:
z x1 x2 xF1 xF2 xF3 b
1 0 0 0 -10 30 11000
0 0 0 1 1 -1 300 sai
0 1 0 0 -1 0 100
0 0 1 0 0 1 200
entra
O elemento que está na coluna que entra e na linha que sai é chamado de elemento
pivô, no nosso caso foi (1).
t) Agora iremos calcular a nova linha pivô. Para isso basta dividir todos os elementos
da linha que sai pelo elemento pivô.
Linha que sai 0 0 0 1 1 -1 300
÷ (1) 0 0 0 1 1 -1 300 →Nova linha pivô
u) Agora iremos calcular as novas linhas.
O coeficiente de xF2 na primeira linha é (-10), então multiplicaremos a linha pivô
pelo seu oposto (10).
Nova 1ª linha
Nova linha pivô 0 0 0 1 1 -1 300
x(10) 0 0 0 10 10 -10 3000
+ 1ª linha 1 0 0 0 -10 30 11000
Nova 1ª linha 1 0 0 10 0 20 14000
O coeficiente de xF2 na terceira linha é (-1), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (1).
Nova 3ª linha
Nova linha pivô 0 0 0 1 1 -1 300
x(1) 0 0 0 1 1 -1 300
+ 3ª linha 0 1 0 0 -1 0 100
Nova 3ª linha 0 1 0 1 0 -1 400
177
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O coeficiente de xF2 na quarta linha é (0), então multiplicaremos a linha pivô pelo
seu oposto (0).
Nova 4ª linha
Nova linha pivô 0 0 0 1 1 -1 300
x(0) 0 0 0 0 0 0 0
+ 4ª linha 0 0 1 0 0 1 200
Nova 4ª linha 0 0 1 0 0 1 200
v) Reescrevendo a tabela, temos:
z x1 x2 xF1 xF2 xF3 b
1 0 0 10 0 20 14000
0 0 0 1 1 -1 300
0 1 0 1 0 -1 400
0 0 1 0 0 1 200
De onde destacamos:
Variáveis Básicas Variáveis Não
Básicas
Valor de z
x1 = 400 z = 14000
x2 = 200 xF1 = 0
xF2 = 300 xF3 = 0
A solução é ótima
Assista agora a Vídeo Aula:
Exercício 5 - método do M grande
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-87-simplex-retorno-ao-modelo-basico-exercicio-5/
178
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Análise Econômica
A análise econômica baseia-se nos coeficientes das variáveis, na função
objetivo final. Vamos lembrar que:
1. O quadro final de um modelo de programação linear apresenta variáveis básicas
e não básicas.
2. A função objetivo está escrita em termos das variáveis não básicas.
3. O valor das variáveis básicas estão na coluna b. O valor das variáveis não
básicas é zero.
4. O coeficiente da variável não básica na função objetivo mede a tendência do
objetivo com aquela variável. É um valor marginal, indica a variação
proporcional no objetivo para pequenos aumentos ou diminuições na variável.
Para simplificar o raciocínio, vamos supor sempre aumentos ou diminuições
unitárias na variável.
Posteriormente, em análise de sensibilidade podemos verificar até quantas
unidades podemos aumentar ou diminuir da variável, sem alterar a informação
contida em seu coeficiente. Esses coeficientes são chamados preços de
oportunidade (preços relativos ao programa desenvolvido).
5. No quadro final, a solução é ótima. Um aumento de zero para 1 na variável não
básica prejudica o objetivo. (lucros diminuem, custos aumentam etc.).
6. Alterações no lucro podem significar alterações em duas outras variáveis:
receita e custo.
Exemplo 1:
No programa de produção para o próximo período, a empresa Beta Ltda.,
escolheu três produtos P1, P2. e P3. O quadro abaixo mostra os montantes solicitados
por unidade na produção.
produto
Contribuição
(lucro por unidade)
Horas de trabalho
Horas de uso de
máquina
Demanda
máxima
P1 2.100 6 12 800
P2 1.200 4 6 600
P3 600 6 2 600
Os preços de venda foram fixados por decisão política e as demandas foram
estimadas tendo em vista esses preços. A firma pode obter um suprimento de 4.800
horas de trabalho durante o período de processamento e pressupõe-se usar três
máquinas que podem prover 7.200 horas de trabalho. Estabelecer um programa
ótimo de produção para o período.
Solução:
Modelo linear:
Variáveis de decisão:
x1 → quantidade a produzir de P1
x2 → quantidade a produzir de P2.
x3 → quantidade a produzir de P3
179
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Objetivo maximizar o lucro = 2.100x1 + 1.200x2 + 600x3
{
6𝑥1 + 4𝑥2 + 6𝑥3 ≤ 4.800
12𝑥1 + 6𝑥2 + 2𝑥3 ≤ 7.200
𝑥1 ≤ 800
𝑥2 ≤ 600
𝑥3 ≤ 600
O sistema de equações correspondentes, com as devidas folgas será:
Max z = 2.100x1 + 1.200x2 + 600x3
6x1 + 4x2 + 6x3 + xF1 = 4.800
12x1 +6x2 + 2x3 + xF2 = 7.200
x1 + xF3 = 800
x2 +xF4 = 600
x3 + xF5 = 600
Variáveis de folga:
xF1 → sobra de recurso horas de trabalho
xF2 → sobra de recurso horas de máquina
xF3 → sobra de recurso mercado de P1
xF4 → sobra de recurso mercado de P2
xF5 → sobra de recurso mercado de P3
o quadro final pelo método Simplex é o seguinte:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 xF4 xF5 b
1 0 0 0 50 150 0 100 0 13.080.000
0 0 0 1 0,2 -0,1 0 -0,2 0 120
0 1 0 0 -0,03 0,1 0 -0,47 0 280
0 0 0 0 0,03 -0,1 1 0,47 0 520
0 0 1 0 0,2 0,1 0 0,2 0 600
0 0 0 0 0,2 0,1 0 0,2 1 480
Solução:
Variáveis básicas Variáveis não básicas Valor de z
x1 = 280 xF1 = 0 z = 13.080.000
x2 = 600 xF2 = 0
x3 = 120 xF4 = 0
xF3 = 520
xF5 = 480
Entendo a solução temos:
Solução:
Produzir no período: 280 unidades de P1
600 unidades de P2
120 unidades de P3
Recursos disponíveis: (800 – 280) = 520 unidades do mercado de P1
(600 – 120) = 480 unidades do mercado de P3
Após o programa:
O preço de oportunidade do recurso "horas de trabalho" (coeficiente de xF1 no
quadro na 1ª linha da tabela = 50) indica que:
180
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Se conseguirmos mais uma hora de trabalho (o que equivale a fazer xF1= -1)
aos custoscorrentes poderemos aumentar nosso lucro em 50, isto é,
poderemos obter nova solução ótima com lucro de 13.080.050.
Obs.: Temos que entrar com 𝑥𝐹1 = −1, pois o termo algébrico está no 1º membro da
equação e portanto quando passar para o 2º membro irá passar somando. Logo,
quando quisermos diminuir o valor de z, devemos entrar com 𝑥𝐹1 = 1.
𝑧 + 50𝑥𝐹1 + 150𝑥𝐹2 + 100𝑥𝐹3 = 13.080.000
Com 𝑥𝐹1 = −1, 𝑥𝐹2 = 0 𝑒 𝑥𝐹3 = 0 temos:
𝑧 + 50. (−1) + 150. (0) + 100. (0) = 13.080.000
𝑧 − 50 = 13.080.000
𝑧 = 13.080.000 + 50
𝑧 = 13.080.050
Se uma hora a mais de trabalho acarreta o pagamento de adicional extra aos
funcionários, o valor 50 indica o limite máximo desse adicional.
Por exemplo:
se o adicional para os funcionários for de 20, a nova hora de trabalho implicará
uma nova solução com lucro de 30 a mais que o anterior, portanto o lucro de
13.080.030.
Se houver falta de uma hora de trabalho (o que equivale a fazer xF1=1), o
lucro fica diminuído em 50, caso não haja alteração no custo. Se essa falta for,
por exemplo, pela ausência de um funcionário que não terá hora descontada,
acrescentar esse valor ao prejuízo causado pela ausência do funcionário.
O preço de oportunidade do recurso "horas de máquina" (coeficiente de xF2 no quadro
na 1ª linha da tabela = 150), indica que:
Uma hora a menos de máquina, (o que equivale a fazer xF2 = 1), acarreta
uma diminuição no lucro de 150. A nova solução ótima nesse caso teria lucro de
13.079.850 desde que não haja alteração nos custos correntes.
Obs.: Temos que entrar com 𝑥𝐹2 = 1, pois o termo algébrico está no 1º membro da
equação e portanto quando passar para o 2º membro irá passar subtraindo. Logo,
quando quisermos aumentar o valor de z, devemos entrar com 𝑥𝐹2 = −1.
𝑧 + 50𝑥𝐹1 + 150𝑥𝐹2 + 100𝑥𝐹3 = 13.080.000
Com 𝑥𝐹1 = 0, 𝑥𝐹2 = 1 𝑒 𝑥𝐹3 = 0 temos:
𝑧 + 50. (0) + 150. (1) + 100. (0) = 13.080.000
𝑧 + 150 = 13.080.000
𝑧 = 13.080.000 − 150
𝑧 = 13.079.850
Contratar mais de uma hora de máquina aos custos correntes significa um
acréscimo de 150 no lucro. Se esse contrato implica adicional extra, ele deve
ser descontado. No caso de aluguel de hora de máquina de terceiros para o
programa, o preço de oportunidade 150 indica o máximo que podemos pagar
181
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pelo aluguel além de nosso custo corrente. Por exemplo, se nosso custo
corrente for 500, alugar uma hora de máquina por menos de 650 aumenta o
nosso lucro. Esse aumento corresponde à diferença entre 650 e o valor do
aluguel.
Em termos de manutenção e substituição de máquinas, o preço de
oportunidade oferece informação para o cálculo do prejuízo devido à quebra e
manutenção de uma máquina operando no programa. Se há uma probabilidade
de 80% de que uma máquina necessite de uma hora para conserto durante o
programa, então, há uma expectativa de: 150 x 0,8 = 120 de prejuízo com
esse evento (quebra da máquina) no programa, além dos custos pela
manutenção.
O preço de oportunidade do recurso "mercado de P1" (coeficiente xF3 no quadro
na 1ª linha da tabela = 0) indica que esse recurso não é escasso.
O mesmo ocorre com o preço de oportunidade do recurso "mercado de P3"
(coeficiente xF5 no quadro na 1ª linha da tabela = 0). Isto pode nos levar a rever o
investimento no mercado desses dois produtos. Uma diminuição desses investimentos
com consequente diminuição do mercado não afetará nossas vendas, causando um
aumento no lucro. Outra maneira de aumentar o lucro neste caso é aumentar o preço
de venda dos produtos P1 e P3. Isto diminui os mercados correspondentes sem afetar
as vendas, desde que o mercado não diminua aquém da produção.
O preço de oportunidade de uma unidade do recurso "mercado de P2." (coeficiente
xF4 no quadro na 1ª linha da tabela = 100) indica que:
O aumento de uma unidade nesse mercado, (o que equivale a fazer xF4 = -1)
aos custos correntes, acarreta um aumento de 100 no lucro, isto é, a nova
solução teria lucro de 13.080.100.
𝑧 + 50𝑥𝐹1 + 150𝑥𝐹2 + 100𝑥𝐹3 = 13.080.000
Com 𝑥𝐹1 = 0, 𝑥𝐹2 = 0 𝑒 𝑥𝐹3 = −1 temos:
𝑧 + 50. (0) + 150. (0) + 100. (−1) = 13.080.000
𝑧 − 100 = 13.080.000
𝑧 = 13.080.000 + 100
𝑧 = 13.080.100
Da mesma forma, o cancelamento de uma unidade na compra de um cliente
implica, ( o que equivale a fazer xF4= 1) um prejuízo de 100, além do custo
normal da unidade desse recurso.
Se o departamento de marketing da empresa estimar em 80 o investimento
adicional para aumentar em uma unidade o mercado do produto P2, esse
investimento nos traria um retorno líquido de 100 - 80 = 20, passando o lucro
para 13.800.020. Por investimento adicional entendemos o valor além do custo
normal de vendas por unidade nesse mercado.
Assista agora a Vídeo Aula:
Exemplo 1 – análise econômica
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-81-simplex-analise-economica-exemplo-1/
182
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Exemplo 2:
Um investidor dispõe das atividades rentáveis A e B no início de cada um dos
próximos cinco anos. Cada unidade monetária investida em A no início de um ano
rende 1,40 (40% de juros) dois anos depois, em tempo para um reinvestimento
imediato. Cada u.m. investida em A no início de um ano rende 1,90 (90% de juros)
três anos depois. Além disso, as atividades rentáveis C e D estarão cada uma
disponível numa certa ocasião no futuro. Cada u.m. investida em C no início do
segundo ano rende 2,20 (120% de juros) quatro anos depois. Cada u.m. investida
em D no início do quinto ano a partir de agora rende 1,30 um ano depois. O
investidor começa com 10.000 u.m. Ele deseja saber qual o plano de investimento
que maximiza o dinheiro que ele terá acumulado no início do sexto ano, a partir de
agora.
Solução:
Variáveis de decisão: xij → investimento na atividade i, no início do ano j.
i= A, B, C, D
j = 1, 2, 3, 4, 5
Variáveis de folga: xFi → sobra de recurso para investimento no início do ano i.
i = 1, 2, 3, 4, 5
Fluxo de caixa do investimento:
1 2 3 4 5 6
↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑
xA1 xA2 xA3 xA4 xD5
Investimentos xB1 xB2 xB3
Possíveis xC2
↓ ↓ ↓ ↓
- - 1,40 xA1 1,40 xA2 1,40 xA3 1,40 xA4
Retornos 1,90 xB1 1,90 xB2 1,90 xB3
2,20 xC2
1,30 xD5
Objetivo: Max. Receita = 1 ,40xA4 + 1 ,90xB3 + 2,20xC2 +1 ,30xD5.
Restrições: No início de cada ano, pode-se investir o que sobrar não investido no
ano anterior mais os retornos dos investimentos passados.
1º ano:
xA1 +xB1 ≤ 10.000
2º ano:
xA2 + xB2 + xC2 ≤ 10.000 - (xA1 + xB1)
3º ano:
xA3 + xB3 ≤ [ 10.000 - (xA1 + xB1) ] - (xA2 + xB2 + xC2) + 1,40xA1
183
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4º ano:
xA1≤{[ 10.000 - (xA1+xB1)]- (xA2+xB2+xC2)+1,40xA1 -(xA3+xB3)} +1 ,40xA2+1,90xB1
5º ano
xD5≤{[10.000-(xA1+xB1)]-(xA2+xB2+xC2)+1,40xA1-(xA3+xB3)+1,40xA2+ 1,90xB1} - xA4 +1,40xA3 +1,90xB2
Reduzindo os termos semelhantes:
Max Receita = 1 ,40xA4 + 1 ,90xB3 + 2,20xC2 + 1 ,30xD5
Com:
xA1 + xB1 ≤ 10.000
xA1 + xB1 + xA2 + xB2 + xC2 ≤ 10.000
-0,4xA1 + xB1 + xA2 + xB2 + xC2 + xA3 + xB3 ≤ 10.000
-0,4xA1 - 0,9xB1 - 0,4xA2 + xB2 + xC2 + xA3 + xB3 + xA4 ≤ 10.000
-0,4xA1 - O,9xB1 - 0,4xA2 - 0,9xB2 + xC2 - 0,4xA3 + xB3 + xA4 + xD5 ≤ 10.000
Agora com as devidas folgas temos:
Max Receita = 1 ,40xA4 + 1 ,90xB3 + 2,20xC2 + 1 ,30xD5
Com:
xA1 + xB1 + xF1 = 10.000
xA1 + xB1 + xA2 + xB2 + xC2 + xF2 = 10.000
-0,4xA1 + xB1 + xA2 + xB2 + xC2 + xA3 + xB3 + xF3 = 10.000
-0,4xA1 - 0,9xB1 - 0,4xA2 + xB2 + xC2 + xA3 + xB3 + xA4 + xF4 = 10.000
-0,4xA1 - O,9xB1 - 0,4xA2 - 0,9xB2 + xC2 - 0,4xA3 + xB3 + xA4 + xD5 + xF5 =10.000
Variáveis de folga:
xF1 → folga de investimento no início do 1º ano.
xF2 → folga de investimento no início do 2º ano.
xF3 → folga de investimento no início do 3º ano.
xF4 → folga de investimento no início do 4º ano.
xF5 → folga de investimento no início do 5º ano.
O quadro final de soluções fica assim:
184
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Solução:
Investir: 10.000 em A no início do primeiro ano (xA1).
14.000 em B no início do terceiro ano (xB3).
Retorno total: 26.600
Obs.: O problema tem mais de uma solução ótima.
Não há sobra de recursos para investimento, em cada ano: xF1 = 0, i = 1, 2, 3, 4, 5.
O preço de oportunidade do investimento em A no início do segundo ano
(coeficiente de xA2 no quadro na 1ª linha da tabela = 0,51) indica que se insistirmos
em aplicar uma unidade monetária em A no início do segundo ano (fazer xA2 = 1), a
nova solução ótima teria a receita diminuída em 0,51, passando para 26.599,49.
O mesmo raciocínio vale para investimentos em A no início do terceiro ano
(coeficiente de xA3 no quadro na 1ª linha da tabela = 0,08) e para investimentos em
C no início do segundo ano (coeficiente de xC2 no quadro na 1ª linha da tabela =
0,27). Uma u.m. investida nessas oportunidades diminuiriam o retorno conforme o
coeficiente da variável na função objetivo.
O preço de oportunidade da folga de investimento no início do primeiro ano
(coeficiente de xF1 no quadro na 1ª linha da tabela = 0,19) indica que se
reservássemos uma u.m. no início do primeiro ano, investindo apenas 9.999, e
retornássemos com esse capital no início do segundo ano; teríamos a receita
diminuída em 0,19 na nova solução ótima. Isto significa que se tivéssemos outra
oportunidade de investimento para um ano com retorno maior que 19%, poderíamos
usá-la para esse capital, com consequente aumento do retorno no início do sexto ano.
O preço de oportunidade da folga de investimento no início do segundo ano
(coeficiente de xF2 no quadro na 1ª linha da tabela = 0,57) indica que a reserva de
uma u.m. no início do segundo ano com retorno no início do terceiro ano acarreta
uma diminuição de 0,57 no retorno final. A nova solução ótima teria um retorno de
26.599,43.
Se retirássemos do capital a ser investido no início do primeiro ano e
retornássemos com esse capital no início do terceiro ano (fazendo xF1 = 1 e xF2 = 1),
teríamos uma diminuição de receita de 0,19 + 0,57 = 0,76. Se tivéssemos a
oportunidade de investir uma u.m. no início do primeiro ano com retorno dois anos
depois, com taxa maior que 76%, deveríamos usá-la aumentando o retorno total no
início do sexto ano.
Se pudéssemos captar dinheiro, por exemplo, no início do quarto ano, cada
u.m. acrescida a nosso investimento no início do quarto ano traria um aumento de
receita de 0,10 + 1,3 = 1,4, isto é, renderia 40% de juros. Se a captação tivesse
custo menor que 40% para devolução no início do sexto ano, deveríamos usá-la para
aumentar nosso retorno.
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Exemplo 2 – análise econômica
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-82-simplex-analise-economica-exemplo-2/
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Dualidade
Introdução
Em determinadas situações, a quantidade de cálculos necessária para resolver
um modelo linear pelo método Simplex pode ser reduzida. O modelo inicial, chamado
primal, pode ser substituído por outro modelo chamado dual, cuja solução é mais
rápida. Vamos mostrar que conhecida a solução do dual, conheceremos em
consequência a solução do primal, o que resolve nosso problema.
Considere o modelo de programação linear em que:
a) a função objetivo é de maximização;
b) as restrições são todas do tipo ≤;
c) as variáveis são não negativas.
A este modelo chamado primal podemos associar um outro modelo que chamaremos
dual, construído da seguinte maneira:
1º) variáveis de decisão do dual: a cada restrição do primal faremos
corresponder uma variável yi;
2º) objetivo: a função objetivo será de minimização. Cada uma de suas
parcelas será o produto da variável yi pelo termo da direita da restrição
correspondente;
3º) restrições: cada variável de decisão primal gera uma restrição no dual.
Termos da esquerda: cada termo é o produto da variável dual yi pelo
coeficiente respectivo da variável de decisão primal.
Sinal: sinal do tipo ≥.
Termo da direita: é o coeficiente da variável primal na função objetivo.
4º) As variáveis yi são todas não negativas.
Exemplo:
Primal: Max. Z = 2x1 + 3x2 + x3 variáveis duais
𝑠𝑢𝑗𝑒𝑖𝑡𝑜 𝑎: {
3𝑥1 + 4𝑥2 + 2𝑥3 ≤ 10 → 𝑦1
2𝑥1 + 6𝑥2 + 𝑥3 ≤ 20 → 𝑦2
𝑥1 − 𝑥2 − 𝑥3 ≤ 30 → 𝑦3
𝑥1 ≥ 0, 𝑥2 ≥ 0, 𝑥3 ≥ 0
Dual: Min. D = 10y1 + 20y2 + 30y3 (termos da direita)
𝑠𝑢𝑗𝑒𝑖𝑡𝑜 𝑎: {
3𝑦1 + 2𝑦2 + 𝑦3 ≥ 2 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑥1
4𝑦1 + 6𝑦2 − 𝑦3 ≥ 3 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑥2
2𝑦1 + 𝑦2 − 𝑦3 ≥ 1 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑥3
𝑦1 ≥ 0, 𝑦2 ≥ 0, 𝑦3 ≥ 0
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Exemplo: escrevendo o dual de um modelo de programação linear
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-51-dualidade-dual-de-um-problema-de-programacao-linear-exemplo-1/
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De modo análogo podemos definir o dual do modelo com as características:
a) função objetivo de minimização;
b) restrições do tipo ≥;
c) variáveis todas não negativas.
O modelo dual terá então:
a) função objetivo de maximização:
b) restrições do tipo ≤;
c) variáveis todas não negativas.
Exemplo:
O dual obtido no exemplo anterior será agora nosso primal.
Primal: Min. Z = 10x1 + 20x2 + 30x3 variáveis duais
𝑠𝑢𝑗𝑒𝑖𝑡𝑜 𝑎: {
3𝑥1 + 2𝑥2 + 𝑥3 ≥ 2 → 𝑦1
4𝑥1 + 6𝑥2 − 𝑥3 ≥ 3 → 𝑦2
2𝑥1 + 𝑥2 − 𝑥3 ≥ 1 → 𝑦3
𝑥1 ≥ 0, 𝑥2 ≥ 0, 𝑥3 ≥ 0
Dual: Max. D= 2y1 + 3y2 + y3 (termos da direita)
𝑠𝑢𝑗𝑒𝑖𝑡𝑜 𝑎: {
3𝑦1 + 4𝑦2 + 2𝑦3 ≤ 40 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑥1
2𝑦1 + 6𝑦2 + 𝑦3 ≤ 20 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑥2
𝑦1 − 𝑦2 − 𝑦3 ≤ 30 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑥3
𝑦1 ≥ 0, 𝑦2 ≥ 0, 𝑦3 ≥ 0
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Exemplo: escrevendo o dual de um modelo de programação linear
Observe que o dual, obtido a partir de um dual, retoma ao modelo primal.
A partir dessa definição, são verdadeiras as seguintes propriedades:
a) se uma restrição primal é do tipo =, a variável dual correspondente será sem
restrição de sinal(isto é, “livre”);
b) se uma variável primal for sem restrição de sinal(livre), a restrição do dual
correspondente será do tipo =.
Exemplo:
Primal: Max. Z = 2x1 + 3x2 + x3
𝑠𝑢𝑗𝑒𝑖𝑡𝑜 𝑎: {
𝑥1 + 𝑥2 ≤ 10 → 𝑦1
2𝑥1 + 4𝑥2 − 𝑥3 = 20 → 𝑦2
𝑥1 ≥ 0, 𝑥2 ≥ 0, 𝑥3 ≥ 0
Dual: Min. D= 10y1 + 20y2
𝑠𝑢𝑗𝑒𝑖𝑡𝑜 𝑎: {
𝑦1 + 2𝑦2 ≥ 2
𝑦1 + 4𝑦2 ≥ 3
−𝑦2 ≥ 1
𝑦1 ≥ 0, 𝑦2 𝑙𝑖𝑣𝑟𝑒
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-78-dualidade-interpretacao-economica-do-dual-exemplo-2/
187
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Exemplo: escrevendo o dual de um modelo de programação linear
Fazendo o processo inverso temos:
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Exemplo: escrevendo o dual de um modelo de programação linear
Analogia entre as Soluções Primal e Dual
a. A cada solução viável básica primal não ótima corresponde uma solução
básica inviável dual.
b. A solução ótima primal correspondeà solução ótima dual com Z=0.
c. O coeficiente da variável de decisão na função objetivo primal é o valor da
variável de folga correspondente na solução dual.
(coeficiente de xi = valor de yFi)
d. O coeficiente da variável de folga da função objetivo primal é o valor da
variável de decisão correspondente na solução dual.
(coeficiente de xFi = valor de yi)
Como o primal é dual do próprio dual, vale o raciocínio no sentido dual →
primal.
(coeficiente de yi = valor de xFi)
(coeficiente de yFi = valor de xi).
Exemplo:
Max. Z = x1 + 2x2 + 3x3,
𝑠𝑢𝑗𝑒𝑖𝑡𝑜 𝑎: {
𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3 ≤ 10 → 𝑦1
2𝑥1 + 𝑥2 + 4𝑥3 ≤ 12 → 𝑦2
𝑥1 + 3𝑥2 − 𝑥3 ≤ 9 → 𝑦3
𝑥1 ≥ 0, 𝑥2 ≥ 0, 𝑥3 ≥ 0
o modelo dual correspondente e:
Primal:
Min. Z = 10x1 + 20x2
{
𝑥1 + 2𝑥2 ≥ 2 → 𝑦1
𝑥1 + 4𝑥2 ≥ 3 → 𝑦2
−𝑥2 ≥ 1 → 𝑦3
𝑥1 ≥ 0, 𝑥2 é 𝑙𝑖𝑣𝑟𝑒
Dual:
Máx. D = 2y1 + 3y2 + y3
{
𝑦1 + 𝑦2 ≤ 10
2𝑦1 + 4𝑦2 − 𝑦3 = 20
𝑦1 ≥ 0, 𝑦2 ≥ 0, 𝑦3 ≥ 0
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-77-dualidade-interpretacao-economica-do-dual-exemplo-3/
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-76-dualidade-interpretacao-economica-do-dual-exemplo-4/
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Min. D= 10y1 + 12y2 + 9y3
𝑠𝑢𝑗𝑒𝑖𝑡𝑜 𝑎: {
𝑦1 + 2𝑦2 + 𝑦3 ≥ 1
𝑦1 + 𝑦2 + 3𝑦3 ≥ 2
𝑦1 + 4𝑦2 − 𝑦3 ≥ 3
𝑦1 ≥ 0, 𝑦2 ≥ 0, 𝑦3 ≥ 0
Colocando as variáveis de folga no primal e no dual, teremos:
Primal: Max. Z = x1 + 2x2 + 3x3
𝑠𝑢𝑗𝑒𝑖𝑡𝑜 𝑎: {
𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3 + 𝑥𝐹1 = 10
2𝑥1 + 𝑥2 + 4𝑥3 + 𝑥𝐹2 = 12
𝑥1 + 3𝑥2 − 𝑥3 + 𝑥𝐹3 = 9
No quadro:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 -1 -2 -3 0 0 0 0
0 1 1 1 1 0 0 10
0 2 1 4 0 1 0 12
0 1 3 -1 0 0 1 9
Solução básica viável:
Variáveis básicas Variáveis não básicas Valor de Z
xF1 = 10 x1 = 0 Z= 0
xF2= 12 x2 = 0
xF3 = 9 x3 = 0
Dual: Min. D= 10y1 + 12y2 + 9y3
ou
Max. (-D) = -10y1 -12y2 – 9y3
𝑠𝑢𝑗𝑒𝑖𝑡𝑜 𝑎: {
𝑦1 + 2𝑦2 + 𝑦3 − 𝑦𝐹1 = 1
𝑦1 + 𝑦2 + 3𝑦3 − 𝑦𝐹2 = 2
𝑦1 + 4𝑦2 − 𝑦3 − 𝑦𝐹3 = 3
No quadro:
D y1 y2 y3 yF1 yF2 yF3 c
-1 10 12 9 0 0 0 0
0 1 2 1 -1 0 0 1
0 1 1 3 0 -1 0 2
0 1 4 -1 0 0 -1 3
Solução inviável:
Variáveis básicas Variáveis não básicas Valor de D
yF1 = -1 y1 = 0 D = 0
yF2= -2 y2 = 0
yF3 = -3 y3 = 0
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Exemplo: escrevendo o dual de um quadro
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-58-dualidade-escrevendo-o-dual-de-um-quadro-exemplo-1/
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Correspondência:
coeficiente de x1 = -1 → valor de yF1 =-1
coeficiente de x2 = -2 → valor de yF2 = -2
coeficiente de x3 = -3 → valor de yF3 = -3
coeficiente de xF1 = 0 → valor de y1 = 0
coeficiente de xF2 = 0 → valor de y2 = 0
coeficiente de xF3 = 0 → valor de y3 = 0
valor de x1 = 0 → coeficiente de yF1 = 0
valor de x2 = 0 → coeficiente de yF2 = 0
valor de x3 = 0 → coeficiente de yF3 = 0
valor de xF1 = 10 → coeficiente de y1 = 10
valor de xF2 = 12 → coeficiente de y2 = 12
valor de xF3 = 9 → coeficiente de y3 = 9
valor de Z = 0 → valor de D= 0.
A próxima solução viável básica do primal, com a entrada da variável x3
(coeficiente -3) e a saída da variável xF2 (12÷4 = 3), após a pivotamento, será:
Solução:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 0,5 -1,25 0 0 0,75 0 9
0 0,5 0,75 0 1 -0,25 0 7
0 0,5 0,25 1 0 0,25 0 3
0 1,5 3,25 0 0 0,25 1 12
Variáveis básicas Variáveis não básicas Valor de Z
x3 = 3 x1 = 0 Z= 9
xF1 = 7 x2 = 0
xF3 = 12 xF2 = 0
Usando a correspondência descrita, vamos montar o quadro dual
correspondente:
coeficientes de xi → valores de yFi
coeficientes de xFi → valores de yi
valores de xi → coeficientes de yFi
valores de xFi → coeficiente de yi
No quadro:
D y1 y2 y3 yF1 yF2 yF3 c
-1 7 0 12 0 0 3 -9
0 1 0 0,5
0 0 1 -1,25
1 0 0 0,75
Solução:
Variáveis básicas Variáveis não básicas Valor de D
y2 = 0,75 y1 = 0 D= 9
yF1 = 0,5 y3 = 0
yF2 = -1,25 yF3 = 0
190
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Exemplo 2: escrevendo o dual de um quadro
O terceiro quadro primal fornece a solução ótima.
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 1,077 0 0 0 0,846 0,385 13,615
0 0,154 0 0 1 -0,308 -0,231 4,231
0 0,385 0 1 0 0,231 -0,077 2,077
0 0,461 1 0 0 0,077 0,308 3,692
Solução:
Variáveis básicas Variáveis não básicas Valor de Z
x2 = 3,692 x1 = 0 Z= 13,615
x3 = 2,077 xF2 = 0
xF1 = 4,231 xF3 = 0
Usando a correspondência descrita, podemos montar o quadro dual:
D y1 y2 y3 yF1 yF2 yF3 c
-1 4,321 0 0 0 3,692 2,077 -13,615
0 0 0 1 0 1,077
0 1 0 0 -1 0,846
0 0 1 0 0 0,385
Solução:
Variáveis básicas Variáveis não básicas Valor de D
y2 = 0,846 y1 = 0 D= 13,615
y3 = 0,385 yF2 = 0
yF1 = 1,077 yF3 = 0
A solução dual também é ótima.
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Exemplo 3: escrevendo o dual de um quadro
Conclusão: Dado um problema de programação linear, podemos escolher entre
solucionar o modelo primal ou o modelo dual correspondente. A escolha leva em
consideração o esforço computacional, que depende do número de restrições,
variáveis artificiais, etc.
Interpretação Econômica do Dual
Vamos considerar o exemplo de programação da produção de dois itens P1 e
P2, a partir dos recursos R1 e R2. O quadro abaixo resume os dados.
Produtos Recursos R1 uso por unidade Recursos R2 uso por unidade Lucro por unidade
P1 2 10 50
P2 3 5 90
disponibilidade de recursos 300 1.000
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-59-dualidade-escrevendo-o-dual-de-um-quadro-exercicio-1/
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-59-dualidade-escrevendo-o-dual-de-um-quadro-exercicio-1/
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-80-dualidade-escrevendo-o-dual-de-um-quadro-exemplo-3/
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-80-dualidade-escrevendo-o-dual-de-um-quadro-exemplo-3/
191
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O modelo linear, onde x1 e x2 são as decisões de produção no período
programado, é:
Max. Lucro = 50x1 + 90x2
𝑠𝑢𝑗𝑒𝑖𝑡𝑜 𝑎: {
2𝑥1 + 3𝑥2 ≤ 300
10𝑥1 + 5𝑥2 ≤ 1.000
𝑥1 ≥ 0, 𝑥2 ≥ 0
O quadro final de resolução pelo Simplex, onde xF1 e xF2 são as sobras dos
recursos R1 e R2, é:
z x1 x2 xF1 xF2 b
1 10 0 30 0 9.000
0 0,67 1 0,33 0 100
0 6,65 0 -1,65 1 500
VB VNB Valor de z
x2 = 100 x1 = 0 z = 9.000
xF2 = 500 xF1 = 0
o modelo dual correspondente é:
Min. D= 300y1 + 1.000y2
𝑠𝑢𝑗𝑒𝑖𝑡𝑜 𝑎: {
2𝑦1 + 10𝑦2 ≥ 50
3𝑦1 + 5𝑦2 ≥ 90
𝑦1 ≥ 0, 𝑦2 ≥ 0
o quadro final de solução, derivado da solução primal, é:
D y1 y2 yF1 yF2 c
-1 0 500 0 100 -9.000
0 1 0 30
0 0 1 10
VB VNB Valor de D
y1 = 30 y2 = 0 D = 9.000
yF1 = 10 yF2 = 0
O valor de y1 (y1 = 30), foi obtido do coeficiente de xF1, e representa, portanto,
o valor de oportunidade do recurso R1, isto é, cada unidade do recurso R1 tem
capacidade de gerar um lucro de 30.
O valor de y1 é, portanto, o valor de oportunidade por unidade do recurso R1,
isto é, a capacidade da unidade do recurso gerar lucro, neste programa.
O valor de y2 (y2 = 0), foi obtido do coeficiente de xF2, indicando o valor de
oportunidade do recurso R2. O resultado é coerente, já que o recurso R2 não é
escasso (xF2 = 500).
Na função objetivo dual, cadaparcela mede, então, o valor de oportunidade dos
recursos envolvidos na produção (estoque x valor de oportunidade unitário do
recurso).
Como a função objetivo é dada no quadro dual final pela formula
−𝐷 + 500𝑦2 + 100𝑦𝐹2 = −9.000
192
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e lembrando que 𝑥𝐹2 = 500 e 𝑥2 = 100 são recursos (não escassos) ou (que estão
sobrando), podemos dizer que a função objetivo dual mede, portanto, a
capacidade de o estoque de recursos gerar lucro.
Na resolução ótima, este valor coincide com o lucro atribuído aos produtos pelo
mercado, isto é, o valor de oportunidade dos produtos no mercado.
Cada uma das restrições compara o valor de oportunidade atribuído aos
produtos pelos recursos, com o valor de oportunidade atribuído aos produtos
pelo mercado.
Na primeira restrição, por exemplo, 2y1 + 10y2 está indicando que o produto
P1, que usa duas unidades de R1 e 10 de R2, tem esse valor de oportunidade
calculado em termos desses produtos. O lado esquerdo, 50, indica o valor de
oportunidade atribuído pelo mercado. Este valor é também chamado valor
externo, em contraposição ao valor atribuído pelos recursos, chamado valor
inteiro.
Quando a remuneração do mercado (valor externo) cobre o valor interno, o
produto é fabricado (a diferença yF1 = 0, portanto x1 é básico). Se o valor de
mercado for menor que o valor interno, o produto não será fabricado. Isto quer
dizer que existe uso alternativo para os recursos no programa, que é capaz de
gerar lucro e equivalente o seu valor de oportunidade.
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Exemplo 1: interpretação econômica do dual
Exercícios
01) Escreva o dual do seguinte modelo:
Max. Z = x1 + 2x2 + 3x3,
𝑠𝑢𝑗𝑒𝑖𝑡𝑜 𝑎: {
𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3 ≤ 10 → 𝒚𝟏
2𝑥1 + 𝑥2 + 4𝑥3 ≤ 12 → 𝒚𝟐
𝑥1 + 3𝑥2 − 𝑥3 ≤ 9 → 𝒚𝟑
𝑥1 ≥ 0, 𝑥2 ≥ 0, 𝑥3 ≥ 0
𝑫 = 𝟏𝟎𝒚𝟏 + 𝟏𝟐𝒚𝟐 + 𝟗𝒚𝟑
{
𝟏𝒚𝟏 + 𝟐𝒚𝟐 + 𝟏𝒚𝟑 ≥ 𝟏
𝟏𝒚𝟏 + 𝟏𝒚𝟐 + 𝟑𝒚𝟑 ≥ 𝟐
𝟏𝒚𝟏 + 𝟒𝒚𝟐 − 𝟏𝒚𝟑 ≥ 𝟑
𝒚𝟏 ≥ 𝟎 𝒚𝟐 ≥ 𝟎 𝒚𝟑 ≥ 𝟎
02) Escreva o dual do seguinte modelo:
Max z = 2x1 + 3x2
{
𝑥1 + 𝑥2 ≥ 10 → 𝒚𝟏
2𝑥1 + 𝑥2 ≤ 16 → 𝒚𝟐
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
𝑫 = 𝟏𝟎𝒚𝟏 + 𝟏𝟔𝒚𝟐
{
𝟏𝒚𝟏 + 𝟐𝒚𝟐 ≤ 𝟐
𝟏𝒚𝟏 + 𝟏𝒚𝟐 ≥ 𝟑
𝒚𝟏 ≥ 𝟎 𝒚𝟐 ≥ 𝟎
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-75-dualidade-interpretacao-economica-do-dual-exemplo-1/
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-75-dualidade-interpretacao-economica-do-dual-exemplo-1/
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Exercício 1 e 2 - dualidade do modelo
03) Escreva o dual do seguinte modelo:
Min z = 3x1 + 2x2
{
2𝑥1 + 𝑥2 ≥ 10 → 𝒚𝟏
𝑥1 + 5𝑥2 ≥ 15 → 𝒚𝟐
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
𝑴𝒂𝒙 𝑫 = 𝟏𝟎𝒚𝟏 + 𝟏𝟓𝒚𝟐
{
𝟐𝒚𝟏 + 𝟏𝒚𝟐 ≤ 𝟑
𝟏𝒚𝟏 + 𝟓𝒚𝟐 ≤ 𝟐
04) Escreva o dual do seguinte modelo:
Max z = x1 + x2 + 2x3
{
𝑥1 + 2𝑥2 ≤ 10 → 𝒚𝟏
3𝑥1 + 4𝑥2 + 𝑥3 ≤ 20 → 𝒚𝟐
𝑥1 ≥ 0
𝑥3 ≥ 0
𝑥2 é 𝑙𝑖𝑣𝑟𝑒
𝑴𝒊𝒏 𝑫 = 𝟏𝟎𝒚𝟏 + 𝟐𝟎𝒚𝟐
{
𝟏𝒚𝟏 + 𝟑𝒚𝟐 ≥ 𝟏
𝟐𝒚𝟏 + 𝟒𝒚𝟐 = 𝟏
+𝟏𝒚𝟐 ≥ 𝟐
𝒚𝟏 ≥ 𝟎 𝒚𝟐 ≥ 𝟎
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Exercício 3 e 4 - dualidade do modelo
05) Escreva o dual do seguinte modelo:
Min z = 2x1 + 4x2 + 10x3
{
𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3 ≤ 120 → 𝒚𝟏
𝑥1 + 2𝑥2 + 5𝑥3 ≤ 30 → 𝒚𝟐
𝑥1 ≥ 0
𝑥3 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
𝑴𝒂𝒙 𝑫 = 𝟏𝟐𝟎𝒚𝟏 + 𝟑𝟎𝒚𝟐
{
𝟏𝒚𝟏 + 𝟏𝒚𝟐 ≥ 𝟐
𝟏𝒚𝟏 + 𝟐𝒚𝟐 ≥ 𝟒
𝟏𝒚𝟏 + 𝟓𝒚𝟐 ≥ 𝟏𝟎
𝒚𝟏 ≥ 𝟎 𝒚𝟐 ≥ 𝟎
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-51-dualidade-dual-de-um-problema-de-programacao-linear-exemplo-1/
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194
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06) Escreva o dual do seguinte modelo:
Min z = 2x1 + 4x2 + 5x3
{
𝑥1 + 2𝑥2 + 10𝑥3 ≤ 600 → 𝒚𝟏
𝑥1 − 𝑥2 + 𝑥3 ≥ 50 → 𝒚𝟐
2𝑥1 − 𝑥3 ≤ 100 → 𝒚𝟑
𝑥1 ≥ 0
𝑥3 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
𝑴𝒂𝒙 𝑫 = 𝟔𝟎𝟎𝒚𝟏 + 𝟓𝟎𝒚𝟐 + 𝟏𝟎𝟎𝒚𝟑
{
𝟏𝒚𝟏 + 𝟏𝒚𝟐 + 𝟐𝒚𝟑 ≥ 𝟐
𝟐𝒚𝟏 − 𝟏𝒚𝟐 ≤ 𝟒
𝟏𝟎𝒚𝟏 + 𝟏𝒚𝟐 − 𝟏𝒚𝟑 ≥ 𝟓
𝒚𝟏 ≥ 𝟎 𝒚𝟐 ≥ 𝟎 𝒚𝟑 ≥ 𝟎
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Exercícios 5 e 6 - Dualidade de um modelo
07) Escreva o dual do seguinte modelo:
Max z = x1 + 2x2 + x3
{
2𝑥1 + 3𝑥2 + 𝑥3 ≥ 10 → 𝒚𝟏
4𝑥1 + 𝑥2 + 2𝑥3 ≥ 20 → 𝒚𝟐
𝑥1 ≥ 0
𝑥3 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
𝑴𝒊𝒏 𝑫 = 𝟏𝟎𝒚𝟏 + 𝟐𝟎𝒚𝟐
{
𝟐𝒚𝟏 + 𝟒𝒚𝟐 ≤ 𝟏
𝟑𝒚𝟏 + 𝟏𝒚𝟐 ≤ 𝟐
𝟏𝒚𝟏 + 𝟐𝒚𝟐 ≤ 𝟏
𝒚𝟏 ≥ 𝟎 𝒚𝟐 ≥ 𝟎
08) Escreva o dual do seguinte modelo:
Minimizar z = 3x1+ 2x2 + x3
{
3𝑥1 + 𝑥2 + 3𝑥3 ≥ 6 → 𝒚𝟏
3𝑥1 + 2𝑥2 = 50 → 𝒚𝟐
𝑥1 − 𝑥2 ≤ 100 → 𝒚𝟑
𝑥1 ≥ 0
𝑥3 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
𝑴𝒂𝒙 𝑫 = 𝟔𝒚𝟏 + 𝟓𝟎𝒚𝟐 + 𝟏𝟎𝟎𝒚𝟑
{
𝟑𝒚𝟏 + 𝟑𝒚𝟐 + 𝟏𝒚𝟑 ≤ 𝟑
𝟏𝒚𝟏 + 𝟐𝒚𝟐 − 𝟏𝒚𝟑 ≤ 𝟐
𝟑𝒚𝟏 ≥ 𝟏
𝒚𝟏 ≥ 𝟎 𝒚𝟐 → 𝒍𝒊𝒗𝒓𝒆 𝒚𝟑 ≥ 𝟎
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Exercício 7 e 8 - dualidade de um modelo
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195
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09) Escreva o dual do seguinte modelo:
Max. Receita = 10x1 + 12x2
{
𝑥1 + 𝑥2 ≤ 100 → 𝒚𝟏
𝑥1 + 3𝑥2 ≤ 270 → 𝒚𝟐
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
𝑴𝒊𝒏 𝑫 = 𝟏𝟎𝟎𝒚𝟏 + 𝟐𝟕𝟎𝒚𝟐
{
𝟏𝒚𝟏 + 𝟏𝒚𝟐 ≥ 𝟏𝟎
𝟏𝒚𝟏 + 𝟑𝒚𝟐 ≥ 𝟏𝟐
𝒚𝟏 ≥ 𝟎 𝒚𝟐 ≥ 𝟎
10) Escreva o dual do seguinte modelo:
Max. Lucro = 2x1 + 3x2 + 4x3
Sujeito a:
{
𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3 ≤ 100 → 𝒚𝟏
2𝑥1 + 𝑥2 ≤ 210 → 𝒚𝟐
𝑥1 ≤ 80 → 𝒚𝟑
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
𝑥3 ≥ 0
𝑴𝒊𝒏 𝑫 = 𝟏𝟎𝟎𝒚𝟏 + 𝟐𝟏𝟎𝒚𝟐 + 𝟖𝟎𝒚𝟑
{
𝟏𝒚𝟏 + 𝟐𝒚𝟐 + 𝟏𝒚𝟑 ≥ 𝟐
𝟏𝒚𝟏 + 𝟏𝒚𝟐 ≥ 𝟑
𝟏𝒚𝟏 ≥ 𝟒
𝒚𝟏 ≥ 𝟎 𝒚𝟐 ≥ 𝟎 𝒚𝟑 ≥ 𝟎
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Exercício 9 e 10 - dualidade de um modelo
11) Escreva o dual do seguinte modelo:
Max. z= 0,2x1 + 2x2 + 4x3
Sujeito a:
{
𝑥1 + 2𝑥2 ≤ 20 → 𝒚𝟏
3𝑥1 + 𝑥3 ≤ 50 → 𝒚𝟐
𝑥1 + 𝑥2 − 𝑥3 ≤ 15 → 𝒚𝟑
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
𝑥3 ≥ 0
𝑴𝒊𝒏 𝑫 = 𝟐𝟎𝒚𝟏 + 𝟓𝟎𝒚𝟐 + 𝟏𝟓𝒚𝟑
{
𝟏𝒚𝟏 + 𝟑𝒚𝟐 + 𝟏𝒚𝟑 ≥ 𝟎, 𝟐
𝟐𝒚𝟏 + 𝟏𝒚𝟑 ≥ 𝟐
+𝟏𝒚𝟐 − 𝟏𝒚𝟑 ≥ 𝟒
𝒚𝟏 ≥ 𝟎 𝒚𝟐 ≥ 𝟎 𝒚𝟑 ≥ 𝟎
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-55-dualidade-dual-de-um-problema-de-programacao-linear-exercicio-4/
196
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12) Escreva o dual do seguinte modelo:
Max. Z = 5x1 - 3x2 + 4x3 – x4
{
𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3 + 𝑥4 ≤ 600 → 𝒚𝟏
2𝑥1 + 𝑥3 ≤ 280 → 𝒚𝟐
𝑥1 + 3𝑥4 ≤ 150 → 𝒚𝟑
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
𝑥3 ≥ 0
𝑥4 ≥ 0
𝑴𝒊𝒏 𝑫 = 𝟔𝟎𝟎𝒚𝟏 + 𝟐𝟓𝟎𝒚𝟐 + 𝟏𝟓𝟎𝒚𝟑
{
𝟏𝒚𝟏 + 𝟐𝒚𝟐 + 𝟏𝒚𝟑 ≥ 𝟓
𝟏𝒚𝟏 ≥ −𝟑
𝟏𝒚𝟏 + 𝟏𝒚𝟐 ≥ 𝟒
𝟏𝒚𝟏 + 𝟑𝒚𝟑 ≥ −𝟏
𝒚𝟏 ≥ 𝟎 𝒚𝟐 ≥ 𝟎 𝒚𝟑 ≥ 𝟎
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Exercício 11 e 12 - Dualidade de um modelo
13) Escreva o dual do seguinte modelo:
Max. Z = 2x1 + 4x3
{
𝑥1 + 2𝑥2 + 𝑥3 ≤ 8.000 → 𝒚𝟏
2𝑥1 ≤ 6.000 → 𝒚𝟐
𝑥2 + 𝑥3 ≤ 620 →𝒚𝟑
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
𝑥3 ≥ 0
𝑴𝒊𝒏 𝑫 = 𝟖𝟎𝟎𝟎𝒚𝟏 + 𝟔𝟎𝟎𝟎𝒚𝟐 + 𝟔𝟐𝟎𝒚𝟑
{
𝟏𝒚𝟏 + 𝟐𝒚𝟐 ≥ 𝟐
𝟐𝒚𝟏 + 𝟏𝒚𝟑 ≥ +𝟑
𝟏𝒚𝟏 + 𝟏𝒚𝟑 ≥ 𝟒
𝒚𝟏 ≥ 𝟎 𝒚𝟐 ≥ 𝟎 𝒚𝟑 ≥ 𝟎
14) Escreva o dual do seguinte modelo:
Max. Z = 2x1 + 4x2 + 6x3
{
𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3 ≤ 100 → 𝒚𝟏
2𝑥1 − 𝑥2 + 5𝑥3 ≤ 50 → 𝒚𝟐
3𝑥1 + 𝑥3 ≤ 200 → 𝒚𝟑
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
𝑥3 ≥ 0
𝑴𝒊𝒏 𝑫 = 𝟏𝟎𝟎𝒚𝟏 + 𝟓𝟎𝒚𝟐 + 𝟐𝟎𝟎𝒚𝟑
{
𝟏𝒚𝟏 + 𝟐𝒚𝟐 + 𝟑𝒚𝟑 ≥ 𝟐
𝟏𝒚𝟏 − 𝟏𝒚𝟐 ≥ 𝟒
𝟏𝒚𝟏 + 𝟓𝒚𝟐 + 𝟏𝒚𝟑 ≥ 𝟔
𝒚𝟏 ≥ 𝟎 𝒚𝟐 ≥ 𝟎 𝒚𝟑 ≥ 𝟎
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Exercícios 13 e 14 - Dualidade de um modelo
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-56-dualidade-dual-de-um-problema-de-programacao-linear-exercicio-5/
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-57-dualidade-dual-de-um-problema-de-programacao-linear-exercicio-6/
197
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15) Escreva o dual do seguinte modelo:
No quadro:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 -1 -2 -3 0 0 0 0
0 1 1 1 1 0 0 10
0 2 1 4 0 1 0 12
0 1 3 -1 0 0 1 9
Solução básica viável:
Variáveis básicas Variáveis não básicas Valor de Z
xF1 = 10 x1 = 0 Z= 0
xF2= 12 x2 = 0
xF3 = 9 x3 = 0
D y1 y2 y3 yF1 yF2 yF3 c
-1 10 12 9 0 0 0 0
0 1 2 1 1 0 0 -1
0 1 1 3 0 1 0 -2
0 1 4 -1 0 0 1 -3
VB VNB Valor de D
yF1 = -1 y1 = 0 D= 0
yF2= -2 y2 = 0
yF3 = -3 y3 = 0
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Exercício 15 - dual do quadro e solução
16) Escreva o dual do seguinte modelo:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 0,5 -1,25 0 0 0,75 0 9
0 0,5 0,75 0 1 -0,25 0 7
0 0,5 0,25 1 0 0,25 0 3
0 1,5 3,25 0 0 0,25 1 12
Variáveis básicas Variáveis não básicas Valor de Z
X3 = 3 x1 = 0 Z= 9
xF1 = 7 x2 = 0
xF3 = 12 xF2 = 0
D y1 y2 y3 yF1 yF2 yF3 c
-1 7 0 12 0 0 3 -9
0 0 1 0 0,5
0 0 0 1 -1,25
0 1 0 0 0,75
VB VNB Valor de D
yF1 = 0,5 yF3 = 0 D= 9
yF2= -1,25 y1 = 0
y2 = 0,75 y3 = 0
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-58-dualidade-escrevendo-o-dual-de-um-quadro-exemplo-1/
198
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17) Escreva o dual do seguinte modelo:
Z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 1,077 0 0 0 0,846 0,385 13,615
0 0,154 0 0 1 -0,308 -0,231 4,231
0 0,385 0 1 0 0,231 -0,077 2,077
0 0,461 1 0 0 0,077 0,308 3,692
Solução:
Variáveis básicas Variáveis não básicas Valor de Z
x2 = 3,692 x1 = 0 Z= 13,615
x3 = 2,077 xF2 = 0
xF1 = 4,231 xF3 = 0
D y1 y2 y3 yF1 yF2 yF3 c
-1 4,231 0 0 0 3,692 2,077 -13,615
0 0 1 1,077
1 0 0 0,846
0 1 0 0,385
VB VNB Valor de D
yF1 = 1,077 yF2 = 0 D= 13,615
y2= 0,846 yF3 = 0
y3 = 0,385 y1 = 0
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Exercício 16 e 17 - dual do quadro e solução
18) Escreva o dual do seguinte modelo:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 b
1 -0,333 -0,667 0 0 0 20
0 2,666 1,333 0 1 0 30
0 0,666 0,333 1 0 0 20
0 0,333 -0,333 0 0 1 20
VB VNB Valor de Z
xF1 = 30 x1 = 0 z = 20
x3 = 20 x2 = 0
xF2 =20
D y1 y2 yF1 yF2 yF3 c
-1 30 20 0 0 20 -20
0 1 0 -0,333
0 0 1 -0,667
VB VNB Valor de D
yF1 = -0,333 yF3 = 0 D= 20
yF2= -0,667 y1 = 0
y2 = 0
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-59-dualidade-escrevendo-o-dual-de-um-quadro-exercicio-1/
199
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19) Escreva o dual do seguinte modelo:
z x1 x2 x3 xF1 xF2 xF3 b
1 1,67 0 0 1,67 0 0,67 86,67
0 -0,33 0 1 0,67 0 -0,33 16,67
0 0,335 0 0 0,335 1 -0,665 13,335
0 1,335 1 0 0,335 0 0,335 23,335
Variáveis básicas Variáveis não básicas Objetivo
x2=23,335 x1 = 0 z= 86,67
x3=16,67 xF1 = 0
xF2 = 13,335 xF3= 0
D y1 y2 y3 yF1 yF2 yF3 c
-1 0 13,335 0 0 23,335 16,67 -86,67
0 0 0 1 1,67
0 1 0 0 1,67
0 0 1 0 0,67
VB VNB Valor de D
yF1 = 1,67 yF2 = 0 D= 86,67
y1= 1,67 yF3 = 0
y3 = 0,67 y2 = 0
Assista agora a Vídeo Aula:
Exercício 18 e 19 - dual do quadro e solução
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-60-dualidade-escrevendo-o-dual-de-um-quadro-exercicio-2/
200
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A ferramenta Solver (Excel)
Diversas ferramentas para solução de problemas de otimização,
comerciais ou acadêmicos, sejam eles lineares ou não, foram
desenvolvidas. Dentre as ferramentas disponíveis, este curso se propõe a
apresentar a ferramenta Solver, que acompanha o Microsoft Excel.
Apesar de a ferramenta Solver poder ser utilizada também para
problemas de programação não-linear, neste curso será apresentada
apenas a sua utilização para a solução de problemas de programação
linear. A utilização para outros tipos de problemas segue o mesmo
padrão, sendo por isso intuitivo ao usuário o seu aprendizado.
Definindo e Resolvendo um Problema
Inicialmente, devemos definir o problema na planilha do Excel.
Vamos resolver como exemplo o seguinte problema. A formulação do
problema é a seguinte:
Exemplo:
maximizar z = 11x1 + 12x2
sujeito a:
1x1 + 4x2 ≤10000
5x1 + 2x2 ≤30000
x1 ≥ 0
x2 ≥ 0
Para definir o problema na planilha, devemos definir células para
representar as variáveis de decisão e uma célula para representar o valor
da função objetivo. Além disso, as restrições também devem ser
definidas. Abra um novo arquivo no Microsoft Excel e siga os seguintes
passos:
na célula A1 digite "x1";
na célula B1 digite "0";
na célula A2 digite "x2";
na célula B2 digite "0".
As células A2 e B2 guardarão os valores das variáveis de decisão x1 e
x2, respectivamente.
Vamos agora definir a função objetivo. As equações do Excel são
sempre precedidas do sinal de igualdade (=), que indica que nesta célula
201
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será efetuada uma conta. Preencha as células da planilha conforme
indicado a seguir:
na célula A4 digite "Função objetivo";
na célula B4 digite "= 11*B1 + 12*B2".
Na célula B4 será calculado automaticamente o valor da função
objetivo, a partir da função fornecida. Qualquer alteração nos valores das
células B1 ou B2 fará com que o valor da função objetivo seja
recalculado.
Serão definidas agora as restrições do problema: As células de restrição
devem ser preenchidas da seguinte forma:
na célula A6 digite "Restrições";
na célula B6 digite "= B1+4*B2";
na célula C6 digite "<=";
na célula D6 digite "10000";
na célula B7 digite "= 5*B1+2*B2";
na célula C7 digite "<=";
na célula D7 digite "30000";
na célula B8 digite "=B1”;
na célula C8 digite ">= ";
na célula D8 digite "0";
na célula B9 digite"=B2";
na célula C9 digite ">=":
na célula D9 digite "0".
Após preenchidas as células, a planilha deve estar igual à apresentada
na Figura abaixo.
Para otimizar a função objetivo. vamos utilizar a ferramenta solver.
No menu Ferramentas, clique em Solver. A janela apresentada
abaixo se abrirá.
202
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Na caixa "Definir objetivo", selecione a célula da função objetivo
(B4) clicando sobre ela ou simplesmente digite B4.
Logo abaixo, é requerido que se escolha entre três opções: Máx,
para maximizar a função objetivo, Mín, para minimizar a função
objetivo, e Valor, que faz com que a funçãoobjetivo tenha
determinado valor. No nosso exemplo, como Queremos maximizar a
função objetivo, escolheremos a opção Máx.
Na caixa "Alterando Células variáveis", devem ser inseridas as
células ajustáveis, que contêm os valores das variáveis de decisão.
Deve-se inserir um nome ou uma referência para cada célula
ajustável separando as células não-adjacentes por ponto-e-vírgula
As células ajustáveis devem estar relacionadas direta ou
indiretamente à célula que contém o valor da função objetivo.
Podem ser especificadas até 200 células ajustáveis. Para que o
Solver proponha automaticamente as células ajustáveis com base
na célula de destino, clique em Estimar.
No campo “Selecionar um método de solução” selecione “LP
simplex”.
Na caixa “Sujeito às restrições”, devem ser inseridas as restrições
do problema. Para inserir uma restrição, siga os seguintes passos:
o clique no botão "Adicionar". A janela apresentada na Figura
abaixo se abrirá;
o na caixa "Referência de célula", selecione a célula contendo a
primeira restrição (B6);
203
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o na caixa de seleção escolha a opção que corresponde ao tipo
de restrição, que pode ser menor ou igual (<=),maior ou igual
(>=), igual (=), valor inteiro (núm), valor binário (bin) ou (dif)
para tudo diferente. No nosso caso a opção a ser escolhida é
<=:
o na caixa "Restrição", defina a célula que contém o valor limite
da restrição, ou seja, D6;
o clique em OK para adicionar a restrição;
o repita estes passos até que todas as restrições estejam
adicionadas.
Após serem adicionadas as restrições, a janela deve estar igual à
janela da Figura abaixo, exceto talvez pela presença dos cifrões ($),
que indicam que a célula é fixa.
Para resolver o problema, clique no botão "Resolver". Se tudo
estiver correto, a janela da Figura abaixo será apresentada.
Nesta janela, podemos escolher entre manter a solução encontrada
pelo Solver ou restaurar os valores originais. Também podemos
selecionar relatórios, que contém informações sobre o processo de
solução do problema.
A resposta do exercício estará na planilha que você estava usando,
conforme mostra figura abaixo.
204
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O processo de solução pode ser interrompido pressionando-se ESC.
O Microsoft Excel recalculará a planilha com os últimos valores
encontrados para as células ajustáveis.
Instalando o Solver
Caso a opção Solver não esteja presente no menu Ferramentas, isto é
porque a ferramenta Solver não foi instalada. Para instalá-la, proceda da
seguinte maneira:
Vá para Aba Arquivos e selecione “Opções”;
Escolha Suplementos. Se o Solver não estiver listado na caixa de
diálogo Suplementos, clique em Procurar e localize a unidade de
disco, a pasta e o nome de arquivo para o suplemento Solver.xls
(geralmente localizado na pasta Biblioteca\Solver) ou execute o
programa de instalação se não conseguir localizar o arquivo .
Na caixa de diálogo Suplementos, marque a caixa de seleção Solver,
e depois clique em “ir”.
Na nova janela marque “Solver” e dê OK.
Os suplementos que você selecionar na caixa de diálogo Suplementos
permanecerão ativos na Aba de Dados até que você os remova.
Assista agora a Vídeo Aula:
Exemplo: exemplo inicial e como instalar a ferramenta Solver
Exemplos:
Exemplo 1:
Resolver o problema de programação linear:
minimizar Z = 2x1 + 3x2
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-88-solver-exemplo-0/
205
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𝑠𝑢𝑗𝑒𝑖𝑡𝑜 à𝑠 𝑟𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖çõ𝑒𝑠:
{
𝑥1 + 𝑥2 ≥ 5
5𝑥1 + 𝑥2 ≥ 10
𝑥1 ≤ 8
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
Primeiro preencha com as informações:
Depois acesse o Solver e repasse as informações para o programa.
E finalmente clique em resolver.
206
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Verificamos que:
x1 = 5
x2 = 0
z = 10
Assista agora a Vídeo Aula:
Exemplo 1:
Exemplo 2:
Resolver o problema de programação linear:
MAX L = 2x1 + 3x2
𝑠𝑢𝑗𝑒𝑖𝑡𝑜 𝑎: {
4𝑥1 + 6𝑥2 ≤ 60
𝑥1 + 𝑥2 ≥ 12
𝑥1 ≥ 0, 𝑥2 ≥ 0
Primeiro preencha com as informações:
Depois acesse o Solver e repasse as informações para o programa.
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-89-solver-exemplo-1/
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-89-solver-exemplo-1/
207
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E finalmente clique em resolver.
Verificamos que:
x1 = 15
x2 = 0
z = 30
Assista agora a Vídeo Aula:
Exemplo 2
Exemplo 3:
Maximizar z = 2x1 + 3x2 + x3
Sujeito a:
{
𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3 ≤ 40
2𝑥1 + 𝑥2 − 𝑥3 ≤ 20
3𝑥1 + 2𝑥2 − 𝑥3 ≤ 30
𝑥1 ≥ 0
𝑥2 ≥ 0
𝑥3 ≥ 0
Primeiro preencha com as informações:
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-90-solver-exemplo-2/
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-90-solver-exemplo-2/
208
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Depois acesse o Solver e repasse as informações para o programa.
E finalmente clique em resolver.
Verificamos que:
x1 = 0
x2 = 23,33
x3 = 16,67
z = 86,67
Assista agora a Vídeo Aula:
Exemplo 3
Exercícios:
1) Resolver o modelo de programação linear:
a) Maximizar LUCRO = 2x1 + 3x2
𝑠𝑢𝑗𝑒𝑖𝑡𝑜 𝑎: {
−𝑥1 + 2𝑥2 ≤ 4
𝑥1 + 2𝑥2 ≤ 6
𝑥1 + 3𝑥2 ≤ 9
𝑥1 ≥ 0, 𝑥2 ≥ 0
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-91-solver-exemplo-3/
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-91-solver-exemplo-3/
209
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Primeiro preencha com as informações:
Depois acesse o Solver e repasse as informações para o programa.
E finalmente clique em resolver.
Verificamos que:
x1 = 6
x2 = 0
z = 12
210
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Assista agora a Vídeo Aula:
Exercício resolvido 1 a
b) Maximizar RECEITA = 0,3x1 + 0,5x2
𝑠𝑢𝑗𝑒𝑖𝑡𝑜 𝑎: {
2𝑥1 + 𝑥2 ≤ 2
𝑥1 + 3𝑥2 ≤ 3
𝑥1 ≥ 0, 𝑥2 ≥ 0
Primeiro preencha com as informações:
Depois acesse o Solver e repasse as informações para o programa.
E finalmente clique em resolver.
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-92-solver-exercicio-resolvido-1-a/
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-92-solver-exercicio-resolvido-1-a/
211
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Verificamos que:
x1 = 0,6
x2 = 0,8
z = 0,58
Assista agora a Vídeo Aula:
Exercício resolvido 1 b
c) Maximizar LUCRO = 2x1 + 3x2
𝑠𝑢𝑗𝑒𝑖𝑡𝑜 𝑎: {
𝑥1 + 3𝑥2 ≤ 9
−𝑥1 + 2𝑥2 ≤ 4
𝑥1 + 𝑥2 ≤ 6
𝑥1 ≥ 0, 𝑥2 ≥ 0
Primeiro preencha com as informações:
Depois acesse o Solver e repasse as informações para o programa.
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-93-solver-exercicio-resolvido-1-b/
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-93-solver-exercicio-resolvido-1-b/
212
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E finalmente clique em resolver.
Verificamos que:
x1 = 9
x2 = 0
z = 18
Assista agora a Vídeo Aula:
Exercício resolvido 1 c
d) Minimizar CUSTO = 10x1 + 12x2
𝑠𝑢𝑗𝑒𝑖𝑡𝑜 𝑎: {
𝑥1 + 𝑥2 ≤ 10
5𝑥1 + 6𝑥2 ≥ 54
𝑥1 ≥ 0, 𝑥2 ≥ 0
Primeiro preencha com as informações:
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-96-solver-exercicio-resolvido-1-c/http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-96-solver-exercicio-resolvido-1-c/
213
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Depois acesse o Solver e repasse as informações para o programa.
E finalmente clique em resolver.
Verificamos que:
x1 = 0 x2 = 9 z = 108
Assista agora a Vídeo Aula:
Exercício resolvido 1 d
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-94-solver-exercicio-resolvido-1-c/
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-94-solver-exercicio-resolvido-1-c/
214
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e) Minimizar Z = 7x1 + 9x2
𝑠𝑢𝑗𝑒𝑖𝑡𝑜 𝑎:
{
−𝑥1 + 𝑥2 ≤ 2
𝑥1 ≤ 5
𝑥2 ≤ 6
3𝑥1 + 5𝑥2 ≥ 15
5𝑥1 + 4𝑥2 ≥ 20
𝑥1 ≥ 0, 𝑥2 ≥ 0
Primeiro preencha com as informações:
Depois acesse o Solver e repasse as informações para o programa.
E finalmente clique em resolver.
215
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Verificamos que:
x1 = 3,08
x2 = 1,15
z = 31,92
Assista agora a Vídeo Aula:
Exercício resolvido 1 e
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-95-solver-exercicio-resolvido-1-e/
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-95-solver-exercicio-resolvido-1-e/
216
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Problema do Transporte
Introdução
Vamos considerar a situação descrita a seguir: temos que
transportar produtos das várias origens onde estão estocados para vários
destinos onde são necessários. Conhecemos os custos unitários de
transporte de cada origem para cada destino (Cij - custo unitário de
transporte da origem i para o destino j). Devemos decidir quanto
transportar de cada origem para cada destino (Xij - quantidade a ser
transportada da origem i para o destino j).
O objetivo é completar a transferência dos produtos com o menor
custo possível. Em princípio, vamos supor que a quantidade disponível
nas origens seja exatamente igual ao total das necessidades nos
destinos.
Exemplo:
Essa situação pode ser representada de maneira simples em uma
tabela:
Destino j
Origens i
D1 D2 Disponibilidade
O1 10 12 50
O2 20 8 100
O3 6 15 120
Necessidades 100 170
270
270
Onde se lê:
Origens Destinos
Disponibilidades Necessidades
50
100
100
170
120
Total = 270 Total = 270
1
1
2
3
2
C11 = 10
C12 = 12
C21 = 20
C22 = 8
C31 = 6 C32 = 15
217
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as disponibilidades nas origens;
as necessidades nos destinos;
os custos unitários de transporte de cada origem para cada destino.
O MODELO LINEAR DO TRANSPORTE
Variáveis de decisão: Xij - Quantidade a ser transportada da origem
i para o destino j.
Objetivo: minimizar o custo do transporte.
Min. C = 10x11 + 12x12 + 20x21 +8x22 + 6x31 + 15x32
onde:
10X11 = custo unitário de transporte da origem 1 para o destino 1
x
quantidade a ser transportada da origem 1 para o destino 1
=
custo do transporte da origem 1 para o destino 1
Restrições:
As quantidades retiradas das origens devem ser a disponibilidade
em cada uma:
Origem1 - retiradas X11 + X12 = 50 Disponibilidade O1
Origem2 - retiradas X21 + X22 = 100 Disponibilidade O2
Origem3 - retiradas X31 + X32 = 120 Disponibilidade O3
As quantidades transportadas para cada destino devem ser a
necessidade em cada um deles:
Destino1 - Chegadas X11 + X21 + X31 = 100 necessidade D1
Destino2 - Chegadas X12 + X22 + X32 = 170 necessidade D2
O modelo fica então resumido a:
Min. C = 10X11 + 12X12 + 20X21 + 8X22 + 6X31 + 15X32
𝑆𝑢𝑗𝑒𝑖𝑡𝑜 𝑎:
{
X11 + X12 = 50
X21 + X22 = 100
X31 + X32 = 120
X11 + X21 + X31 = 100
X12 + X22 + X32 = 170
Xij≥0 para i = 1,2,3 e j = 1,2.
218
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O CASO DE SISTEMAS NÃO EQUILIBRADOS
O modelo descrito anteriormente pode representar também
sistemas de transporte que não obedeçam à condição de equilíbrio entre
oferta (disponibilidade nas origens) e demanda (necessidade de
destinos).
O enquadramento no modelo se faz com a criação de origens ou
destinos auxiliares para receber a diferença entre oferta e demanda. Os
custos unitários para origens ou destinos auxiliares é zero. Na solução do
modelo, as quantidades que eventualmente sejam transportadas de
origens auxiliares ficam faltando nos destinos. As quantidades que são
transportadas para destinos auxiliares, na verdade ficam depositadas nas
origens.
Exemplo: O modelo representado no quadro está desequilibrado
D1 D2 D3
O1 10 12 9 20
O2 4 9 8 30
O3 6 12 10 10
25 36 5
60
66
Criando-se uma origem auxiliar para receber a diferença 66 - 60 = 6,
teremos o sistema equilibrado:
D1 D2 D3
O1 10 12 9 20
O2 4 9 8 30
O3 6 12 10 10
A 0 0 0 6
25 36 5
66
66
Uma solução possível para o problema é mostrada no quadro, onde o
valor das células representa as quantidades transportadas de cada
origem para cada destino.
D1 D2 D3
O1 20 20
O2 5 25 30
O3 10 10
A 1 5 6
25 36 5
219
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As quantidades XA2 = 1 e XA3 = 5 transportadas a partir da origem
auxiliar A, na verdade, ficam faltando nos destinos, isto é, o destino D2
recebe apenas 35 unidades. O destino D3 não recebe nenhuma
mercadoria.
O Algoritmo dos Transportes
A solução do problema do transporte, como todo problema
representado por um modelo de programação linear, pode ser obtida pelo
método Simplex. Entretanto, devido a suas características especiais,
podemos descrever um método que, embora mantenha fazes e critérios
do Simplex, tem os cálculos simplificados.
1 ª Parte - CÁLCULO DA SOLUÇÃO BÁSICA INICIAL
Uma solução básica para o problema é um conjunto de valores a
transportar que obedecem a duas condições:
- satisfazem as restrições de origem e destino;
- não apresentam circuitos entre as variáveis básicas. Por circuitos
devemos entender uma poligonal fechada construída no sentido das
linhas ou colunas, ligando variáveis básicas.
Exemplo de circuito:
20
10 30
6 6
12 9 7 28
32 25 7
Vamos apresentar dois métodos para a construção da solução inicial:
a) método do canto noroeste
A partir da cela superior esquerda transportamos o máximo possível da
origem ao destino correspondente. Esse procedimento zera a
disponibilidade da linha ou da coluna da cela. O próximo transporte será
feito na cela contígua (à direita ou abaixo) que tenha disponibilidade de
linha e coluna correspondente.
220
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Exemplo: Calcular a solução inicial do quadro de transportes:
D1 D2 D3
O1 12 9 8 10
O2 13 12 6 20
O3 7 9 5 10
O4 3 2 8 15
8 30 17
55
55
Solução:
8 2 10 2 0
20 20 0
8 2 10 2 0
15 15 0
8 0 30 17
55
55
28
8
0
15
2
0
1 º transporte: X11 = 8 (primeira linha mantém disponibilidade de 2)
2º transporte: X12 = 2 (segunda coluna mantém disponibilidade de 28)
3º transporte: X22 = 20 (segunda coluna mantém disponibilidade de 8)
4º transporte: X23 = 8 (terceira linha mantém disponibilidade de 2)
5º transporte: X33 = 2 (terceira coluna mantém disponibilidadede 15)
6º transporte: X43 = 15
O método do canto noroeste garante a não formação de circuitos
entre as variáveis básicas, além de satisfazer as condições de contorno
(restrições de origem e destino).
Assista agora a Vídeo Aula:
Transporte - Método do canto noroeste - exemplo 1
b) Método de Vogel ou método das penalidades
Penalidade em uma linha ou coluna é a diferença positiva entre os dois
custos de menor valor na linha ou coluna.
A ideia desse método é fazer o transporte com prioridade na linha ou
coluna que apresenta a maior penalidade. Como o transporte é feito na
célula de menor custo, tenta-se evitar com isso o transporte na célula de
custo maior, evitando-se assim incorrer num aumento de custo igual à
penalidade calculada.
Descrição do método:
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-61-transporte-metodo-do-canto-noroeste-exemplo-1/
221
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a) Calcular a penalidade para cada linha ou coluna. Escolher a linha ou
coluna para transporte, que tenha a maior penalidade. Caso haja
empate, escolha arbitrariamente uma delas.
b) Transportar o máximo possível na linha ou coluna escolhida,
elegendo a célula de menor custo unitário de transporte. Esse
procedimento zera a oferta ou demanda da célula correspondente. A
linha ou coluna que tenha sua disponibilidade zerada deve ser
eliminada.
c) Retornar ao item a, até que todos os transportes tenham sido
realizados.
Exemplo: Calcular pelo método de Vogel uma solução inicial para o
problema de transporte do quadro:
D1 D2 D3
O1 12 9 8 10
O2 13 12 6 20
O3 7 9 5 10
O4 3 2 8 15
8 30 17
55
55
Solução:
Primeiro grupo de penalidades
D1 D2 D3 Penalidade
O1 12 9 8 10 9-8 = 1
O2 13 12 6 20 12-6 = 6
O3 7 9 5 10 7-5 = 2
O4 3 2 8 15 3-2 = 1
8 30 17
penalidade 7-3 = 4 9-2 = 7
6-5 =
1
↑
Maior
penalidade
Primeiro transporte: na segunda coluna (maior penalidade), na célula de
menor custo (2)
D1 D2 D3
O1 10
O2 20
O3 10
O4 15 15 0
8 30 15 17
A linha 4 tem agora disponibilidade zero e será eliminada.
222
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2º transporte
Segundo grupo de penalidades
D1 D2 D3
O1 12 9 8 10 1 1
O2 13 12 6 20
6 6 ← Maior
penalidade
O3 7 9 5 10 2 2
O4 3 2 8 15 1
8 30 17
penalidade 4 7 1
5 0 1
Segundo transporte: na segunda linha (maior penalidade), terceira
coluna (menor custo)
D1 D2 D3
O1
O2 17 20 3
O3 10
O4 15 15 0
8 30 15 17 0
A coluna 3 será eliminada (disponibilidade zero).
Os outros transportes serão feitos da mesma forma até que o
quadro se complete.
Assista agora a Vídeo Aula:
Transporte - método de Vogel - exemplo 1
Agora vamos ao passo a passo
Método do canto noroeste
Exemplo:
Calcular a solução inicial do quadro de transporte:
D1 D2 D3
O1 12 9 8 10
O2 13 12 6 20
O3 7 9 5 10
O4 3 2 8 15
8 30 17
55
55
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-62-transporte-metodo-de-vogel-exemplo-1/
223
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Iniciamos da casa superior esquerda;
Transportamos o máximo possível dela;
Ao zerar a disponibilidade passamos para a próxima casa (que pode
ser a da direita ou a de baixo), que tenha disponibilidade de linha e
coluna;
Assim até zerar todo transporte.
Solução direta:
D1 D2 D3
O1 8 8 10 2 0
O2 20 20 0
O3 8 2 10 2 0
O4 15 15 0
8 0 30 28 8 0 17 15 0
55
55
Resposta:
1º transporte: x11 = 8
2º transporte: x12 = 2
3º transporte: x22 = 20
4º transporte: x32 = 8
5º transporte: x33 = 2
6º transporte: x43 = 15
Este método garante a não formação de circuitos, além de satisfazer as
condições de restrição.
Agora vamos passo a passo:
a) Quadro inicial:
D1 D2 D3
O1 10
O2 20
O3 10
O4 15
8 30 17
55
55
224
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b)
1ª casa – necessidade da 1ª linha era 10 e na 1ª coluna havia 8.
Logo, enviamos os 8, zera a coluna e ainda fica devendo 2 na 1ª
linha.
D1 D2 D3
O1 8 10 2
O2 20
O3 10
O4 15
8 0 30 17
55
55
c)
Como zerou a 1ª coluna, passamos para a casa da direita.
Enviamos os 2 que faltam na linha, zerando-a.
Na 2ª coluna ficamos então com 28.
D1 D2 D3
O1 8 2 10 2 0
O2 20
O3 10
O4 15
8 0 30 28 17
55
55
d)
Como ainda temos disponível 28 na 2ª coluna passamos para a linha
de baixo.
A 2ª linha tem necessidade de 20 e temos disponível 28.
Logo enviamos os 20 e fica sobrando 8 na 2ª coluna.
225
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D1 D2 D3
O1 8 2 10 2 0
O2 20 20 0
O3 10
O4 15
8 0 30 28 8 17
55
55
e)
A 3ª linha tem necessidade de 10 e temos 8 na 2ª coluna.
Enviamos os 8 ficando faltando 2 na 3ª linha, mas zeramos a 2ª
coluna.
D1 D2 D3
O1 8 2 10 2 0
O2 20 20 0
O3 8 10 2
O4 15
8 0 30 28 8 0 17
55
55
f)
Como a disponibilidade da 2ª coluna acabou passamos para a 3ª
coluna.
Enviamos os 2 que faltam na 3ª linha da 3ª coluna cobrindo sua
necessidade.
E na 3ª coluna ficam restando 15.
D1 D2 D3
O1 8 2 10 2 0
O2 20 20 0
O3 8 2 10 2 0
O4 15
8 0 30 28 8 0 17 15
55
55
226
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g)
No último passo temos necessidade de 15 na 4ª linha e disponibilidade de
15 na 3ª coluna.
Enviamos assim os 15 e zeramos a distribuição.
D1 D2 D3
O1 8 2 10 2 0
O2 20 20 0
O3 8 2 10 2 0
O4 15 15 0
8 0 30 28 8 0 17 15 0
55
55
Quadro final, com a solução:
D1 D2 D3
O1 8 8 10
O2 20 20
O3 8 2 10
O4 15 15
8 30 17
55
55
1º transporte: x11 = 8
2º transporte: x12 = 2
3º transporte: x22 = 20
4º transporte: x32 = 8
5º transporte: x33 = 2
6º transporte: x43 = 15
Método de Vogel
Penalidade:
Pode ser em uma linha ou coluna;
É a diferença positiva entre os dois custos de menor valor, da linha
ou coluna.
227
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Descrição do método:
a) Calcular as penalidades, das linhas e colunas;
b) Escolher a linha ou coluna para o transporte (a que tem o maior
valor de penalidade), caso tenha empate, a escolha é livre.
c) Transportar o máximo possível na linha ou coluna escolhida,
elegendo a célula de menor custo unitário de transporte.
d) O procedimento anterior zera a linha ou a coluna. A linha ou
coluna zerada deve ser eliminada.
e) Retornar ao item (a), até que todos os transportes tenham sido
realizados.
Exemplo:
Calcular a solução inicial do quadro de transporte:
D1 D2 D3
O1 12 9 8 10
O2 13 12 6 20
O3 7 9 5 10
O4 3 2 8 15
8 30 17
55
55
Solução direta:
Calcular a solução inicial do quadro de transporte:
D1 D2 D3
O1 12 9 8 10 9-8=1 12-9=3 9
O2 13 12 6 20
12-
6=6
13-
12=1
12
O3 7 9 5 10 9-5=4 9-7=2 9
O4 3 2 8 15 3-2=1
8 30 17
55
55
7-3=4 9-2=7 6-5=1
12-7=5 9-9=0 6-5=1
228
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D1 D2 D3
O1 10 10 0
O2 3 17 20 3 0
O3 8 2 10 2 0
O4 15 15 0
8 030 15 12 2 0 17 0
55
55
Vamos agora ao passo a passo:
a)
Calcular as primeiras penalidades.
É só pegar o maior valor de frete e subtrair o menor valor de frete.
Vamos escolher a linha ou coluna que apresentar o maior valor de
penalidade.
Neste caso iremos escolher a 2ª coluna.
D1 D2 D3
O1 12 9 8 10 9-8=1
O2 13 12 6 20
12-
6=6
O3 7 9 5 10 9-5=4
O4 3 2 8 15 3-2=1
8 30 17
55
55
7-3=4 9-2=7 6-5=1
b)
olhamos no quadro original e vemos que na 2ª coluna o menor valor
de frete é de 2, que está na 4ª linha, optamos por ele então
(sempre o menor).
Como temos disponibilidade de 30 na 2ª coluna e na necessidade de
15 na 4ª linha, enviamos os 15 e zeramos a 4ª linha que será
eliminada (riscada).
229
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D1 D2 D3
O1 10
O2 20
O3 10
O4 15 15 0
8 30 15 17
55
55
c)
Observando o quadro original, agora com a 4ª linha riscada,
calculamos as novas penalidade.
A maior penalidade agora é na 2ª linha.
D1 D2 D3
O1 12 9 8 10 9-8=1
O2 13 12 6 20
12-
6=6
O3 7 9 5 10 9-5=4
O4 3 2 8 15
8 30 17
55
55
12-7=5 9-9=0 6-5=1
d)
Realizando o 2º transporte, temos:
Na 2ª linha com 3ª coluna está o menor custo que é 6.
Temos disponibilidade de 17 e necessidade de 20.
Enviamos os 17 e zeramos a 3ª coluna e lembramos que para a 2ª linha
faltam 3.
230
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D1 D2 D3
O1 10
O2 17 20 3
O3 10
O4 15 15 0
8 30 15 17 0
55
55
e)
Voltando ao quadro original.
Calculamos as novas penalidades.
A maior penalidade é a da 1ª coluna
D1 D2 D3
O1 12 9 8 10 12-9=3
O2 13 12 6 20
13-
12=1
O3 7 9 5 10 9-7=2
O4 3 2 8 15
8 30 17
55
55
12-7=5 9-9=0
f) Realizando o 3º transporte, temos:
Na 1ª coluna o menor custo está na 4ª linha (mas está já está
cancelada), então procuramos o 2º menor custo que está na 3ª linha.
Na 3ª linha temos necessidade de 10 e na 1ª coluna disponibilidade de 8,
logo levamos tudo e zeramos a 1ª coluna.
231
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D1 D2 D3
O1 10
O2 17 20 3
O3 8 10 2
O4 15 15 0
8 0 30 15 17 0
55
55
g) Observando o quadro inicial.
Calculando as novas penalidades.
Observe que as para as linhas a penalidade agora será o valor que
sobrou.
A maior penalidade está na 2ª linha.
D1 D2 D3
O1 12 9 8 10 9
O2 13 12 6 20 12
O3 7 9 5 10 9
O4 3 2 8 15
8 30 17
55
55
9-9=0
h) Fazendo o 4º transporte, temos:
Na 2ª linha o menor custo livre é 12.
Como na 2ª linha temos necessidade de 3 e na 2ª coluna temos
disponibilidade de 15, cobrimos os 3 e restam 12.
Zeramos a 2º linha, que será eliminada.
232
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D1 D2 D3
O1 10
O2 3 17 20 3 0
O3 8 10 2
O4 15 15 0
8 0 30 15 12 17 0
55
55
i) Observando o quadro original.
Calculando as penalidades verificamos que a 1ª linha e 3ª linha são
iguais, escolhemos uma delas, eu vou escolher a 1ª. (lembro que a
escolha é livre).
D1 D2 D3
O1 12 9 8 10 9
O2 13 12 6 20
O3 7 9 5 10 9
O4 3 2 8 15
8 30 17
55
55
9-9=0
j) Fazendo o 5º transporte, temos:
Na 1ª linha temos necessidade de 10 e na 2ª coluna disponibilidade
de 12.
Levamos os 10, zerando a 1ª linha e ainda ficam restando 2 na 2ª
coluna.
Eliminamos a 1ª linha.
233
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D1 D2 D3
O1 10 10 0
O2 3 17 20 3 0
O3 8 10 2
O4 15 15 0
8 0 30 15 12 2 17 0
55
55
k) Observando o quadro original.
Calculando as penalidades.
Agora só resta a interseção da 2ª coluna com 3ª linha, então tanto faz a
escolha, escolho então a 3ª linha.
D1 D2 D3
O1 12 9 8 10
O2 13 12 6 20
O3 7 9 5 10 9
O4 3 2 8 15
8 30 17
55
55
9
l) Fazendo o 6º e último transporte, temos:
Transportamos os 2 restantes na 2ª coluna para a 3ª linha.
Concluímos o transporte.
D1 D2 D3
O1 10 10 0
O2 3 17 20 3 0
O3 8 2 10 2 0
O4 15 15 0
8 0 30 15 12 2 0 17 0
55
55
234
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O quadro final então é:
D1 D2 D3
O1 10 10 0
O2 3 17 20 3 0
O3 8 2 10 2 0
O4 15 15 0
8 0 30 15 12 2 0 17 0
55
55
2ª Parte - CRITÉRIO DE OTIMALIDADE
Obtida uma solução inicial para o quadro de transportes, o passo
seguinte é verificar se essa solução pode ou não ser melhorada. Como no
método Simplex, isso pode ser avaliado observando-se os coeficientes
das variáveis não básicas na função objetivo, que deverá estar escrita em
termos dessas variáveis.
Descrição:
a) Escrever a função objetivo em termos das variáveis não básicas.
Para tanto, vamos multiplicar cada restrição de linha pelo número –
Ui , e cada restrição de coluna pelo número - "i' e somar as novas
linhas e colunas na função objetivo de tal maneira que os coeficien-
tes das variáveis básicas sejam todos nulos.
Teremos, então:
se Xij é básico → Cij- Ui- Vj = O
Essas igualdades compõem um sistema de m + n - 1 equações com
m + n incógnitas. A solução do sistema pode ser obtida atribuindo-
se um valor arbitrário a uma das incógnitas e calculando-se o valor
das outras.
Com esses valores, calculamos os coeficientes das variáveis não
básicas:
Xij não básico → coeficiente = Cij – Ui – Vj
235
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Se todos esses valores forem positivos, a solução é ótima. Se
houver coeficiente negativo, a variável correspondente entra na
base para melhorar o valor do objetivo.
b) Entrar com a variável cujo coeficiente negativo tenha o maior valor
absoluto.
c) Montar um circuito de compensação entre as variáveis básicas, a
partir da variável que entra. Esse circuito é feito partindo-se da
variável que entra e seguindo-se alternativamente na direção da
linha e da coluna, subtraindo e somando o valor da entrada até o
retorno à variável de entrada. Com isso as restrições de linha e
coluna ficam satisfeitas.
d) Escolher para a variável que entra o maior valor possível, sem
tornar nenhuma variável básica negativa. Esse valor corresponde ao
menor valor das células onde a variável que entra estiver sendo
subtraída. Teremos, então, uma nova solução básica.
e) Voltar ao item a, até que a solução seja ótima, isto é, não apresente
coeficiente negativo nas variáveis não básicas.
Exemplo: Calcular o plano de transporte de menor custo para o
problema representado no quadro:
D1 D2 D3
O1 6 5 8 10
O2 13 12 1 20
O3 7 9 5 12
O4 10 6 4 13
8 32 15
1. Solução inicial
Vamos calcular pelo método do canto noroeste:
D1 D2 D3
O1 8 2 10
O2 20 20
O3 10 2 12
O4 13 13
8 32 15
2. Critério de otimalidade
Coeficiente das variáveis básicas = 0
236
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Variáveis Básicas Coeficiente Substituindo Cij
X11 C11 - U1 – V1 = 0 6 – U1 – V1 = 0
X12 C12 - U1 – V2 = 0 5 – U1 – V2 = 0
X22 C22 - U2 – V2 = 0 12 – U2 – V2 = 0
X32 C32- U3 – V2 = 0 9 – U3 – V2 = 0
X33 C33 - U3 – V3 = 0 5 – U3 – V3 = 0
X43 C43 - U4 – V3 = 0 4 – U4 – V3 = 0
O sistema resultante tem sete variáveis e seis equações. Para
calcular
uma solução devemos atribuir um valor a uma das variáveis.
Fazendo, por exemplo U1 = 0, teremos:
V1 = 6 V2 = 5 U2 = 7 U3 = 4 V3 = 1 U4 = 3
Coeficiente das variáveis não básicas
Variáveis não básicas Coeficiente Valor
X13 C13 – U1 – V3 8 – 0 – 1 = 7
X21 C21 – U2 – V1 13 – 7 – 6 = 0
X23 C23 – U2 – V3 1 – 7 – 1 = -7
X31 C31 – U3 – V1 7 – 4 – 6 = -3
X41 C41 – U4 – V1 10 – 3 – 6 = 1
X42 C42 – U4 – V2 6 – 3 – 5 = -2
A solução não é ótima: Entra a variável X23 que possui o coeficiente
negativo de maior valor absoluto.
Circuito de compensação
D1 D2 D3
O1 8 2 10
O2 20 - 𝜃 𝜃 20
O3 10 + 𝜃 2 – 𝜃 12
O4 13 13
8 32 15
𝜃 entra com valor 2
Nova Solução:
D1 D2 D3
O1 8 2 10
O2 18 2 20
O3 12 12
O4 13 13
8 32 15
237
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Verificar se a nova solução é ótima - Critério de otimalidade
Coeficiente das variáveis básicas = 0
Variáveis Básicas Coeficiente Substituindo Cij
X11 C11 - U1 – V1 = 0 6 – U1 – V1 = 0
X12 C12 - U1 – V2 = 0 5 – U1 – V2 = 0
X22 C22 - U2 – V2 = 0 12 – U2 – V2 = 0
X32 C32 - U3 – V2 = 0 9 – U3 – V2 = 0
X23 C23 - U2 – V3 = 0 1 – U2 – V3 = 0
X43 C43 - U4 – V3 = 0 4 – U4 – V3 = 0
O sistema resultante tem sete variáveis e seis equações. Fazendo U1 = 0,
teremos:
V1 = 6 V2 = 5 U2 = 7 U3 = 4 V3 = -6 U4 = 10
Coeficiente das variáveis não básicas
Variáveis não básicas Coeficiente Valor
X13 C13 – U1 – V3 8 – 0 + 6 = 14
X21 C21 – U2 – V1 13 – 7 – 6 = 0
X31 C31 – U3 – V1 7 – 4 – 6 = -3
X33 C33 – U3 – V3 5 – 4 + 6 = 7
X41 C41 – U4 – V1 10 – 10 – 6 = -6
X42 C42 – U4 – V2 6 – 10 – 5 = -9
A solução não é ótima: Entra a variável X42 que possui o coeficiente
negativo de maior valor absoluto. I
Circuito de compensação
D1 D2 D3
O1 8 2 10
O2 18 - 𝜃 2 + 𝜃 20
O3 12 12
O4 𝜃 13 - 𝜃 13
8 32 15
𝜃 entra com valor 13
Nova Solução:
D1 D2 D3
O1 8 2 10
O2 5 15 20
O3 12 12
O4 13 13
8 32 15
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Verificar se a nova solução é ótima - Critério de otimalidade
Coeficiente das variáveis básicas = 0
Variáveis Básicas Coeficiente Substituindo Cij
X11 C11 - U1 – V1 = 0 6 – U1 – V1 = 0
X12 C12 - U1 – V2 = 0 5 – U1 – V2 = 0
X22 C22 - U2 – V2 = 0 12 – U2 – V2 = 0
X23 C23 - U2 – V3 = 0 1 – U2 – V3 = 0
X32 C32 - U3 – V2 = 0 9 – U3 – V2 = 0
X42 C42 - U4 – V2 = 0 6 – U4 – V2 = 0
O sistema resultante tem sete variáveis e seis equações.
Fazendo U1 = 0, teremos:
V1 = 6 V2 = 5 U2 = 7 U3 = 4 V3 = -6 U4 = 1
Coeficiente das variáveis não básicas
Variáveis não básicas Coeficiente Valor
X13 C13 – U1 – V3 8 – 0 + 6 = 14
X21 C21 – U2 – V1 13 – 7 – 6 = 0
X31 C31 – U3 – V1 7 – 4 – 6 = -3
X33 C33 – U3 – V3 5 – 4 + 6 = 7
X41 C41 – U4 – V1 10 – 1 – 6 = 3
X43 C43 – U4 – V3 4 – 1 + 6 = 9
Entra a variável X31 que possui coeficiente negativo.
Circuito de compensação
D1 D2 D3
O1 8 - 𝜃 2 + 𝜃 10
O2 5 15 20
O3 𝜃 12 – 𝜃 12
O4 13 13
8 32 15
𝜃 entra com valor 8
Nova Solução:
D1 D2 D3
O1 10 10
O2 5 15 20
O3 8 4 12
O4 13 13
8 32 15
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Verificar se a nova solução é ótima - Teste de otimalidade
Coeficiente das variáveis básicas = 0
Variáveis Básicas Coeficiente Substituindo Cij
X12 C12 - U1 – V2 = 0 5 – U1 – V2 = 0
X22 C22 - U2 – V2 = 0 12 – U2 – V2 = 0
X23 C23 - U2 – V3 = 0 1 – U2 – V3 = 0
X31 C31 - U3 – V1 = 0 7 – U3 – V1 = 0
X32 C32 - U3 – V2 = 0 9 – U3 – V2 = 0
X42 C42 - U4 – V2 = 0 6 – U4 – V2 = 0
o sistema resultante tem sete variáveis e seis equações. Fazendo U1 = 0,
teremos: V1 = 3 V2 = 5 V3 = -6
U1 = 0 U2 = 7 U3 = 4 U4 = 1
Coeficiente das variáveis não básicas
Variáveis não básicas Coeficiente Valor
X11 C11 – U1 – V1 6 – 0 - 3 = 3
X13 C13 – U1 – V3 8 - 0 + 6 = 14
X21 C21 – U2 – V1 13 – 7 – 3 = 3
X33 C33 – U3 – V3 5 – 4 + 6 = 7
X41 C41 – U4 – V1 10 – 1 – 3 = 6
X43 C43 – U4 – V3 4 – 1 + 6 = 9
A solução testada é ótima, pois as variáveis não básicas não possuem
coeficientes negativos.
Portanto a solução ótima é (acompanhe no quadro de solução):
Transportar:
10 unidades da origem 1 ao destino 2
5 unidades da origem 2 ao destino 2
15 unidades da origem 2 ao destino 3
8 unidades da origem 3 ao destino 1
4 unidades da origem 3 ao destino 2
13 unidades da origem 4 ao destino 2
O custo do programa será:
C = 10x5+5x12+15x1+8x7+4x9+13x6= 295
Assista agora a Vídeo Aula:
Otimalidade - exemplo 1
O Problema da Degenerescência
Vimos que igualando os coeficientes das variáveis básicas a zero, o
resultado é um sistema que apresenta uma variável a mais que o número
de equações. Atribuímos um valor arbitrário para a variável livre e
obtivemos um conjunto único de valores para as incógnitas.
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-67-transporte-designacao-exemplo-1/
240
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Pode ocorrer, entretanto, que haja menos variáveis básicas do que o
necessário na solução, o que resulta menos equações do que as
desejadas (duas, três ou mais equações a menos que o número de
variáveis).
Dizemos nesse caso que a solução é degenerada. Ao calcular os
valores de U e V do sistema para o critério de otimalidade, não
conseguimos um conjunto único de valores para U e V.
A solução para o caso é criar variáveis básicas auxiliares, quantas
forem necessárias para que o número de equações seja apenas um a
menos que o número de variáveis. Essas variáveis básicas auxiliares
devem ter um valor tão próximo de zero que não alteram as condições de
contorno do problema (restrições de origem e destino).
O cuidado que devemos tomar ao acrescentar variáveis básicas
auxiliares é que elas não formem circuitos com as variáveis básicas
originais.
Exemplo: calcular o plano ótimo de transporte para os dados do quadro:
D1 D2 D3
O1 12 9 8 10
O2 13 12 6 20
O3 7 9 5 10
O4 3 2 8 15
8 30 17
A solução inicial pelo canto noroeste é:
D1 D2 D3
O1 8 2 10
O2 20 20
O3 8 2 10
O4 15 15
8 30 17
Aplicando o teste de otimalidade na solução inicial, chegamos a conclusão
de que ela não é ótima, e que deve entrar a variável x41 que tem
coeficiente -12 (verifique).
Circuito de compensação
D1 D2 D3
O1 8 - 𝜃 2 + 𝜃 10
O2 20 20
O3 8 - 𝜃 2 + 𝜃 10
O4 𝜃 15 - 𝜃 15
8 30 17
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𝜃 entra com valor 8
D1 D2 D3
O1 10 10
O2 20 20
O3 A 10 10
O4 8 7 15
8 30 17
Verificar se a nova solução é ótima - Teste de otimalidade
Coeficiente das variáveis básicas = 0
Variáveis Básicas Coeficiente Substituindo Cij
X12 C12 - U1 – V2 = 0 9 – U1 – V2 = 0
X22 C22 - U2 – V2 = 0 12 – U2 – V2 = 0
X33 C33 - U3 – V3 = 0 5 – U3 – V3 = 0
X41 C41 - U4 – V1 = 0 3 – U4 – V1 = 0
X43 C43 - U4 – V3 = 0 8 – U4 – V3 = 0
O sistema tem cinco equações e sete variáveis. Devemos então acres-
centar uma variável auxiliar A numa célula que não forme circuito com as
outras variáveis básicas. Por exemplo, colocamosA na célula de X32, e
completamos o sistema.
X32 C32 – U3 – V2 = 0 9 – U3 – V2 = 0
Fazendo U1 = 0, teremos:
V2 = 9 U2= 3 V3 = 5 U4 = 3 V1 = O U3 = 0
Coeficiente das variáveis não básicas
Variáveis não básicas Coeficiente Valor
X11 C11 – U1 – V1 12 – 0 - 0 = 12
X13 C13 – U1 – V3 8 - 0 - 5 = 3
X21 C21 – U2 – V1 13 – 3 – 0 = 10
X23 C23 – U2 – V3 6 – 3 - 5 = -2
X31 C31 – U3 – V1 7 – 0 – 0 = 7
X42 C432 – U4 – V2 2 – 3 - 9 = -10
A solução não é ótima. Entra a variável X42.
Circuito de compensação
D1 D2 D3
O1 10 10
O2 20 20
O3 A - 𝜃 10 + 𝜃 10
O4 8 𝜃 7 – 𝜃 15
8 30 17
242
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𝜃 entra com valor A, que é um número muito pequeno e não altera os
outros valores
Nova solução
D1 D2 D3
O1 10 10
O2 20 20
O3 10 10
O4 8 A 7 15
8 30 17
Teste de otimalidade para nova solução
Variáveis Básicas Coeficiente Substituindo Cij
X12 C12 - U1 – V2 = 0 9 – U1 – V2 = 0
X22 C22 - U2 – V2 = 0 12 – U2 – V2 = 0
X33 C33 - U3 – V3 = 0 5 – U3 – V3 = 0
X41 C41 - U4 – V1 = 0 3 – U4 – V1 = 0
X42 C42 - U4 – V2 = 0 2 – U4 – V2 = 0
X43 C43 - U4 – V3 = 0 8 – U4 – V3 = 0
O sistema tem sete variáveis e seis equações. Fazendo U1 = 0, teremos:
V2 = 9 U2 = 3 U4 = -7 V1 = 10 V3 = 15 U3 = -10
Coeficiente das variáveis não básicas:
Variáveis não básicas Coeficiente Valor
X11 C11 - U1 – V1 12 – 0 – 10 = 2
X13 C13 - U1 – V3 8 – 0 – 15 = -7
X21 C21 - U2 – V1 13 – 3 – 10 = 0
X23 C23 - U2 – V3 6 – 3 – 15 = -12
X31 C31 - U3 – V1 7 + 10 – 10 = 7
X32 C32 - U3 – V2 9 – (-10) – 9 =
10
A solução testada não é ótima. Entra a variável X23.
Circuito de compensação
D1 D2 D3
O1 10 10
O2 20 – 𝜃 𝜃 20
O3 10 10
O4 8 A + 𝜃 7 – 𝜃 15
8 30 17
𝜃 = 7
243
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Nova solução
D1 D2 D3
O1 10 10
O2 13 7 20
O3 10 10
O4 8 7 15
8 30 17
Teste de otimalidade para nova solução
Variáveis Básicas Coeficiente Substituindo Cij
X12 C12 - U1 – V2 = 0 9 – U1 – V2 = 0
X22 C22 - U2 – V2 = 0 12 – U2 – V2 = 0
X23 C23 – U2 – V3 = 0 6 – U2 – V3 = 0
X33 C33 – U3 – V3 = 0 5 – U3 – V3 = 0
X41 C41 - U4 – V1 = 0 3 – U4 – V1 = 0
X42 C42 - U4 – V2 = 0 2 – U4 – V2 = 0
O sistema tem sete variáveis e seis equações. Fazendo U1 = 0, teremos:
U1 = 0 U2 = 3 U3 = 2 U4 = -7 V1 = 10 V2 = 9 V3 = 3
Coeficiente das variáveis não básicas:
Variáveis não básicas Coeficiente Valor
X11 C11 - U1 – V1 12 – 0 – 10 = 2
X13 C13 - U1 – V3 8 – 0 – 3 = 5
X21 C21 - U2 – V1 13 – 3 – 10 = 0
X31 C31 – U3 – V1 7 – 2 – 10 = -5
X32 C32 - U3 – V2 9 - 2 – 9 = -2
X43 C43 – U4 – V3 8 – (-7) – 3 = 12
A solução testada não é ótima. Entra a variável X31.
Circuito de compensação
D1 D2 D3
O1 10 10
O2 13- 𝜃 7+ 𝜃 20
O3 𝜃 10 - 𝜃 10
O4 8- 𝜃 7 15
8 30 17
𝜃 = 8
Nova solução
244
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D1 D2 D3
O1 10 10
O2 5 15 20
O3 8 2 10
O4 7 15
8 30 17
Teste de otimalidade para nova solução
Variáveis Básicas Coeficiente Substituindo Cij
X12 C12 - U1 – V2 = 0 9 – U1 – V2 = 0
X22 C22 - U2 – V2 = 0 12 – U2 – V2 = 0
X23 C23 – U2 – V3 = 0 6 – U2 – V3 = 0
X31 C31 – U3 – V1 = 0 7 – U3 – V1 = 0
X33 C33 – U3 – V3 = 0 5 – U3 – V3 = 0
X42 C42 - U4 – V2 = 0 2 – U4 – V2 = 0
O sistema tem sete variáveis e seis equações. Fazendo U1 = 0, teremos:
U1 = 0 U2 = 3 U3 = 2 U4 = -7 V1 = 5 V2 = 9 V3 = 3
Coeficiente das variáveis não básicas:
Variáveis não básicas Coeficiente Valor
X11 C11 - U1 – V1 12 – 0 – 5 = 7
X13 C13 - U1 – V3 8 – 0 – 3 = 5
X21 C21 - U2 – V1 13 – 3 – 5 = 5
X32 C32 – U3 – V2 9 – 2 – 9 = -2
X41 C41 – U4 – V1 3 – (-7) – 5 = 5
X43 C43 – U4 – V3 8 – (-7) – 3 = 12
A solução testada não é ótima. Entra a variável X32.
Circuito de compensação
D1 D2 D3
O1 10 10
O2 5 - 𝜃 15+𝜃 20
O3 8 𝜃 2-𝜃 10
O4 7 15
8 30 17
𝜃 = 2
Nova solução
245
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D1 D2 D3
O1 10 10
O2 3 17 20
O3 8 2 10
O4 7 15
8 30 17
Teste de otimalidade para nova solução
Variáveis Básicas Coeficiente Substituindo Cij
X12 C12 - U1 – V2 = 0 9 – U1 – V2 = 0
X22 C22 - U2 – V2 = 0 12 – U2 – V2 = 0
X23 C23 – U2 – V3 = 0 6 – U2 – V3 = 0
X31 C31 – U3 – V1 = 0 7 – U3 – V1 = 0
X32 C32 – U3 – V2 = 0 9 – U3 – V2 = 0
X42 C42 - U4 – V2 = 0 2 – U4 – V2 = 0
O sistema tem sete variáveis e seis equações. Fazendo U1 = 0, teremos:
U1 = 0 U2 = 3 U3 = 0 U4 = -7 V1 = 7 V2 = 9 V3 = 3
Coeficiente das variáveis não básicas:
Variáveis não básicas Coeficiente Valor
X11 C11 - U1 – V1 12 – 0 – 7 = 5
X13 C13 - U1 – V3 8 – 0 – 3 = 5
X21 C21 - U2 – V1 13 – 3 – 7 = 3
X33 C33 – U3 – V3 5 – 0 – 3 = 2
X41 C41 – U4 – V1 3 – (-7) – 7 = 3
X43 C43 – U4 – V3 8 – (-7) – 3 = 12
Como os resultados foram todos positivos temos solução ótima.
D1 D2 D3
O1 10 10
O2 3 17 20
O3 8 2 10
O4 15 15
8 30 17
C = 9 . 10 + 12 . 3 + 6 . 17 + 7 . 8 + 9 . 2 + 2 . 15
C = 90 + 36 + 102 + 56 + 18 + 30
C = 126 + 158 + 48
C = 284 + 48
C = 322 que é o custo de transporte ótimo.
246
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Assista agora a Vídeo Aula:
Otimalidade com degenerescência - 1ª parte
Otimalidade com degenerescência - 2ª parte
O Caso de Maximização
Alguns modelos de programação linear, embora tenham objetivo de
maximização, podem ser tratados como modelos de transportes. Como o
modelo de transportes minimiza o objetivo, a solução consiste em
transformar o objetivo em minimização. Isto pode ser feito de duas
maneiras:
a) Multiplicar a função objetivo por -1, o que equivale a trocar o sinal
dos custos unitários de transporte.
b) Trabalhar com um novo quadro, onde os custos unitários de trans-
porte são os complementos dos preços originais para algum valor
fixo, geralmente o maior valor da tabela original.
Exemplo: O quadro representa os ganhos unitários devido à venda de
mercadorias compradas nas origens e comercializadas nos destinos. O
objetivo, portanto, é maximizar o retorno, na distribuição das
mercadorias das origens para os destinos.
D1 D2 D3
O1 10 12 6 10
O2 8 10 9 20
O3 14 16 13 30
15 15 30
Quadro de minimização (função objetivo x(-1))
D1 D2 D3
O1 -10 -12 -6 10
O2 -8 -10 -9 20
O3 -14 -16 -13 30
15 15 30
Quadro de minimização (complemento para 16)
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-65-transporte-otimalidade-com-degenerescencia-exercicio-1-1a-parte/
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-66-transporte-otimalidade-com-degenerescencia-exercicio-1-2a-parte/
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D1 D2 D3
O1 6 4 10 10
O2 8 6 7 20
O3 2 0 3 30
15 15 30
D1 D2 D3
O1 10 A 10
O2 5 15 20
O3 30 30
15 15 30
Verificar se a nova solução é ótima - Teste de otimalidade
Coeficiente das variáveis básicas = 0
Variáveis Básicas Coeficiente Substituindo Cij
X11 C11 - U1 – V1 = 0 6 – U1 – V1 = 0
X21 C21 - U2 – V1 = 0 8 – U2 – V1 = 0
X22 C22 – U2 – V2 = 0 6 –U2 – V2 = 0
X33 C33 – U3 – V3 = 0 3 – U3 – V3 = 0
X13 C13 – U1 – V3 = 0 10 – U1 – V3 = 0
Fazendo U1 = 0, teremos:
U1 = 0 U2= 2 U3 = -7 V1 = 6 V2 = 4 V3 = 10
Coeficiente das variáveis não básicas
Variáveis não básicas Coeficiente Valor
X12 C12 – U1 – V2 4 – 0 - 4 = 0
X23 C23 – U2 – V3 7 - 2 - 10 = -5
X31 C31 – U3 – V1 2 + 7 – 6 = 3
X32 C32 – U3 – V2 0 + 7 - 4 = 3
A solução não é ótima. Entra a variável X23.
Circuito de compensação
D1 D2 D3
O1 10+ 𝜃 A – 𝜃 10
O2 5- 𝜃 15 + 𝜃 20
O3 30 30
15 15 30
248
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D1 D2 D3
O1 10
O2 5 15 A
O3 30
𝜃 entra com valor A, que é um número muito pequeno e não altera os
outros valores
Teste de otimalidade para nova solução
Variáveis Básicas Coeficiente Substituindo Cij
X11 C11 - U1 – V1 = 0 6 – U1 – V1 = 0
X21 C21 - U2 – V1 = 0 8 – U2 – V1 = 0
X22 C22 – U2 – V2 = 0 6 – U2 – V2 = 0
X23 C23 – U2 – V3 = 0 7 – U2 – V3 = 0
X33 C33 – U3 – V3 = 0 3 – U3 – V3 = 0
O sistema tem sete variáveis e cinco equações. Fazendo U1 = 0, teremos:
U1 = 0 U2= 2 U3 = -2 V1 = 6 V2 = 4 V3 = 5
Coeficiente das variáveis não básicas:
Variáveis não básicas Coeficiente Valor
X12 C12 - U1 – V2 4 – 0 – 4 = 0
X13 C13 - U1 – V3 10 – 0 – 5 = 5
X31 C31 – U3 – V1 2 + 2 – 6 = -2
X32 C32 – U3 – V2 0 + 2 – 4 = -2
A solução testada não é ótima. Entra a variável X31.
Circuito de compensação
D1 D2 D3
O1 10
O2 5 – 𝜃 15 A + 𝜃
O3 + 𝜃 30 – 𝜃
O4
Nova solução
D1 D2 D3
O1 10
O2 15 5
O3 5 25
O4
249
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Teste de otimalidade para nova solução
Variáveis Básicas Coeficiente Substituindo Cij
X11 C11 - U1 – V1 = 0 6 – U1 – V1 = 0
X22 C22 - U2 – V2 = 0 6 – U2 – V2 = 0
X23 C23 – U2 – V3 = 0 7 – U2 – V3 = 0
X31 C31 – U3 – V1 = 0 2 – U3 – V1 = 0
X32 C32 – U3 – V2 = 0 3 – U3 – V2 = 0
Fazendo U1 = 0, teremos:
U1 = 0 U2= -1 U3 = -4 V1 = 6 V2 = 7 V3 = 8
Coeficiente das variáveis não básicas:
Variáveis não básicas Coeficiente Valor
X12 C12 - U1 – V2 4 – 0 – 7 = -3
X13 C13 - U1 – V3 10 – 0 – 8 = 2
X21 C21 – U2 – V1 8 + 1 – 6 = 3
X32 C32 – U3 – V2 0 + 4 – 7 = -3
D1 D2 D3
O1 10
O2 15 – 𝜃 5 + 𝜃
O3 5 + 𝜃 25 – 𝜃
O4
Nova solução
D1 D2 D3
O1 10
O2 20
O3 5 15 10
O4
Coeficiente das variáveis não básicas:
Variáveis não básicas Coeficiente Valor
X12 C12 - U1 – V2 4 – 0 – 4 = 0
X13 C13 - U1 – V3 10 – 0 – 7 = 3
X21 C21 – U2 – V1 8 - 0 – 6 = 2
X22 C22 – U2 – V2 6 - 0 – 4 = 2
250
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D1 D2 D3
O1 10
O2 20
O3 5 15 10
O4
R = 10 . 10 + 20 . 9 + 14 . 5 + 16 . 15 + 13 . 10
= 100 + 180 + 70 + 240 + 130
= 280 + 440
= 720
Assista agora a Vídeo Aula:
Transporte - o caso da maximização - exemplo 1
O Caso da Impossibilidade de Transporte
Pode ocorrer que determinado transporte de uma origem para um
destino não possa ser realizado. Neste caso, colocamos como custo de
transporte, naquela célula da tabela de custos, um símbolo M, que
representa um número muito grande. Desta forma:
Ao construir a solução básica inicial, evitamos esta célula, onde não
é possível o transporte.
Como o número M é muito grande, ao calcular os coeficientes das
variáveis não básicas, o coeficiente desta célula nunca será negativo, o
que impede o aparecimento, na célula, de uma variável básica trazendo
como consequência a ausência daquele transporte.
Exercícios
01) No quadro de transporte a seguir, a quarta linha mostra as
necessidades nos destinos e a quarta coluna as disponibilidades nas
origens. Os outros dados representam custos unitários de
transporte das origens para os respectivos destinos.
10 15 20 40
12 25 18 100
16 14 24 10
50 40 60
Determinar o plano de transporte que minimiza o custo total das
transferências. Use o método do canto noroeste para a solução inicial.
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-63-transporte-o-caso-da-maximizacao-exemplo-1/
251
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40 40
10 40 50 100
10 10
50 40 60
Coeficiente das variáveis básicas = 0
Variáveis Básicas Coeficiente Substituindo Cij
X11 C11 - U1 – V1 = 0 10 – U1 – V1 = 0
X21 C21 – U2 – V1 = 0 12 – U2 – V1 = 0
X22 C22 - U2 – V2 = 0 25 – U2 – V2 = 0
X23 C23 – U2 – V3 = 0 18 – U2 – V3 = 0
X33 C33 - U3 – V3 = 0 24 – U3 – V3 = 0
O sistema resultante tem sete variáveis e seis equações. Para
calcular
uma solução devemos atribuir um valor a uma das variáveis.
Fazendo, por exemplo U1 = 0, teremos:
U1 = 0 V1 = 10
U2 = 2 V2 = 23
U3 = 8 V3 = 16
Coeficiente das variáveis não básicas
Variáveis não básicas Coeficiente Valor
X12 C12 – U1 – V2 15 – 0 – 23 = -8
X13 C13 – U1 – V3 20 – 0 – 16 = 4
X31 C31 – U3 – V1 16 – 8 – 10 = -2
X32 C32 – U3 – V2 14 – 8 – 23 = -17
A solução não é ótima: Entra a variável X32 que possui o coeficiente
negativo de maior valor absoluto.
Circuito de compensação
40 40
10 40− 𝜃 50+𝜃 100
𝜃 10− 𝜃 10
50 40 60
𝜃 entra com valor 10
252
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Nova Solução:
40 40
10 30 60 100
10 10
50 40 60
Verificar se a nova solução é ótima - Critério de otimalidade
Coeficiente das variáveis básicas = 0
Variáveis Básicas Coeficiente Substituindo Cij
X11 C11 - U1 – V1 = 0 10 – U1 – V1 = 0
X21 C21 – U2 – V1 = 0 12 – U2 – V1 = 0
X22 C22 - U2 – V2 = 0 25 – U2 – V2 = 0
X23 C23 - U2 – V3 = 0 18 – U2 – V3 = 0
X32 C32 – U3 – V2 = 0 14 – U3 – V2 = 0
O sistema resultante tem sete variáveis e seis equações. Fazendo U1 = 0,
teremos:
U1 = 0 V1 = 10
U2 = 2 V2 = 23
U3 = -9 V3 = 16
Coeficiente das variáveis não básicas
Variáveis não básicas Coeficiente Valor
X12 C12 – U1 – V2 15 – 0 – 23 = -8
X13 C13 – U1 – V3 20 – 0 – 16 = 4
X31 C31 – U3 – V1 16 – (-9) – 10 = 15
X33 C33 – U3 – V3 24 – (-9) – 16 = 17
A solução não é ótima: Entra a variável X12 que possui o coeficiente
negativo de maior valor absoluto. I
Circuito de compensação
40−𝜃 𝜃 40
10+ 𝜃 30- 𝜃 60 100
10 10
50 40 60
𝜃 entra com valor 30
Nova Solução:
10 30 40
40 60 100
10 10
50 40 60
253
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Verificar se a nova solução é ótima - Critério de otimalidade
Coeficiente das variáveis básicas = 0
Variáveis Básicas Coeficiente Substituindo Cij
X11 C11 - U1 – V1 = 0 10 – U1 – V1 = 0
X12 C12 – U1 – V2 = 0 15 – U1 – V2 = 0
X21 C21 - U2 – V1 = 0 12 – U2 – V1 = 0
X23 C23 - U2 – V3 = 0 18 – U2 – V3 = 0
X32 C32 – U3 – V2 = 0 14 – U3 – V2 = 0
O sistema resultante tem sete variáveis e seis equações. Fazendo U1 = 0,
teremos:
U1 = 0 V1 = 10
U2 = 2 V2 = 15
U3 = -1 V3 = 16
Coeficiente das variáveis não básicas
Variáveis não básicas Coeficiente Valor
X13 C13 – U1 – V3 20 – 0 – 16 = 4
X22 C22 – U2 – V2 25 – 2 – 15 = 8
X31 C31 – U3 – V1 16 – (-1) – 10 = 7
X33 C33 – U3 – V3 24 – (-1) – 16 = 9
A solução testada é ótima, pois as variáveis não básicas não possuemcoeficientes negativos.
Portanto a solução ótima é (acompanhe no quadro de solução):
10 30 40
40 60 100
10 10
50 40 60
Transporte quantidade valor total
X11 10 10 100
X12 30 15 450
X21 40 12 480
X23 60 18 1080
X32 10 14 140
Logo o custo total será de 2250
Assista agora a Vídeo Aula:
Transporte – otimalidade - exercício 1
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-97-problema-do-transporte-criterios-de-otimalidade-exercicio-1/
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02) No quadro de transporte a seguir, a quarta linha mostra as
necessidades nos destinos e a quarta coluna as disponibilidades nas
origens. Os outros dados representam custos unitários de
transporte das origens para os respectivos destinos.
10 15 20 40
12 25 18 100
16 14 24 10
50 40 60
Determinar o plano de transporte que minimiza o custo total das
transferências. Use o método de Vogel para a solução inicial.
30 10 40
50 50 100
10 10
50 40 60
Coeficiente das variáveis básicas = 0
Variáveis Básicas Coeficiente Substituindo Cij
X12 C12 - U1 – V2 = 0 15 – U1 – V2 = 0
X13 C13 – U1 – V3 = 0 20 – U1 – V3 = 0
X21 C21 - U2 – V1 = 0 12 – U2 – V1 = 0
X23 C23 – U2 – V3 = 0 18 – U2 – V3 = 0
X32 C32 - U3 – V2 = 0 14 – U3 – V2 = 0
O sistema resultante tem sete variáveis e seis equações. Para
calcular
uma solução devemos atribuir um valor a uma das variáveis.
Fazendo, por exemplo U1 = 0, teremos:
U1 = 0 V1 = 14
U2 = -2 V2 = 15
U3 = -1 V3 = 20
Coeficiente das variáveis não básicas
Variáveis não básicas Coeficiente Valor
X11 C11 – U1 – V1 10 – 0 – 14 = -4
X22 C22 – U2 – V2 25 – (-2) – 15 = 12
X31 C31 – U3 – V1 16 – (-1) – 14 = 3
X33 C33 – U3 – V3 24 – (-1) – 20 = 5
255
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A solução não é ótima: Entra a variável X11 que possui o coeficiente
negativo de maior valor absoluto.
Circuito de compensação
𝜃 30 10− 𝜃 40
50−𝜃 50+ 𝜃 100
10 10
50 40 60
𝜃 entra com valor 10
Nova Solução:
10 30 40
40 60 100
10 10
50 40 60
Verificar se a nova solução é ótima - Critério de otimalidade
Coeficiente das variáveis básicas = 0
Variáveis Básicas Coeficiente Substituindo Cij
X11 C11 - U1 – V1 = 0 10 – U1 – V1 = 0
X12 C12 – U1 – V2 = 0 15 – U1 – V2 = 0
X21 C21 - U2 – V1 = 0 12 – U2 – V1 = 0
X23 C23 - U2 – V3 = 0 18 – U2 – V3 = 0
X32 C32 – U3 – V2 = 0 14 – U3 – V2 = 0
O sistema resultante tem sete variáveis e seis equações. Fazendo U1 = 0,
teremos:
U1 = 0 V1 = 10
U2 = 2 V2 = 15
U3 = -1 V3 = 16
Coeficiente das variáveis não básicas
Variáveis não básicas Coeficiente Valor
X13 C13 – U1 – V3 20 – 0 – 16 = 4
X22 C22 – U2 – V2 25 – 2 – 15 = 8
X31 C31 – U3 – V1 16 – (-1) – 10 = 7
X33 C33 – U3 – V3 24 – (-1) – 16 = 9
A solução testada é ótima, pois as variáveis não básicas não possuem
coeficientes negativos.
Portanto a solução ótima é (acompanhe no quadro de solução):
10 30 40
40 60 100
10 10
50 40 60
256
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Transporte quantidade valor total
X11 10 10 100
X12 30 15 450
X21 40 12 480
X23 60 18 1080
X32 10 14 140
Logo o custo total será de 2250
Assista agora a Vídeo Aula:
Transporte – otimalidade - exercício 2
03) O quadro a seguir apresenta a mesma disposição do problema 1.
Determine o custo mínimo usando o método do canto noroeste
para a solução inicial.
Em primeiro lugar devemos acrescentar uma linha para o sistema ficar
equilibrado
Como o número de equações é menor que o número de variáveis
devemos entrar com variáveis auxiliares quantas forem necessárias,
neste caso será necessário apenas uma que deverá entrar em uma
posição que não forme circuito, optamos por entrá-la na posição X41.
100 100
50 30 80
20 20
A 10 10
100 50 60
Coeficiente das variáveis básicas = 0
Variáveis Básicas Coeficiente Substituindo Cij
X11 C11 - U1 – V1 = 0 10 – U1 – V1 = 0
X22 C22 - U2 – V2 = 0 25 – U2 – V2 = 0
X23 C23 – U2 – V3 = 0 18 – U2 – V3 = 0
X33 C33 - U3 – V3 = 0 24 – U3 – V3 = 0
X41 C41 – U4 – V1 = 0 0 – U4 – V1 = 0
10 15 20 100
12 25 18 80
16 14 24 20
100 50 60
10 15 20 100
12 25 18 80
16 14 24 20
0 0 0 10
100 50 60
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-98-problema-do-transporte-criterios-de-otimalidade-exercicio-2/
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X43 C43 – U4 – V3 = 0 0 – U4 – V3 = 0
O sistema resultante tem sete variáveis e seis equações. Para
calcular
uma solução devemos atribuir um valor a uma das variáveis.
Fazendo, por exemplo U1 = 0, teremos:
U1 = 0 V1 = 10
U2 = 8 V2 = 17
U3 = 14 V3 = 10
U4 = -10
Coeficiente das variáveis não básicas
Variáveis não básicas Coeficiente Valor
X12 C12 – U1 – V2 15 – 0 – 17 = -2
X13 C13 – U1 – V3 20 – 0 – 10 = 10
X21 C21 – U2 – V1 12 – 8 – 10 = -6
X31 C31 – U3 – V1 16 – 14 – 10 = -8
X32 C32 – U3 – V2 14 – 14 – 17 = -17
X42 C42 – U4 – V2 0 – (-10) – 17 = -7
A solução não é ótima: Entra a variável X32 que possui o coeficiente
negativo de maior valor absoluto.
Circuito de compensação
100 100
50 30 80
𝜃 20− 𝜃 20
A−𝜃 10+ 𝜃 10
100 50 60
𝜃 entra com valor A
Nova Solução:
100 100
50 30 80
A 20 20
10 10
100 50 60
Verificar se a nova solução é ótima - Critério de otimalidade
Coeficiente das variáveis básicas = 0
258
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Variáveis Básicas Coeficiente Substituindo Cij
X11 C11 - U1 – V1 = 0 10 – U1 – V1 = 0
X22 C22 - U2 – V2 = 0 25 – U2 – V2 = 0
X23 C23 – U2 – V3 = 0 18 – U2 – V3 = 0
X31 C31 – U3 – V1 = 0 16 – U3 – V1 = 0
X33 C33 - U3 – V3 = 0 24 – U3 – V3 = 0
X43 C43 – U4 – V3 = 0 0 – U4 – V3 = 0
O sistema resultante tem sete variáveis e seis equações. Para
calcular
uma solução devemos atribuir um valor a uma das variáveis.
Fazendo, por exemplo U1 = 0, teremos:
U1 = 0 V1 = 10
U2 = 0 V2 = 25
U3 = 6 V3 = 18
U4 = -18
Coeficiente das variáveis não básicas
Variáveis não básicas Coeficiente Valor
X12 C12 – U1 – V2 15 – 0 – 25 = -10
X13 C13 – U1 – V3 20 – 0 – 18 = 2
X21 C21 – U2 – V1 12 – 0 – 10 = 2
X32 C32 – U3 – V2 14 – 6 – 25 = -17
X41 C41 – U4 – V1 0 – (-18) – 10 = 8
X42 C42 – U4 – V2 0 – (-18) – 25 = -7
A solução não é ótima: Entra a variável X32 que possui o coeficiente
negativo de maior valor absoluto.
Circuito de compensação
100 100
50- 𝜃 30+ 𝜃 80
A 𝜃 20- 𝜃 20
10 10
100 50 60
𝜃 entra com valor 20
Nova Solução:
259
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100 100
30 50 80
A 20 20
10 10
100 50 60
Verificar se a nova solução é ótima - Critério de otimalidade
Coeficiente das variáveis básicas = 0
Variáveis Básicas Coeficiente Substituindo Cij
X11 C11 - U1 – V1 = 0 10 – U1 – V1 = 0
X22 C22 - U2 – V2 = 0 25 – U2 – V2 = 0
X23 C23 – U2 – V3 = 0 18 – U2 – V3 = 0
X31 C31 – U3 – V1 = 0 16 – U3 – V1 = 0
X32 C32 - U3 – V2 = 0 14 – U3 – V2 = 0
X43 C43 – U4 – V3 = 0 0 – U4 – V3 = 0
O sistema resultante tem sete variáveis e seis equações. Para
calcularuma solução devemos atribuir um valor a uma das variáveis.
Fazendo, por exemplo U1 = 0, teremos:
U1 = 0 V1 = 10
U2 = 17 V2 = 8
U3 = 6 V3 = 1
U4 = -1
Coeficiente das variáveis não básicas
Variáveis não básicas Coeficiente Valor
X12 C12 – U1 – V2 15 – 0 – 8 = 7
X13 C13 – U1 – V3 20 – 0 – 1 = 19
X21 C21 – U2 – V1 12 – 17 – 10 = -15
X33 C33 – U3 – V3 24 – 6 – 1 = 17
X41 C41 – U4 – V1 0 – (-1) – 10 = -9
X42 C42 – U4 – V2 0 – (-1) – 8 = -7
A solução não é ótima: Entra a variável X21 que possui o coeficiente
negativo de maior valor absoluto.
Circuito de compensação
100 100
𝜃 30- 𝜃 50 80
A- 𝜃 20+𝜃 20
10 10
100 50 60
260
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𝜃 entra com valor A
Nova Solução:
100 100
A 30 50 80
20 20
10 10
100 50 60
Verificar se a nova solução é ótima - Critério de otimalidade
Coeficiente das variáveis básicas = 0
Variáveis Básicas Coeficiente Substituindo Cij
X11 C11 - U1 – V1 = 0 10 – U1 – V1 = 0
X21 C21 – U2 – V1 = 0 12 – U2 – V1 = 0
X22 C22 - U2 – V2 = 0 25 – U2 – V2 = 0
X23 C23 – U2 – V3 = 0 18 – U2 – V3 = 0
X32 C32 - U3 – V2 = 0 14 – U3 – V2 = 0
X43 C43 – U4 – V3 = 0 0 – U4 – V3 = 0
O sistema resultante tem sete variáveis e seis equações. Para
calcular
uma solução devemos atribuir um valor a uma das variáveis.
Fazendo, por exemplo U1 = 0, teremos:
U1 = 0 V1 = 10
U2 = 2 V2 = 23
U3 = -9 V3 = 16
U4 = -16
Coeficiente das variáveis não básicas
Variáveis não básicas Coeficiente Valor
X12 C12 – U1 – V2 15 – 0 – 23 = -8
X13 C13 – U1 – V3 20 – 0 – 16 = 4
X31 C31 – U3 – V1 16 – (-9) – 10 = 15
X33 C33 – U3 – V3 24 – (-9) – 16 = 17
X41 C41 – U4 – V1 0 – (-16) – 10 = 6
X42 C42 – U4 – V2 0 – (-16) – 23 = -7
A solução não é ótima: Entra a variável X12 que possui o coeficiente
negativo de maior valor absoluto.
Circuito de compensação
Circuito de compensação
261
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100- 𝜃 𝜃 100
A+ 𝜃 30- 𝜃 50 80
20 20
10 10
100 50 60
𝜃 entra com valor 30
Nova Solução:
70 30 100
30 50 80
20 20
10 10
100 50 60
Verificar se a nova solução é ótima - Critério de otimalidade
Coeficiente das variáveis básicas = 0
Variáveis Básicas Coeficiente Substituindo Cij
X11 C11 - U1 – V1 = 0 10 – U1 – V1 = 0
X12 C12 – U1 – V2 = 0 15 – U1 – V2 = 0
X21 C21 – U2 – V1 = 0 12 – U2 – V1 = 0
X23 C23 – U2 – V3 = 0 18 – U2 – V3 = 0
X32 C32 - U3 – V2 = 0 14 – U3 – V2 = 0
X43 C43 – U4 – V3 = 0 0 – U4 – V3 = 0
O sistema resultante tem sete variáveis e seis equações. Para
calcular
uma solução devemos atribuir um valor a uma das variáveis.
Fazendo, por exemplo U1 = 0, teremos:
U1 = 0 V1 = 10
U2 = 2 V2 = 15
U3 = -1 V3 = 16
U4 = -16
Coeficiente das variáveis não básicas
Variáveis não básicas Coeficiente Valor
X13 C13 – U1 – V3 20 – 0 – 16 = 4
X22 C22 – U2 – V2 25 – 2 – 15 = 8
X31 C31 – U3 – V1 16 – (-1) – 10 = 7
X33 C33 – U3 – V3 24 – (-1) – 16 = 9
X41 C41 – U4 – V1 0 – (-16) – 10 = 6
X42 C42 – U4 – V2 0 – (-16) – 15 = 1
262
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A solução testada é ótima, pois as variáveis não básicas não possuem
coeficientes negativos.
Portanto a solução ótima é (acompanhe no quadro de solução):
70 30 100
30 50 80
20 20
10 10
100 50 60
Transporte quantidade valor total
X11 70 10 700
X12 30 15 450
X21 30 12 360
X23 50 18 900
X32 20 14 280
X43 10 0 0
Logo o custo total será de 2690
Assista agora a Vídeo Aula:
Transporte – otimalidade - exercício 3
04) Determine o custo mínimo usando o método do Vogel para a
solução inicial.
Em primeiro lugar devemos acrescentar uma linha para o sistema ficar
equilibrado
20 30 50 100
80 80
20 20
10 10
100 50 60
10 15 20 100
12 25 18 80
16 14 24 20
100 50 60
10 15 20 100
12 25 18 80
16 14 24 20
0 0 0 10
100 50 60
http://www.professormatusalem.com/video-aulas/aula-99-problema-do-transporte-criterios-de-otimalidade-exercicio-3/
263
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Coeficiente das variáveis básicas = 0
Variáveis Básicas Coeficiente Substituindo Cij
X11 C11 - U1 – V1 = 0 10 – U1 – V1 = 0
X12 C12 – U1 – V2 = 0 15 – U1 – V2 = 0
X13 C13 – U1 – V3 = 0 20 – U1 – V3 = 0
X21 C21 – U2 – V1 = 0 12 – U2 – V1 = 0
X32 C32 – U3 – V2 = 0 14 – U3 – V2 = 0
X43 C43 – U4 – V3 = 0 0 – U4 – V3 = 0
O sistema resultante tem sete variáveis e seis equações. Para
calcular uma solução devemos atribuir um valor a uma das variáveis.
Fazendo, por exemplo U1 = 0, teremos:
U1 = 0 V1 = 10
U2 = 2 V2 = 15
U3 = -1 V3 = 20
U4 = -20
Coeficiente das variáveis não básicas
Variáveis não básicas Coeficiente Valor
X22 C22 – U2 – V2 25 – 2 – 15 = 8
X23 C23 – U2 – V3 18 – 2 – 20 = -4
X31 C31 – U3 – V1 16 – (-1) – 10 = 7
X33 C33 – U3 – V3 24 – (-1) – 20 = 5
X41 C41 – U4 – V1 0 – (-20) – 10 = 10
X42 C42 – U4 – V2 0 – (-20) – 15 = 5
A solução não é ótima: Entra a variável X23 que possui o coeficiente
negativo de maior valor absoluto.
Circuito de compensação
20+ 𝜃 30 50-𝜃 100
80- 𝜃 𝜃 80
20 20
10 10
100 50 60
𝜃 entra com valor 50
264
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Nova Solução:
70 30 100
30 50 80
20 20
10 10
100 50 60
Verificar se a nova solução é ótima - Critério de otimalidade
Coeficiente das variáveis básicas = 0
Variáveis Básicas Coeficiente Substituindo Cij
X11 C11 - U1 – V1 = 0 10 – U1 – V1 = 0
X12 C12 – U1 – V2 = 0 15 – U1 – V2 = 0
X21 C21 – U2 – V1 = 0 12 – U2 – V1 = 0
X23 C23 – U2 – V3 = 0 18 – U2 – V3 = 0
X32 C32 - U3 – V2 = 0 14 – U3 – V2 = 0
X43 C43 – U4 – V3 = 0 0 – U4 – V3 = 0
O sistema resultante tem sete variáveis e seis equações. Para
calcular
uma solução devemos atribuir um valor a uma das variáveis.
Fazendo, por exemplo U1 = 0, teremos:
U1 = 0 V1 = 10
U2 = 2 V2 = 15
U3 = -1 V3 = 16
U4 = -16
Coeficiente das variáveis não básicas
Variáveis não básicas Coeficiente Valor
X13 C13 – U1 – V3 20 – 0 – 16 = 4
X22 C22 – U2 – V2 25 – 2 – 15 = 8
X31 C31 – U3 – V1 16 – (-1) – 10 = 7
X33 C33 – U3 – V3 24 – (-1) – 16 = 9
X41 C41 – U4 – V1 0 – (-16) – 10 = 6
X42 C42 – U4 – V2 0 – (-16) – 15 = 1
A solução testada é ótima, pois as variáveis não básicas não possuem
coeficientes negativos.
Portanto a solução ótima é (acompanhe no quadro de solução):
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70 30 100
30 50 80
20 20
10 10
100 50 60
Transporte quantidade valor total
X11 70 10 700
X12 30 15 450
X21 30 12 360
X23 50 18 900
X32 20 14 280
X43 10 0 0
Logo o custo total será de 2690
Assista agora a Vídeo Aula:
Transporte – otimalidade - exercício 4
05) O quadro a seguir usa a mesma disposição do problema 1. As
células marcadas com X indicam a impossibilidade do transporte
daquela origem para aquele destino. Resolva usando o método do
canto noroeste.
10 15 X 50
X 25 18 70
16 14 24 30
80 50 40
Primeiramenteiremos equilibrar o sistema colocando uma linha a mais
com valores de transporte valendo “0”, e completando a soma das linhas
a 170.
10 15 X 50
X 25 18 70
16 14 24 30
0 0 0 20
80 50 40
Fazendo o transporte pelo método do canto noroeste temos:
50 50
50 20 70
30 30
20 20
80 50 40
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Verificar se a nova solução é ótima - Critério de otimalidade
Coeficiente das variáveis básicas = 0
Variáveis Básicas Coeficiente Substituindo Cij
X11 C11 - U1 – V1 = 0 10 – U1 – V1 = 0
X22 C22 – U2 – V2 = 0 25 – U2 – V2 = 0
X23 C23 – U2 – V3 = 0 18 – U2 – V3 = 0
X31 C31 – U3 – V1 = 0 16 – U3 – V1 = 0
X43 C43 – U4 – V3 = 0 0 – U4 – V3 = 0
O sistema ficou degenerado pois a o número de variáveis supera o de
equações em mais de uma. Portanto devemos colocar uma variável
auxiliar em uma posição que não faz circuito e não esteja em uma
posição marcada com X.
Iremos colocar a variável A na posição X12 e, portanto teremos.
50 A 50
50 20 70
30 30
20 20
80 50 40
Verificar se a nova solução é ótima - Critério de otimalidade
Coeficiente das variáveis básicas = 0
Variáveis Básicas Coeficiente Substituindo Cij
X11 C11 - U1 – V1 = 0 10 – U1 – V1 = 0
X12 C12 – U1 – V2 = 0 15 – U1 – V2 = 0
X22 C22 – U2 – V2 = 0 25 – U2 – V2 = 0
X23 C23 – U2 – V3 = 0 18 – U2 – V3 = 0
X31 C31 – U3 – V1 = 0 16 – U3 – V1 = 0
X43 C43 – U4 – V3 = 0 0 – U4 – V3 = 0
O sistema resultante tem sete variáveis e seis equações. Para
calcular
uma solução devemos atribuir um valor a uma das variáveis.
Fazendo, por exemplo U1 = 0, teremos:
U1 = 0 V1 = 10
U2 = 10 V2 = 15
U3 = 6 V3 = 8
U4 = -8
Coeficiente das variáveis não básicas
267
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Variáveis não básicas Coeficiente Valor
X13 C13 – U1 – V3 x – 0 – 8 = x-8
X21 C21 – U2 – V1 x – 10 – 10 = x
X32 C32 – U3 – V2 14 – 6 – 15 = -7
X33 C33 – U3 – V3 24 – 6 - 8 = 10
X41 C41 – U4 – V1 0 – (-8) – 10 = -2
X42 C42 – U4 – V2 0 – (-8) – 15 = -7
A solução não é ótima: podemos escolher entre as variáveis x32 ou
x42 para a que entra. Neste exemplo escolhemos a variável X32 que
possui o coeficiente negativo de maior valor absoluto.
Circuito de compensação
50+𝜃 A-𝜃 50
50 20 70
30-𝜃 𝜃 30
20 20
80 50 40
𝜃 terá valor de A
Nova solução.
50 50
50 20 70
30 A 30
20 20
80 50 40
Verificar se a nova solução é ótima - Critério de otimalidade
Coeficiente das variáveis básicas = 0
Variáveis Básicas Coeficiente Substituindo Cij
X11 C11 - U1 – V1 = 0 10 – U1 – V1 = 0
X22 C22 – U2 – V2 = 0 25 – U2 – V2 = 0
X23 C23 – U2 – V3 = 0 18 – U2 – V3 = 0
X31 C31 – U3 – V1 = 0 16 – U3 – V1 = 0
X32 C32 – U3 – V2 = 0 14 – U3 – V2 = 0
X43 C43 – U4 – V3 = 0 0 – U4 – V3 = 0
O sistema resultante tem sete variáveis e seis equações. Para
calcular
uma solução devemos atribuir um valor a uma das variáveis.
Fazendo, por exemplo U1 = 0, teremos:
U1 = 0 V1 = 10
U2 = 17 V2 = 8
U3 = 6 V3 = 1
U4 = -1
268
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Coeficiente das variáveis não básicas
Variáveis não básicas Coeficiente Valor
X12 C12 – U1 – V2 15- 0 – 8 = 7
X13 C13 – U1 – V3 x – 0 – 1 = x - 1
X21 C21 – U2 – V1 x – 17 – 10 = x - 27
X33 C33 – U3 – V3 24 – 6 – 1 = 17
X41 C41 – U4 – V1 0 – (-1) – 10 = -9
X42 C42 – U4 – V2 0 – (-1) – 8 = -7
A solução não é ótima: Neste exemplo escolhemos a variável X41
que possui o coeficiente negativo de maior valor absoluto.
Circuito de compensação
50 50
50-𝜃 20+𝜃 70
30-𝜃 A+𝜃 30
𝜃 20-𝜃 20
80 50 40
𝜃 terá valor 20.
Nova solução.
50 50
30 40 70
10 20 30
20 20
80 50 40
Verificar se a nova solução é ótima - Critério de otimalidade
Coeficiente das variáveis básicas = 0
Variáveis Básicas Coeficiente Substituindo Cij
X11 C11 - U1 – V1 = 0 10 – U1 – V1 = 0
X22 C22 – U2 – V2 = 0 25 – U2 – V2 = 0
X23 C23 – U2 – V3 = 0 18 – U2 – V3 = 0
X31 C31 – U3 – V1 = 0 16 – U3 – V1 = 0
X32 C32 – U3 – V2 = 0 14 – U3 – V2 = 0
X41 C41 – U4 – V1 = 0 0 – U4 – V1 = 0
O sistema resultante tem sete variáveis e seis equações. Para
calcular
uma solução devemos atribuir um valor a uma das variáveis.
Fazendo, por exemplo U1 = 0, teremos:
U1 = 0 V1 = 10
U2 = 17 V2 = 8
U3 = 6 V3 = 1
U4 = -10
269
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Coeficiente das variáveis não básicas
Variáveis não básicas Coeficiente Valor
X12 C12 – U1 – V2 15- 0 – 8 = 7
X13 C13 – U1 – V3 x – 0 – 1 = x - 1
X21 C21 – U2 – V1 x – 17 – 10 = x - 27
X33 C33 – U3 – V3 24 – 6 – 1 = 17
X42 C42 – U4 – V2 0 – (-10) – 8 = 2
X43 C43 – U4 – V3 0 – (-10) – 1 = 9
A solução testada é ótima, pois as variáveis não básicas não possuem
coeficientes negativos.
Portanto a solução ótima é (acompanhe no quadro de solução):
50 50
30 40 70
10 20 30
20 20
80 50 40
Transporte quantidade valor total
X11 50 10 500
X22 30 25 750
X23 40 18 720
X31 10 16 160
X32 20 14 280
X43 20 0 0
Logo o custo total será de 2410
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Transporte – otimalidade - exercício 5
06) As células marcadas com X indicam a impossibilidade do transporte
daquela origem para aquele destino. Resolva usando o método de
Vogel.
10 15 X 50
X 25 18 70
16 14 24 30
80 50 40
Primeiramente iremos equilibrar o sistema colocando uma linha a mais
com valores de transporte valendo “0”, e completando a soma das linhas
a 170.
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270
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10 15 X 50
X 25 18 70
16 14 24 30
0 0 0 20
80 50 40
Fazendo o transporte pelo método de Vogel temos:
50 50
50 20 70
30 30
20 20
80 50 40
Verificar se a nova solução é ótima - Critério de otimalidade
Coeficiente das variáveis básicas = 0
Variáveis Básicas Coeficiente Substituindo Cij
X11 C11 - U1 – V1 = 0 10 – U1 – V1 = 0
X22 C22 – U2 – V2 = 0 25 – U2 – V2 = 0
X23 C23 – U2 – V3 = 0 18 – U2 – V3 = 0
X31 C31 – U3 – V1 = 0 16 – U3 – V1 = 0
X43 C43 – U4 – V3 = 0 0 – U4 – V3 = 0
O sistema ficou degenerado pois a o número de variáveis supera o de
equações em mais de uma. Portanto devemos colocar uma variável
auxiliar em uma posição que não faz circuito e não esteja em uma
posição marcada com X.
Iremos colocar a variável A na posição X12 e, portanto teremos.
50 A 50
50 20 70
30 30
20 20
80 50 40
Verificar se a nova solução é ótima - Critério de otimalidade
Coeficiente das variáveis básicas = 0
Variáveis Básicas Coeficiente Substituindo Cij
X11 C11 - U1 – V1 = 0 10 – U1 – V1 = 0
X12 C12 – U1 – V2 = 0 15 – U1 – V2 = 0
X22 C22 – U2 – V2 = 0 25 – U2 – V2 = 0
X23 C23 – U2 – V3 = 0 18 – U2 – V3 = 0
X31 C31 – U3 – V1 = 0 16 – U3 – V1 = 0
X43 C43 – U4 – V3 = 0 0 – U4 – V3 = 0
271
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calcular
uma solução devemos