MÉTODOS CUANTITATIVOS
PARA LA ADMINISTRACIÓN Unidad 2
Sosa Cano Yarasemi
¿QUÉ ES EL MÉTODO GRÁFICO?
El método gráfico es un procedimiento de solución de
problemas de programación lineal muy limitado en
cuanto al número de variables pero muy rico en
materia de interpretación de resultados e incluso
análisis de sensibilidad. Este consiste en representar
cada una de las restricciones y encontrar en la medida
de lo posible el polígono (poliedro) factible,
comúnmente llamado el conjunto solución o región
factible, en el cual por razones trigonométricas en uno
de sus vértices se encuentra la mejor respuesta
(solución óptima).
EJEMPLO:
Un fabricante produce dos tipos de reproductores, vista y
extreme. Para su producción require el uso de dos
maquinas A y B, el número de horas que se necesitan de
la maquina A es 1 y 3 hrs y de la máquina B son 2 hrs
para cada tipo de reproductor.
Si cada máquina puede utilizarse 24 hrs y las utilidades
en los modelos vista y extreme son de $50 y $80,
respectivamente. ¿cuántos reproductores de cada tipo
deben producirse para obtener una utilidad máxima?
Vista Extreme Disponibilidad
Maquina A 1 hr 3 hrs 24 hrs
Maquina B 2 hrs 2 hrs 24 hrs
Utilidad 50 80
Variables Objetivo (Función) Restricciones Modelo PL
X= Reproductores
vista
Y= Reproductores
extreme
Max Z= $50x+
$80y
1. X + 3y ≤ 24
2. 2x + 2y ≤ 24
X ≥ 0
Y ≥ 0
Max Z= $50x+
$80y
Sujeto a:
1. X + 3y ≤ 24
2. 2x + 2y ≤ 24
X ≥ 0
Y ≥ 0
TABULACIÓN
X + 3y ≤ 24
X + 3y = 24
X Y
0 8
24 0
2x + 2y ≤ 24
2x + 2y = 24
X Y
0 12
12 0
14
12
10
B (0,8)
8
C (6,6)
6
4
2
A (0,0)
D (12,0)
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
X
y
MÉTODO DE ELIMINACIÓN DE
VARIABLES
(-2) X + 3y = 24
(1) 2x + 2y = 24 2x + 2 (6) = 24
-2 x -6 y = -48 x = 24 – 12 =
6
2 x + 2 y = 24 2
-4 y = -24
y = -24 = 6
-4
Punto Coordenadas Utilidad Optima
A (0,0)
50 (0) + 80 (0) = 0
B (0,8)
50 (0) + 80 (0) = 640
C (6,6)
50 (6) + 80 (6) = 780
D (12,0)
50 (12) + 80 (0) =
600
MÉTODO SIMPLEX
¿QUÉ ES EL MÉTODO SIMPLEX?
El Método Simplex es un método analítico de solución de problemas
de programación lineal capaz de resolver modelos más complejos que los
resueltos mediante el método gráfico sin restricción en el número de
variables.
Permite ir mejorando la solución en cada paso. La razón matemática de
esta mejora radica en que el método consiste en caminar del vértice de un
poliedro a un vértice vecino de manera que aumente o disminuya (según
el contexto de la función objetivo, sea maximizar o minimizar), dado que
el número de vértices que presenta un poliedro solución es finito siempre
se hallará solución.
EJEMPLO DEL MÉTODO SIMPLEX...
Maximizar Z= 10X1+ 20X2
Sujeto a:
4X1 + 2X2 ≤ 20
8X1 + 8X2 ≤ 20
2X2 ≤ 10
Pasos
1.- Planteamiento del problema: determinación de las variables,
Restricciones y objeto función
Función de objetivo:
Z= 10X1+ 20X2
Restricciones
Sujeto a:
4X1 + 2X2 ≤ 20
8X1 + 8X2 ≤ 20
2X2 ≤ 10
2.- Igualar nuestro objetivo función y las restricciones considerando 3
variables de holgura porque tenemos 3 restricciones.
Z -10X1 -20X2 + 0S1 + 0S2 + 0S3 = 0
4X1 + 2X2 + S1 = 20
8X1 + 8X2 + S2 = 20
2X2 + S3 =10
3.- Crear tabla 4. Determinar la Variable que entra y la Variable
que Sale
Bas
e
Z X1 X2 S1 S2 S
3
Solució
n
Z 1 -10 -
20
0 0 0 0 0
S1 0 4 2 1 0 0 20 10
S2 0 8 8 0 1 0 20 5/
2
S3 0 0 2 0 0 1 10 5
4.2 la Variable que Sale se determina al dividir la
Solución entre la intersección
de la Variable que Entra, siendo el menor positivo e
que se considera la variable
que Sale.
4.1 La variable que entra es la mayor
5. Se construye la nueva tabla de Simplex: colocando la variable que entra
sustituyendo a la que sale, considerando que las variables base no se mueven
5.1 Se calcula la Nueva Variable que Entra: los datos de la Variable que Sale
entre el punto de intersección de las columnas que entran y las que salen
5.2 Se calcula la Nueva Z:
Z Z X1 X2 S1 S2 S3 Solució
n
Z 1 10 0 5/2 0 0 50
S1 0 2 0 1 -1/4 0 15
X2 0 1 1 0 1/8 0 5/2
S3 0 -2 0 0 -1/4 1 5
Ant. S2 0 8 8 0 1 0
20
Nva. X2 0 1 1 0 1/8 0
5/2
÷ 8
Ant. Z 1 -10 -20 0 0
0 0
Nva. Z 1 10 0 5/2 0 0
50
Nva. X2 0 1 1 0 1/8 0
5/2
0 -20 -20 0 -5/2 0 -
50
(-
20)
5.3 Hallar la nueva S1
5.4 Hallar la nueva S3
6. Finaliza la tabla cuando en la variable Z sea positiva
Ant. S1 0 4 2 1 0 0
20
Nva.S1 0 2 0 1 -1/4 0
15
Nva. X2 0 1 1 0 1/8 0
5/2
0 2 2 0 ¼ 0 5
Nva. X2 0 1 1 0 1/8 0
5/2
0 2 2 0 ¼ 0
5
Ant. S3 0 0 2 0 0 1
10
Nva. S3 0 -2 0 0 -1/4 1
5
(2)
(2)
Z Z X1 X2 S1 S2 S3 Solució
n
Z 1 10 0 5/2 0 0 50
S1 0 2 0 1 -1/4 0 15
X2 0 1 1 0 1/8 0 5/2
S3 0 -2 0 0 -1/4 1 5
MÉTODO HÚNGARO
MÉTODO HÚNGARO
El método Húngaro es un método de optimización de problemas de
asignación, conocido como tal gracias a que los primeros aportes al
método clásico definitivo fueron de Dénes König y Jenő Egerváry dos
matemáticos húngaros.
EJEMPLO:
Se necesitan hacer trabajos de jardinería, pintura y plomería en una
casa. Se pide a Juan, Pedro y Luis que realicen un presupuesto sobre
cada uno de los trabajos de manera independiente. A continuación se
muestra el costo que presentaron para las diferentes tareas.
Debemos asignar una tarea a cada uno de ellos, de tal manera que se
minimice el costo total.
Jardinería Pintura Plomería
Juan $18 $15 $20
Pedro $30 $25 $40
Luis $18 $22 $21
Paso 1 .Seleccione en cada renglón i de la matriz, el menor costo C i j,
(menor C i j = U i ), luego réstelo en cada elemento del renglón.
i
j
Juan
Pedro
Luis
Jardinería
$18
$30
$18
Pintura
$15
$25
$22
Plomerí
a
$20
$40
$21 i
j
Juan
Pedro
Luis
Jardinería
$3
$5
0
Pintura
0
0
$4
Plomerí
a
$5
$15
$3
Paso 2. Seleccione en cada columna j de la matriz resultante en el paso
1, el costo menor C i j, (menor Cij=Vj) y réstelo en cada elemento de la
misma columna.
i
j
Jardinerí
a
Pintura Plomería
Juan $3 0 $5
Pedro $5 0 $15
Luis 0 $4 $3
Costo
menor
en cada
columna
0 0 3
i
j
Jardinería Pintura Plomería
Juan $3 0 $2
Pedro $5 0 $12
Luis 0 $4 0
Costo
menor
en cada
columna
0 0 3
Paso 3.Sombree los renglones y/o columnas de la matriz, de tal modo que
sean los mínimos
necesarias para cubrir todos los ceros.
Paso 4. Seleccione entre los costos no sombreados, el número menor C i j, (=
U i j) o bien, el menor C i j,(= V i j), y réstelo a todos los costos no
sombreados; después, sume el mismo a los costos ubicados en la intersección
de los renglones y columnas sombreados. Este paso se repite hasta lograr la
solución óptima
Costo menor: $2
i
j
Jardinería Pintura Plomería
Juan $1 0 0
Pedro $3 0 $10
Luis 0 $6 0
Paso 5 Se debe tener una diagonal perfecta para poder obtener los
resultados óptimos deseados.
Si intercambiamos la fila tres con la fila uno, obtenemos los ceros de
asignación en la diagonal principal
por lo tanto la asignación óptima es: A Luis el trabajo de jardinería con un
costo de $ 18, a Pedro el trabajo de pintura con un costo de $ 25 y a Juan el
trabajo de plomería con un costo de $ 21. El costo total mínimo es de $ 64.
i
j
Jardinería Pintura Plomería
Luis 0 6 0
Pedro $3 0 $10
juan 1 0 0

Unidad2 métodos cuantitativa

  • 1.
    MÉTODOS CUANTITATIVOS PARA LAADMINISTRACIÓN Unidad 2 Sosa Cano Yarasemi
  • 2.
    ¿QUÉ ES ELMÉTODO GRÁFICO? El método gráfico es un procedimiento de solución de problemas de programación lineal muy limitado en cuanto al número de variables pero muy rico en materia de interpretación de resultados e incluso análisis de sensibilidad. Este consiste en representar cada una de las restricciones y encontrar en la medida de lo posible el polígono (poliedro) factible, comúnmente llamado el conjunto solución o región factible, en el cual por razones trigonométricas en uno de sus vértices se encuentra la mejor respuesta (solución óptima).
  • 3.
    EJEMPLO: Un fabricante producedos tipos de reproductores, vista y extreme. Para su producción require el uso de dos maquinas A y B, el número de horas que se necesitan de la maquina A es 1 y 3 hrs y de la máquina B son 2 hrs para cada tipo de reproductor. Si cada máquina puede utilizarse 24 hrs y las utilidades en los modelos vista y extreme son de $50 y $80, respectivamente. ¿cuántos reproductores de cada tipo deben producirse para obtener una utilidad máxima?
  • 4.
    Vista Extreme Disponibilidad MaquinaA 1 hr 3 hrs 24 hrs Maquina B 2 hrs 2 hrs 24 hrs Utilidad 50 80
  • 5.
    Variables Objetivo (Función)Restricciones Modelo PL X= Reproductores vista Y= Reproductores extreme Max Z= $50x+ $80y 1. X + 3y ≤ 24 2. 2x + 2y ≤ 24 X ≥ 0 Y ≥ 0 Max Z= $50x+ $80y Sujeto a: 1. X + 3y ≤ 24 2. 2x + 2y ≤ 24 X ≥ 0 Y ≥ 0
  • 6.
    TABULACIÓN X + 3y≤ 24 X + 3y = 24 X Y 0 8 24 0 2x + 2y ≤ 24 2x + 2y = 24 X Y 0 12 12 0
  • 7.
    14 12 10 B (0,8) 8 C (6,6) 6 4 2 A(0,0) D (12,0) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 X y
  • 8.
    MÉTODO DE ELIMINACIÓNDE VARIABLES (-2) X + 3y = 24 (1) 2x + 2y = 24 2x + 2 (6) = 24 -2 x -6 y = -48 x = 24 – 12 = 6 2 x + 2 y = 24 2 -4 y = -24 y = -24 = 6 -4
  • 9.
    Punto Coordenadas UtilidadOptima A (0,0) 50 (0) + 80 (0) = 0 B (0,8) 50 (0) + 80 (0) = 640 C (6,6) 50 (6) + 80 (6) = 780 D (12,0) 50 (12) + 80 (0) = 600
  • 10.
  • 11.
    ¿QUÉ ES ELMÉTODO SIMPLEX? El Método Simplex es un método analítico de solución de problemas de programación lineal capaz de resolver modelos más complejos que los resueltos mediante el método gráfico sin restricción en el número de variables. Permite ir mejorando la solución en cada paso. La razón matemática de esta mejora radica en que el método consiste en caminar del vértice de un poliedro a un vértice vecino de manera que aumente o disminuya (según el contexto de la función objetivo, sea maximizar o minimizar), dado que el número de vértices que presenta un poliedro solución es finito siempre se hallará solución.
  • 12.
    EJEMPLO DEL MÉTODOSIMPLEX... Maximizar Z= 10X1+ 20X2 Sujeto a: 4X1 + 2X2 ≤ 20 8X1 + 8X2 ≤ 20 2X2 ≤ 10
  • 13.
    Pasos 1.- Planteamiento delproblema: determinación de las variables, Restricciones y objeto función Función de objetivo: Z= 10X1+ 20X2 Restricciones Sujeto a: 4X1 + 2X2 ≤ 20 8X1 + 8X2 ≤ 20 2X2 ≤ 10
  • 14.
    2.- Igualar nuestroobjetivo función y las restricciones considerando 3 variables de holgura porque tenemos 3 restricciones. Z -10X1 -20X2 + 0S1 + 0S2 + 0S3 = 0 4X1 + 2X2 + S1 = 20 8X1 + 8X2 + S2 = 20 2X2 + S3 =10 3.- Crear tabla 4. Determinar la Variable que entra y la Variable que Sale Bas e Z X1 X2 S1 S2 S 3 Solució n Z 1 -10 - 20 0 0 0 0 0 S1 0 4 2 1 0 0 20 10 S2 0 8 8 0 1 0 20 5/ 2 S3 0 0 2 0 0 1 10 5 4.2 la Variable que Sale se determina al dividir la Solución entre la intersección de la Variable que Entra, siendo el menor positivo e que se considera la variable que Sale. 4.1 La variable que entra es la mayor
  • 15.
    5. Se construyela nueva tabla de Simplex: colocando la variable que entra sustituyendo a la que sale, considerando que las variables base no se mueven 5.1 Se calcula la Nueva Variable que Entra: los datos de la Variable que Sale entre el punto de intersección de las columnas que entran y las que salen 5.2 Se calcula la Nueva Z: Z Z X1 X2 S1 S2 S3 Solució n Z 1 10 0 5/2 0 0 50 S1 0 2 0 1 -1/4 0 15 X2 0 1 1 0 1/8 0 5/2 S3 0 -2 0 0 -1/4 1 5 Ant. S2 0 8 8 0 1 0 20 Nva. X2 0 1 1 0 1/8 0 5/2 ÷ 8 Ant. Z 1 -10 -20 0 0 0 0 Nva. Z 1 10 0 5/2 0 0 50 Nva. X2 0 1 1 0 1/8 0 5/2 0 -20 -20 0 -5/2 0 - 50 (- 20)
  • 16.
    5.3 Hallar lanueva S1 5.4 Hallar la nueva S3 6. Finaliza la tabla cuando en la variable Z sea positiva Ant. S1 0 4 2 1 0 0 20 Nva.S1 0 2 0 1 -1/4 0 15 Nva. X2 0 1 1 0 1/8 0 5/2 0 2 2 0 ¼ 0 5 Nva. X2 0 1 1 0 1/8 0 5/2 0 2 2 0 ¼ 0 5 Ant. S3 0 0 2 0 0 1 10 Nva. S3 0 -2 0 0 -1/4 1 5 (2) (2) Z Z X1 X2 S1 S2 S3 Solució n Z 1 10 0 5/2 0 0 50 S1 0 2 0 1 -1/4 0 15 X2 0 1 1 0 1/8 0 5/2 S3 0 -2 0 0 -1/4 1 5
  • 17.
  • 18.
    MÉTODO HÚNGARO El métodoHúngaro es un método de optimización de problemas de asignación, conocido como tal gracias a que los primeros aportes al método clásico definitivo fueron de Dénes König y Jenő Egerváry dos matemáticos húngaros.
  • 19.
    EJEMPLO: Se necesitan hacertrabajos de jardinería, pintura y plomería en una casa. Se pide a Juan, Pedro y Luis que realicen un presupuesto sobre cada uno de los trabajos de manera independiente. A continuación se muestra el costo que presentaron para las diferentes tareas. Debemos asignar una tarea a cada uno de ellos, de tal manera que se minimice el costo total. Jardinería Pintura Plomería Juan $18 $15 $20 Pedro $30 $25 $40 Luis $18 $22 $21
  • 20.
    Paso 1 .Seleccioneen cada renglón i de la matriz, el menor costo C i j, (menor C i j = U i ), luego réstelo en cada elemento del renglón. i j Juan Pedro Luis Jardinería $18 $30 $18 Pintura $15 $25 $22 Plomerí a $20 $40 $21 i j Juan Pedro Luis Jardinería $3 $5 0 Pintura 0 0 $4 Plomerí a $5 $15 $3
  • 21.
    Paso 2. Seleccioneen cada columna j de la matriz resultante en el paso 1, el costo menor C i j, (menor Cij=Vj) y réstelo en cada elemento de la misma columna. i j Jardinerí a Pintura Plomería Juan $3 0 $5 Pedro $5 0 $15 Luis 0 $4 $3 Costo menor en cada columna 0 0 3 i j Jardinería Pintura Plomería Juan $3 0 $2 Pedro $5 0 $12 Luis 0 $4 0 Costo menor en cada columna 0 0 3
  • 22.
    Paso 3.Sombree losrenglones y/o columnas de la matriz, de tal modo que sean los mínimos necesarias para cubrir todos los ceros.
  • 23.
    Paso 4. Seleccioneentre los costos no sombreados, el número menor C i j, (= U i j) o bien, el menor C i j,(= V i j), y réstelo a todos los costos no sombreados; después, sume el mismo a los costos ubicados en la intersección de los renglones y columnas sombreados. Este paso se repite hasta lograr la solución óptima Costo menor: $2 i j Jardinería Pintura Plomería Juan $1 0 0 Pedro $3 0 $10 Luis 0 $6 0
  • 24.
    Paso 5 Sedebe tener una diagonal perfecta para poder obtener los resultados óptimos deseados. Si intercambiamos la fila tres con la fila uno, obtenemos los ceros de asignación en la diagonal principal por lo tanto la asignación óptima es: A Luis el trabajo de jardinería con un costo de $ 18, a Pedro el trabajo de pintura con un costo de $ 25 y a Juan el trabajo de plomería con un costo de $ 21. El costo total mínimo es de $ 64. i j Jardinería Pintura Plomería Luis 0 6 0 Pedro $3 0 $10 juan 1 0 0