表は,製品A,Bを生産するのに必要な製品1単位当たりの原料使用量及び設備使用時間と,それぞれの制約条件を示している。
製品1単位当たりの利益が,製品Aが5万円,製品Bが4万円であるとき,1日の最大利益は何万円か。
製品A|製品B|制約条件/原料(kg/製品)|2|4|1日当たり合計16kgまで使用可能/設備(時間/製品)|3|2|1日当たり延べ12時間まで使用可能
正答3
解説
正解は3です。
原料と設備の制約のもとで利益を最大にする、線形計画法の問題です。
製品Aの生産量をx、製品Bの生産量をyとして、制約式を立てます。
最大利益は、制約を満たす領域の頂点のどれかで得られます。
【計算】
原料の制約は、2x+4y≦16です。
設備の制約は、3x+2y≦12です。
利益は、5x+4y(万円)です。
二つの制約式を等式にして連立すると、2つ目を2倍した6x+4y=24から1つ目を引いて、4x=8となります。
よってx=2、y=3です。
この点の利益は、5×2+4×3=22万円です。
ほかの頂点では、x=0、y=4のとき16万円、x=4、y=0のとき20万円です。
したがって、最大利益は22万円です。
【選択肢別解説】
1:× 16万円は、製品Bだけを4単位作った場合の利益です。
最大ではありません。
2:× 20万円は、製品Aだけを4単位作った場合の利益です。
最大ではありません。
3:○ 製品Aを2単位、製品Bを3単位作ると、原料16kg、設備12時間をちょうど使い切り、利益は22万円で最大になります。
4:× 24万円を得るには制約を超える生産が必要です。
例えばx=4、y=1では設備が14時間となり、12時間を超えます。
【ポイント】
線形計画法では、制約式の交点と軸との交点を求め、それぞれの利益を比べると答えが出ます。