製品X,Yを1台製造するのに必要な部品数は,表のとおりである。
製品1台当たりの利益がX,Yともに1万円のとき,利益は最大何万円になるか。
ここで,部品Aは120個,部品Bは60個まで使えるものとする。
単位 個
部品|X|Y
A|3|2
B|1|2
正答3
解説
正解は3です。
この問題は、使える部品の数に制約がある中で、利益を最大にする製品の生産台数を求める線形計画法の問題です。
製品Xの台数をx、製品Yの台数をyとし、制約条件の範囲でx+y(万円)を最大にします。
【計算】
部品Aの制約:3x+2y≦120
部品Bの制約:x+2y≦60
目的:利益x+y(万円)を最大にする
二つの制約式の境界の交点を求めます。
3x+2y=120からx+2y=60を引くと、2x=60となり、x=30です。
x=30をx+2y=60に代入すると、2y=30となり、y=15です。
交点(30, 15)での利益:30+15=45万円
ほかの頂点の利益:(40, 0)では40万円、(0, 30)では30万円
最大の利益は、交点での45万円です。
【選択肢別解説】
1:× 30万円は、製品Yだけを30台作った場合の利益です。
部品Bを使い切った時点で部品Aが余っており、最大の利益ではありません。
2:× 40万円は、製品Xだけを40台作った場合の利益です。
部品Aを使い切った時点で部品Bが余っており、最大の利益ではありません。
3:○ 製品Xを30台、製品Yを15台作ると、部品Aは90+30=120個、部品Bは30+30=60個でちょうど使い切ります。
このときの利益45万円が最大です。
4:× 60万円を得るには合計60台を作る必要がありますが、部品の制約を満たせません。
たとえばx+y=60では、部品Aか部品Bのどちらかが必ず不足します。
【ポイント】
線形計画法では、最大値は制約条件で囲まれた領域の頂点のどこかで得られます。
各頂点の目的関数の値を比べれば、最適解を確実に見つけられます。