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Ejemplo Programación Lineal - Contenido educativo
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Vamos a resolver un problema de programación lineal con el enunciado.
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Lo primero que tenemos que hacer es leer muy bien el enunciado y entender lo que nos están pidiendo.
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Lo voy leyendo, nos dicen que una pastelería decide preparar dos tipos de cajas de pastelitos para regalar a los clientes en su inauguración.
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En total dispone de 120 piononos y 150 pestiños.
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Tanto los piononos como los pestiños son dulces.
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En la caja del primer tipo habrá tres piononos y dos pestiños y en la del segundo tipo cuatro piononos y seis pestiños.
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Deben preparar al menos nueve cajas del segundo tipo.
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Y me preguntan, determinar cuántas cajas de cada tipo deberá preparar para realizar el máximo número de regalos posibles.
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En este caso indique cuántos piononos y cuántos pestiños se utilizarán.
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A ver, yo lo primero que voy a hacer, no hace falta pasar todos los datos a una tabla, pero yo os lo voy a poner en una tabla porque pienso que a lo mejor a los que os cuesta un poco más lo podéis ver más claro, ¿vale? Es decir, yo voy a hacer aquí, uy, que he escrito antes de tiempo, voy a hacer aquí mi tabla, ¿vale?
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Arriba voy a poner justamente lo que me están pidiendo, no los datos que tengo.
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Lo que queremos es preparar dos tipos de cajas, ¿vale?
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Pues vamos a poner aquí, por ejemplo, caja 1.
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Al lado ponemos caja 2, ¿vale?
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Que es lo que nosotros queremos hacer.
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Y aquí a la derecha voy a poner las restricciones, es decir, nuestras inequaciones.
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Fijaos que esto es exactamente lo mismo que hacíamos el año pasado.
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Y aquí, ¿qué vamos a poner? Pues mira, en la primera fila voy a poner el número de cajas que queremos calcular, o sea, que quieren hacer de cada tipo.
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Es decir, vamos a llamar x al número de cajas del tipo 1 e y al número de cajas del tipo 2.
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Y ahora vamos a ir con las restricciones que tenemos.
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Lo primero, el número de cajas no puede ser un número negativo, o no hacemos ninguna caja de ambos tipos, o sea, de alguno de los tipos, o hacemos un número positivo.
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Por lo tanto, los dos tienen que ser mayor o igual que cero.
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Empiezo poniendo x mayor o igual que cero.
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¿Qué ocurre con la y?
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Con la caja dos.
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Pues que si lo volvemos a leer bien, me decía que hay que preparar al menos nueve cajas del segundo tipo.
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Es decir, que necesitamos que la y sea mayor o igual que nueve.
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¿Vale?
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No empezamos poniendo cero, sino que tiene que ser mayor o igual que nueve.
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Luego, ¿qué me estaban hablando?
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qué dulces, de qué dulces me están hablando, de los piononos, piononos, y de los pestiños, vale.
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Y ahora, a ver, ¿qué me están diciendo de cada uno de ellos? Me han dado restricciones tanto para
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los pestiños como para los piononos. Me dicen que de piononos tenemos 120 piononos, es decir,
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que mi restricción, el máximo de piononos que puedo utilizar son 120 y el máximo de
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pestiños, si lo volvemos a leer, me decían 150, ¿vale? Es decir, aquí me hablaban de
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los 120 piononos y de los 150 pestiños. Vale, vamos a ver, ¿qué me están diciendo? Que
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en la caja del primer tipo hay 3 piononos, ¿vale? y 2 pestiños. En la caja del primer
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tipo 3 piononos, si hemos hecho x cajas, ¿cuántos piononos se gastarán? Pues 3 por x. Si hemos
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hecho x cajas y se necesitan 2 pestiños, habremos gastado 2 y pestiños. En la del segundo tipo
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me dicen que tenemos 4 piononos y 6 pestiños. Si hemos hecho y cajas del tipo 2, pues se
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Necesitarán 4 y piononos y 6 y pestiños.
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Me estoy dando cuenta que aquí he puesto una x en pestiños, son x, o sea, una y cuando es una x, ¿vale?
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Porque estábamos hablando de la caja 1.
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Toda esta primera columna son las x y la segunda columna son las y.
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Y ahora, para ver nuestras restricciones de los piononos, el número de piononos de la caja 1, 3x,
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más el número de piononos de la caja 2, 4i, tiene que ser menor o igual que 120, que ya lo habíamos puesto.
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Y en cuanto a los pestiños, el número de pestiños de la caja 1, que son 2x,
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más el número de pestiños que hay en la caja 2, que son 6i, tiene que ser menor o igual que 150.
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Pues estas serían nuestras restricciones, el sistema de inequaciones que tenemos que representar.
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Entonces, a ver, vamos a ir calculando ahora para poder ir representando cada una de las rectas
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La primera recta que quiero representar es la 3X más 4Y igual a 120
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Fijaos que he dicho recta, por lo tanto pongo la Y
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Calculamos simplemente, como siempre, puntos de corte
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Cuando la X es 0, la Y es 120
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cuando la X es 0, sí, ahora vamos a ir poniendo todo
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se me va un poco hacia arriba, perdonad, no controlo mucho yo esta tablet
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cuando la X es 0, la Y es 120 entre 4, es decir
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30, y cuando la Y es 0
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la X es 120 entre 3, 40
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¿vale? y ahora ¿qué es lo único que tendríamos que ver? cuando yo
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represente la recta, tenemos que ver si
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Y si cogemos la parte de arriba o de abajo de la recta, el semiplano en el que lo divide,
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¿para ello qué hacemos? Utilizamos el origen de coordenadas, que es el punto más sencillo,
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y sustituyo en la inequación. 3 por 0 es 0, más 4 por 0 es 0.
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Bueno, aquí me queda una forma rara, pero ya sabéis qué significa un 0, ¿vale?
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¿Esto es menor o igual que 120? Uy, eso sí que he puesto el número que 120, pues sí, efectivamente, 0 es menor que 120.
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Cuando representemos la recta será la parte de abajo. Voy a calcular aquí los otros puntos de corta, o sea, la otra recta.
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2x más 6y menor o igual que 150
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fijaos, aquí una de las cosas que podría
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menor o igual no, como es la recta es igual
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que puedo hacer como todos son múltiplos de 2
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para que me sea más fácil pues divido todo entre 2
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y ahora hago igual que hemos hecho antes
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puntos de corte cuando la x es 0
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y es 75 entre 3 que es 25
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y cuando la i es 0 aquí me queda 75
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y así simplificando pues es más fácil
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y volvemos a hacer lo mismo, cogemos el punto 0,0
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origen de coordenadas
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y sustituyo 2 por 0 es 0
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0 más 6 por 0 que es 0 es menor o igual que 150
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pues sí, ¿vale?
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por lo tanto a la hora de representarlo cogemos también la parte
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en la que está el origen de coordenadas.
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La recta y igual a 9, que son las que me faltarían por representar,
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la recta x igual 0 y la recta y igual 9,
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pero obviamente no voy a hacer una tabla de valores,
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son rectas horizontales y verticales.
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Vamos a poner unos ejes de coordenada, a ver si consigo que no salgan,
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y vamos a ir representando aquí las rectas.
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vamos a ir cambiando de color para cada una de ellas
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vamos a coger por ejemplo el rojo
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para representar esta primera
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esta la representamos en rojo
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las particiones las voy a hacer de 10 en 10
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porque si no tendríamos que necesitar muchas
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cuando la x es 0 la y vale 30
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es decir estamos en este
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y cuando la x es 40 la y vale 0 en este de aquí
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y ahora tengo que conseguir una recta que pase por los dos puntos
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a ver, aquí tenemos la opción de una regla
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pero no tengo muy claro, a ver
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cómo la puedo usar
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bueno, así vamos a tardar un poquito
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pero voy a intentar a ver si así
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al menos consigo
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que se quede un poco mejor, ¿vale?
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quitamos ya la regla
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Y ahora, ¿qué habíamos dicho antes? Lo que habíamos visto es que el 0,0, ¿vale? Estaba aquí. El 0,0 es más pequeño, es decir, pertenecía. Por lo tanto, ¿qué parte va a ser? Va a ser la parte de abajo.
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vale, vamos a cambiar de color ahora
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y ponemos por ejemplo un azul
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ah bueno, pues no es azul, es morado
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pues este, para la segunda recta
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entonces x igual a 0 y igual 25
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la y 25 pues será como van de 10 en 10
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más o menos en el medio
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sabéis que esto es un poco aproximado
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y en el 75, 4, 5, 6, 7 y medio
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voy a hacer igual que antes, voy a intentar sacar la regla
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y a ver si podemos conseguir que pase por los dos puntos
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bueno, más o menos, más o menos así sería
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vale, hacemos, ay que no, no estoy dibujando
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vale, quitamos la regla y sería más o menos así, lo podéis ver un poquito mejor
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igual que hemos hecho antes al sustituir en el 0,0
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nos salía que se verificaba
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luego tiene que ser también la parte de abajo
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que es la parte en la que está el origen de coordenadas
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¿qué más me falta por representar?
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la recta x igual a 0
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vamos a hacer aquí el cambio
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por ejemplo ponemos el verde
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para esta de aquí
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Bien, pues este es justamente el eje, ¿vale?
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Vamos a, ya que estamos, vamos a ponerlo con la regla también
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No lo sé hacer más rápido, ¿eh? Lo siento
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Lo ponemos aquí
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Y es justamente
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A ver que no me lo está dibujando
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Ahora sí
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Bueno, me he ido un poquito, ¿vale?
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Pero más o menos os hacéis
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os hacéis a la idea
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y como son las x mayores que 0
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pues son hacia la derecha
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y ahora a ver que otro ponemos
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pues por ejemplo el amarillo
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para la recta
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y igual 9
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vale
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pues la recta igual 9
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es una recta horizontal por el 9
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ponemos otra vez la recta
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ahí va que he cogido
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se me ha ido
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el tamaño
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vale
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bueno
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más o menos yo creo que lo vais viendo
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en el 9
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si ese es el 10 pues voy a hacerlo un poquito
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por ahí aproximadamente
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para que se vea bien
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a ver donde tengo la recta
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esa sería mi recta
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y como son los mayores
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o iguales que 9
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tiene que ser la parte
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de arriba
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¿Vale? Entonces yo creo que queda claro cuál es el recinto que tenemos que coger
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Vamos a utilizar... a ver, ¿qué color hemos utilizado? Pues el azul clarito, por ejemplo
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El recinto que tenemos es rojo hacia abajo, morado hacia abajo, amarillo hacia arriba y verde hacia la derecha
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Luego es justamente este cuadrilátero de aquí
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¿Cuáles son los vértices? Pues este punto, este punto, este punto y este punto, ¿vale? Es decir, a este le voy a llamar A, a este le voy a llamar B, a este C y a este D, ¿de acuerdo?
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Y ahora, ¿cuáles son cada uno de ellos? Lo que tenemos al tenerlo por colores, lo he puesto justamente para que veamos cuáles son las intersecciones.
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Pues a ver, el punto A, porque ahora es lo que tendríamos que calcular, el punto A lo voy a ir poniendo aquí y luego ya lo pongo en otro sitio.
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El punto A es la intersección de qué recta? De la amarilla, que es Y igual 9, con la verde, que es X igual 9, igual 0, perdón.
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Fijaos que aquí sale directamente el punto. Este es el punto 0, 9.
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El punto B, que sí que lo tendríamos también que calcular
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Es la intersección de la recta amarilla, que es la Y, igual 9
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Con la recta roja, que es 3X más 4Y igual a 120
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Que lo único que tenemos que hacer es sustituir el valor de la Y por 9
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Y calcular el valor de la X, ¿vale?
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Luego lo hacemos
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El punto C, aquí sí tenemos que resolver un sistema de ecuaciones, es la intersección de la recta roja, que es 3x más 4y igual a 120, y de la recta morada, que es 2x más 6y igual a 150.
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y por último nos queda el punto D
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que me he dejado un poquito espacio
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el punto D que es la intersección de la morada
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que es 2X más 6Y
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igual a 150
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y la verde
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que la recta verde es la X igual a 0
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es decir, eso es lo primero que tenemos que ver
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Por eso con los colores, o por lo menos tener claro cuáles son cada uno de los vértices.
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Voy a intentar mover esto hacia la derecha, ¿vale?
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Para que podamos calcular.
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A ver, el primer punto ya lo tenemos, de aquí sacamos el punto B,
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sustituimos a la X, ¿qué me queda?
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Que la X es 120 menos 4 por 9, 36, partido de 3.
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Y esto es 56, ¿no? 4, 12, no, 52. Espero no haberme equivocado. 52.
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Y por lo tanto, a ver, espera, lo estoy volviendo a mirar, el punto B tendría de coordenadas X52 y 9, ¿vale?
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Este de aquí es el punto A, que no lo he puesto, pero lo he puesto allí.
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Para el punto D, pues lo que tengo que hacer es calcular el valor de la Y.
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La Y es 150, como la X es 0, es 150, ahí, entre 6.
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Y 150 entre 6, a ver, esto sería 75, 25, ¿vale?
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Por lo tanto, este punto tiene de coordenadas 0, 25.
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si además posiblemente es uno de los puntos que también habíamos puesto para calcular
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y este es el punto D
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me falta calcular el punto C que es un sistema de ecuaciones
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a ver, sé que a lo mejor está siendo un poquito lioso lo que estoy haciendo
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pero como me podéis ir parando en cada momento
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pues a lo mejor no, o sea lo podéis ir viendo
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voy a ir quitando lo que ya hemos puesto
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lo voy a poner aquí a la derecha
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voy a ir poniendo aquí abajo lo que hemos ido calculando
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hemos sacado que el punto A tiene de coordenadas 0, 9
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hemos visto que el punto B tiene de coordenadas 52, 9
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y que el punto D tiene de coordenadas 0, 25
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Vale, y ahora ya vamos a calcular el que me falta
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Para ello, a ver si puedo coger
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No me deja borrar
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Quería borrar lo que teníamos, no me deja
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Bueno, pues resuelvo aquí el otro sistema
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Que es 3x más 4y igual a 120
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2X más 6Y en lugar de 2X más 6Y
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ponemos ya lo que habíamos visto antes
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simplificado que era más fácil
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que lo podía haber hecho también en el otro
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que era X más 3Y igual a 75
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hacemos reducción, multiplico por menos 3
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este se me va y me queda aquí 4 menos 9
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menos 5Y igual a 120, esto es menos 225, por lo tanto me queda menos 105, ¿no?
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Si me equivoco en algún cálculo, pues ya lo siento, ¿vale?
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Es que lo estoy haciendo todo de cabeza y es difícil controlar todo esto.
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Despejamos la Y, pasa el 5 dividiendo, menos entre menos es más, y esto me queda 21.
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O sea, que me queda que la y vale 21, por lo tanto, ¿cuánto va a valer la x? Sustituimos aquí la x y me queda que la x es 75 menos 3 por 21, que es 63. 75 menos 63 son 12, ¿verdad?
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Por lo tanto, el punto C que me faltaba tiene de coordenadas 12, 21, ¿vale?
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Y con esto, ¿qué es lo que yo quería calcular?
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Lo que queríamos calcular, nos ha bajado aquí un poco, volvemos un momentito aquí al enunciado, ¿vale?
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Lo que queremos calcular es cuántas cajas de cada tipo debemos preparar para realizar el máximo número de regalos posibles.
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¿Yo qué es lo que he hecho hasta ahora?
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Lo único que he hecho ha sido lo mismo que hacíamos el año pasado, es decir,
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calculo las restricciones, represento y calculo los vértices
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pero me falta calcular la función que yo quiero maximizar
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en este caso que me dicen que quiero maximizar el número de regalos
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posibles y el número de regalos que eran las cajas de pastelitos
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que vamos a regalar, por lo tanto, ¿cuál es la función
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que yo quiero maximizar? la suma del número total
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de cajas, ¿cuántas cajas hay de cada una? x e y
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Es decir, a ver si puedo subir aquí un momentito, vamos a quitar esto, la función, la función, acabo de quitarlo, vamos a coger el negro otra vez, la función a maximizar, la función que yo quiero maximizar, ¿quién va a ser?
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es f de x y
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el número de pasteles
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el número de cajas
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perdón, que regalamos, ¿cuántas vamos a regalar?
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x cajas de un tipo
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más y cajas de otra
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luego esto es lo que yo quiero
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maximizar, ¿dónde dijimos
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que teníamos que ver
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para calcular el máximo?
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justamente
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en los cuatro puntos
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en los cuatro vértices que acabamos
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de calcular
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Ya siento el desastre un poquito de cómo está todo esto de la pizarra, ¿vale?
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Mira, ahora sí que me deja copiarlo
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Vamos a copiarlo y eliminarlo de aquí
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Y a ver si me deja ponerlo aquí, ¿vale?
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¿Y por qué lo estoy poniendo de esta manera?
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Porque ahora lo que yo quiero ver es en cada uno de los vértices
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Vamos a calcular el valor de la función
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Si yo sustituyo aquí f de 0, 9
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esto que será 0 más 9, es decir, 9 cajas, en este que sería FD 52, 9, pues sumamos y sería 52 más 9, 61.
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hay una. En el D da lo mismo que el orden no sea ABCD. A ver, aquí se me ha ido eso.
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De 0, 25, pues sería 0 más 25, 25. Y por último, el F. Vaya, que se me va, no entiende.
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F de 12, 21, es 12 más 21, es decir, 33.
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¿Cuál es el valor más grande de todos?
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Pues este es el máximo.
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¿Vale?
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Entonces, ¿qué me estaban preguntando también?
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Me estaban diciendo cuántas, vamos a volver arriba,
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a volver a ver el enunciado, me dicen, determine cuántas cajas de cada tipo deberá preparar
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para analizar el máximo número de regalos posibles. En un principio, eso también ya lo tenemos, ¿no?
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El máximo de cajas de cada tipo, ¿cuántas serán? Lo que significa aquí que tienen que ser
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52 cajas
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del tipo 1
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y
00:23:30
9 cajas
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del tipo 2
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en los ejercicios que me habéis entregado
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se os olvida siempre contestar
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siempre hay que contestar a lo que me preguntan
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¿vale? porque no tenemos
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o sea, aunque sea simplemente con inequaciones
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o sea, que no tenga un enunciado
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pero tenéis que decir cuánto es de cada
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cosa, ¿no? lo que significa ese máximo
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y ahora, ¿qué me están preguntando también?
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El número de piononos, el número de piononos, como me preguntaban también, podría haberlo hecho más pequeñito.
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¿Cuántos piononos y cuántos pestiños se utilizarán?
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Pues a ver, lo único que tendríamos que ir haciendo, ¿qué es?
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Es sustituir.
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En la caja 1 se utilizan, bueno, podríamos haber dejado aquí un hueco.
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¿Cuántos piononos son 3x y 4?
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Bueno, me lo estaban diciendo aquí, ¿no?
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A ver, perdonad, me acabo de dar cuenta de que tenía un fallo porque había algo que no me cuadraba y es que aquí en lugar de restar lo he sumado, es decir, esto no da 52 sino que lo que da es 28, es decir, que este número no es 52, es 28.
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Entonces, el resto se hace igual, ¿vale? ¿Cuál es el único problema?
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Que aquí, este punto, esto estaría mal hecho
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Toda esta parte está mal hecho
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El que había calculado yo como si fuera el máximo
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A ver, vamos a utilizarlo más fácilmente
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Esto es lo que pasa por hacer así un poco las cosas
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es lo que os digo muchas veces en clase
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que cuando no tengo toda la visión
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y voy cambiando de una cosa a otra
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pues como que me pierdo
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pero bueno, a ver
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entonces he dicho que tiene que ser el punto 28, 9
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la idea es la misma
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este es el 28, 9
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calculamos el F de 28, 9
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28
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más 9
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esto es 37
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en el fondo
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es el máximo
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lo que habíamos puesto pero estaba mal puesto
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el valor, el máximo
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se hacen 28 cajas
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del tipo 1
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y 9
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vaya
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y 9 cajas
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del tipo 2
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cuando había parado antes era para
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a ver lo que me estaban pidiendo. Me preguntaban el número de piononos y de pestiños que se
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necesitaban, ¿vale? Me pedían cuántos piononos, cuántos piononos y cuántos pestiños. ¿Cómo
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sabemos el número de piononos y de pestiños que se utilizaban? Pues a ver, vamos a volver
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de la tablita. ¿Cuántos piononos utilizan? 3x más 4y. Es decir, piononos son 3x más
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4y. Es decir, en nuestro caso van a ser 3 por 28 más 4 por 9. 3 por 28, 3 por 8, 24,
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6,84 más 36, 120, ¿no? 120 piononos. Y en cuanto a pestiños, si volvemos arriba, si utilizaban 2x más 6y en todas las cajas, sería 2x más 6y,
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es decir, 2 por 28 más 6 por 9, 56 más 54, 110, o sea que se utilizaban 120 piononos, aunque ya lo ponía arriba, piononos y 110 pestiños.
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A ver, que sé que hemos tardado bastante en el vídeo y que parece muy complicado, pero cuando uno se pone a hacerlo, fijaos los pasos que tenéis que hacer.
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O sea, no es tan difícil. ¿Qué es lo primero? Sacar las restricciones. Luego, lo que hacemos es representar las rectas.
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Una vez que tenemos las rectas representadas, calculamos los vértices, ¿vale?
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calculamos los vértices aquí y luego simplemente sustituir en la función objetivo
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y ya simplemente ir contestando poquito a poco, ¿vale?
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voy a ver si lo puedo poner todo más pequeño para que tengáis una visión de todo el ejercicio
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yo sé que queda un poquito, está un poco desorganizado, disculpad
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pero bueno, yo creo que más o menos os puede servir
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intentaré alguno más un poquito más ordenado
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- Materias:
- Matemáticas
- Etiquetas:
- Ejercicios resueltos
- Niveles educativos:
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- Francisca Beatriz P.
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- Reconocimiento - Compartir igual
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- Fecha:
- 16 de noviembre de 2024 - 19:37
- Visibilidad:
- Público
- Centro:
- IES IGNACIO ALDECOA
- Duración:
- 28′ 50″
- Relación de aspecto:
- 1.78:1
- Resolución:
- 1920x1080 píxeles
- Tamaño:
- 104.55 MBytes