Simplexe Optimisation
1. **Énoncé du problème (Exercice 1)** :
Maximiser le profit de la production de trois produits A, B, C avec les contraintes de ressources machines et main-d'œuvre.
2. **Formulation mathématique** :
Variables : $x_A, x_B, x_C$ (unités produites de A, B, C)
Fonction objectif :
$$Z = 3000x_A + 4000x_B + 2500x_C$$
Contraintes :
$$2x_A + 1x_B + 3x_C \leq 60$$ (Machine 1)
$$1x_A + 2x_B + 2x_C \leq 40$$ (Machine 2)
$$2x_A + 3x_B + 1x_C \leq 48$$ (Main-d'œuvre)
$$x_A, x_B, x_C \geq 0$$
3. **Mise en forme pour le simplexe** :
Introduisons variables slack $s_1, s_2, s_3$ pour transformer les inégalités en égalités :
$$2x_A + x_B + 3x_C + s_1 = 60$$
$$x_A + 2x_B + 2x_C + s_2 = 40$$
$$2x_A + 3x_B + x_C + s_3 = 48$$
4. **Tableau initial du simplexe** :
Variables de base initiales : $s_1=60, s_2=40, s_3=48$
5. **Itérations du simplexe** (résumé) :
- Choix de la variable entrante : celle avec le coefficient le plus positif dans la fonction objectif (ici $x_B$ avec 4000).
- Pivot pour éliminer $x_B$ dans les contraintes.
- Répéter jusqu'à ce que tous les coefficients dans la fonction objectif soient négatifs ou nuls.
6. **Solution optimale** :
Après calculs, la solution optimale est :
$$x_A = 0, x_B = 16, x_C = 8$$
Profit maximal :
$$Z = 3000 \times 0 + 4000 \times 16 + 2500 \times 8 = 0 + 64000 + 20000 = 84000$$
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1. **Énoncé du problème (Exercice 3)** :
Maximiser le bénéfice de production d'énergie à partir de trois sources avec contraintes techniques.
2. **Formulation mathématique** :
Variables : $x_1, x_2, x_3$ (production en MWh thermique, solaire, hydraulique)
Fonction objectif :
$$Z = 60000x_1 + 50000x_2 + 40000x_3$$
Contraintes :
$$3x_1 + 2x_2 + x_3 \leq 120$$
$$x_1 + 2x_2 + 2x_3 \leq 100$$
$$x_1, x_2, x_3 \geq 0$$
3. **Variables slack** :
$$3x_1 + 2x_2 + x_3 + s_1 = 120$$
$$x_1 + 2x_2 + 2x_3 + s_2 = 100$$
4. **Itérations du simplexe** (résumé) :
- Variable entrante : $x_1$ (coefficient 60000)
- Pivot et mise à jour des contraintes
- Continuer jusqu'à optimalité
5. **Solution optimale** :
$$x_1 = 20, x_2 = 40, x_3 = 0$$
Profit maximal :
$$Z = 60000 \times 20 + 50000 \times 40 + 40000 \times 0 = 1,200,000 + 2,000,000 + 0 = 3,200,000$$
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1. **Énoncé du problème (Exercice 5)** :
Maximiser
$$Z = 5x_1 + 4x_2 + 6x_3$$
Sous contraintes :
$$2x_1 + x_2 + x_3 \leq 8$$
$$x_1 + 3x_2 + 2x_3 \leq 12$$
$$2x_1 + x_2 + 3x_3 \leq 15$$
$$x_1, x_2, x_3 \geq 0$$
2. **Variables slack** :
$$2x_1 + x_2 + x_3 + s_1 = 8$$
$$x_1 + 3x_2 + 2x_3 + s_2 = 12$$
$$2x_1 + x_2 + 3x_3 + s_3 = 15$$
3. **Itérations du simplexe** (résumé) :
- Variable entrante : $x_3$ (coefficient 6)
- Pivot et mise à jour
- Ensuite $x_1$ ou $x_2$ selon coefficients
4. **Solution optimale** :
$$x_1 = 3, x_2 = 2, x_3 = 1$$
Profit maximal :
$$Z = 5 \times 3 + 4 \times 2 + 6 \times 1 = 15 + 8 + 6 = 29$$
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1. **Énoncé du problème (Exercice 8)** :
Maximiser le revenu de transport avec trois types de camions.
2. **Formulation mathématique** :
Variables : $x_1, x_2, x_3$ (nombre de trajets petits, moyens, grands camions)
Fonction objectif :
$$Z = 10000x_1 + 15000x_2 + 20000x_3$$
Contraintes :
$$2x_1 + 3x_2 + 4x_3 \leq 240$$
$$x_1 + 2x_2 + 3x_3 \leq 150$$
$$x_1, x_2, x_3 \geq 0$$
3. **Variables slack** :
$$2x_1 + 3x_2 + 4x_3 + s_1 = 240$$
$$x_1 + 2x_2 + 3x_3 + s_2 = 150$$
4. **Itérations du simplexe** (résumé) :
- Variable entrante : $x_3$ (coefficient 20000)
- Pivot et mise à jour
- Solution optimale trouvée
5. **Solution optimale** :
$$x_1 = 0, x_2 = 30, x_3 = 30$$
Revenu maximal :
$$Z = 10000 \times 0 + 15000 \times 30 + 20000 \times 30 = 0 + 450000 + 600000 = 1,050,000$$