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Optimisation Linéaire

Posté par
matheux14
21-01-23 à 22:33

Bonsoir,

Merci d'avance.

On souhaite fabriquer trois types de machines : machine x, machine y et machine z.

La fonction coût conjointe \mathcal{C} est donnée par :

\mathcal{C}(x, y, z) = 4x^2 + 2y^2 + z^2 + yz - 2x y - 30(y + z).

On cherche alors le nombre de machines de chaque type à fabriquer pour minimiser le coût s'il nous faut un total de 100 machines.

1) Montrer que le programme mathématique qui modélise cette situation est :

\begin{cases} \min \mathcal{C}(x, y, z) = 4x^2 + 2y^2 + z^2 + y z - 2x y - 30(y + z) \\\ x + y + z = 100 \\\ x, y, z \ge 0 \end{cases}

2) Déterminer le nombre de machines de chaque type que l'on doit fabriquer.

3) En déduire le coût de fabrication.

Réponses

1) Le coût étant donné par la fonction :

\mathcal{C} : \R^3 \to \R \\\ ~~~(x, y, z) \mapsto 4x^2 + 2y^2 + z^2 + y z - 2x y - 30(y + z)

On cherche alors le nombre de machines de chaque type à fabriquer pour minimiser le coût s'il nous faut un total de 100 machines.

Or le nombre de machine de chaque type est : x + y + z avec x, y, z \ge 0.

Comme il nous faut au total 100 machines pour minimiser le coût, on va prendre x + y + z = 100

Donc résoudre le système (S) : \begin{cases} \min \mathcal{C}(x, y, z) = 4x^2 + 2y^2 + z^2 + y z - 2x y - 30(y + z) \\\ x + y + z = 100 \\\ x, y, z \ge 0 \end{cases}

2) Le Lagrangien est donné par :

\mathcal{L}(x, y, z, \lambda) = 4x^2 + 2y^2 + z^2 + y z - 2x y - 30(y + z) - (x + y + z)

x + y + z est une droite donc la contrainte g(x, y, z) = x + y + z est qualifiée.

Et x, y, z est solution de ce système si et seulement si :

\begin{cases}\dfrac{\partial \mathcal{L}}{\partial x}(x, y, z, \lambda) = 0 \\\\ \dfrac{\partial \mathcal{L}}{\partial y}(x, y, z, \lambda) = 0 \\\\ \dfrac{\partial \mathcal{L}}{\partial z}(x, y, z, \lambda) = 0 \\\\ \dfrac{\partial \mathcal{L}}{\partial \lambda}(x, y, z, \lambda) = 0 \end{cases} \iff \begin{cases}8x - 2y - \lambda = 0 \\\\ -2x + 4y + z - \lambda - 30= 0 \\\\ y + 2z - \lambda - 30 = 0 \\\\ -x - y - z = 0 \end{cases} \iff \begin{cases}x = -\dfrac{40}{13} \\\\ y = -\dfrac{10}{13} \\\\ z = \dfrac{50}{13} \\\\ \lambda = -\dfrac{300}{13} \end{cases}

?:

Posté par
verdurin
re : Optimisation Linéaire 22-01-23 à 10:28

Bonjour,
il y a une erreur dans ton lagrangien.
Le fait d'avoir -x-y-z=0 parmi tes équations devrait t'indiquer où est l'erreur car cette équation est contradictoire avec la condition x+y+z=100.

Une autre remarque x+y+z-100=0 est l'équation d'un plan, et non d'une droite.

Posté par
matheux14
re : Optimisation Linéaire 22-01-23 à 10:47

2) Le Lagrangien est donné par :

\mathcal{L}(x, y, z, \lambda) = 4x^2 + 2y^2 + z^2 + y z - 2x y - 30(y + z) - \lambda (x + y + z - 100)

\begin{cases}\dfrac{\partial \mathcal{L}}{\partial x}(x, y, z, \lambda) = 0 \\\\ \dfrac{\partial \mathcal{L}}{\partial y}(x, y, z, \lambda) = 0 \\\\ \dfrac{\partial \mathcal{L}}{\partial z}(x, y, z, \lambda) = 0 \\\\ \dfrac{\partial \mathcal{L}}{\partial \lambda}(x, y, z, \lambda) = 0 \end{cases} \iff \begin{cases}8x - 2y - \lambda = 0 \\\\ -2x + 4y + z - \lambda - 30= 0 \\\\ y + 2z - \lambda - 30 = 0 \\\\ -x - y - z +100 = 0 \end{cases} \iff \begin{cases}x = 20 \\\\ y = 30 \\\\ z = 50 \\\\ \lambda = 100 \end{cases}

Posté par
matheux14
re : Optimisation Linéaire 22-01-23 à 10:49

3)

Le coût de fabrication est de 3800

Posté par
matheux14
re : Optimisation Linéaire 22-01-23 à 10:49

Merci.

Posté par
verdurin
re : Optimisation Linéaire 22-01-23 à 11:04

Service

Posté par
carpediem
re : Optimisation Linéaire 22-01-23 à 11:50

salut

et des solutions non entières auraient du t'interpeller aussi ...



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