LÝ THUYẾT - SÁCH HÌNH ĐỘNG
LỚP 10·10 / 2026

BPT · 0640 phút

Bài toán quy hoạch tuyến tính thực tế

Lãi lớn nhất, chi phí nhỏ nhất

01Ví dụ minh hoạ

Ví dụ 1 (lãi lớn nhất)

Một xưởng làm hai loại sản phẩm A, B. Mỗi kg A cần 22 kg nguyên liệu và 3030 giờ; mỗi kg B cần 44 kg nguyên liệu và 1515 giờ. Xưởng có 200200 kg nguyên liệu và 1 2001\,200 giờ. Lãi 4040 nghìn đồng mỗi kg A, 3030 nghìn đồng mỗi kg B. Hỏi làm bao nhiêu kg mỗi loại để lãi lớn nhất?

Giải. Gọi xx, yy là số kg A, B (x,y≥0x, y \ge 0). Ràng buộc:

2x+4y≤200,30x+15y≤1 200,x≥0,y≥0.2x + 4y \le 200,\quad 30x + 15y \le 1\,200,\quad x \ge 0,\quad y \ge 0.

Rút gọn (chia 22 và chia 1515): x+2y≤100x + 2y \le 100, 2x+y≤802x + y \le 80. Lãi F=40x+30yF = 40x + 30y (nghìn đồng).

Đỉnh: O(0; 0)O(0;\,0); y=0y = 0 với 2x+y=802x + y = 80: (40; 0)(40;\,0); x=0x = 0 với x+2y=100x + 2y = 100: (0; 50)(0;\,50); x+2y=100x + 2y = 100 và 2x+y=802x + y = 80: nhân phương trình đầu với 22 rồi trừ: 3y=1203y = 120, y=40y = 40, x=20x = 20: (20; 40)(20;\,40). Kiểm: (40;0)(40;0) thoả x+2y=40≤100x + 2y = 40 \le 100; (0;50)(0;50) thoả 2x+y=50≤802x + y = 50 \le 80.

ĐỉnhF=40x+30yF = 40x + 30y
(0; 0)(0;\,0)00
(40; 0)(40;\,0)1 6001\,600
(0; 50)(0;\,50)1 5001\,500
(20; 40)(20;\,40)2 0002\,000

Kết luận. Làm 2020 kg A và 4040 kg B, lãi lớn nhất 2 0002\,000 nghìn đồng (hai triệu đồng). Nhận xét: khi đó nguyên liệu dùng 2⋅20+4⋅40=2002\cdot 20 + 4\cdot 40 = 200 kg (hết) và giờ 30⋅20+15⋅40=1 20030\cdot 20 + 15\cdot 40 = 1\,200 (hết): cả hai ràng buộc cùng "chặt", đó là lí do tối ưu ở đỉnh cắt nhau.

Tương tácĐường mức lãi của ví dụ 1
● GTLN = 2000
● GTNN = 0
● đường mức còn cắt miền

Kéo k: đường mức F = k trượt về phía lãi tăng. Chỉ khi k = 2000 nó còn chạm miền tại đúng một điểm, đỉnh B(20; 40); lớn hơn nữa thì đường mức rời khỏi miền.

2040608010020406080Oxy

Bước 1 / 6

Đặt ẩn: là số kg sản phẩm A, là số kg sản phẩm B; , . Hai trục là hai ẩn.

Ví dụ 2 (chi phí nhỏ nhất)

Cần pha khẩu phần từ hai loại thức ăn. Mỗi kg loại A chứa 33 đơn vị protein, 11 đơn vị vitamin, giá 2020 nghìn đồng; mỗi kg loại B chứa 11 đơn vị protein, 22 đơn vị vitamin, giá 1515 nghìn đồng. Khẩu phần phải có ít nhất 99 đơn vị protein và 88 đơn vị vitamin. Mua bao nhiêu kg mỗi loại để chi phí nhỏ nhất?

Giải. xx, yy là số kg A, B (x,y≥0x, y \ge 0). Ràng buộc: protein 3x+y≥93x + y \ge 9; vitamin x+2y≥8x + 2y \ge 8. Chi phí F=20x+15yF = 20x + 15y (nghìn đồng), cần nhỏ nhất.

Miền không bị chặn (bài 3, ví dụ 3) với các đỉnh (0; 9)(0;\,9), (2; 3)(2;\,3), (8; 0)(8;\,0). Vì a=20>0a = 20 > 0 và b=15>0b = 15 > 0, FF tăng khi đi ra xa nên có min.

ĐỉnhF=20x+15yF = 20x + 15y
(0; 9)(0;\,9)135135
(2; 3)(2;\,3)8585
(8; 0)(8;\,0)160160

Kết luận. Mua 22 kg loại A và 33 kg loại B, chi phí nhỏ nhất 8585 nghìn đồng. Kiểm: protein 6+3=96 + 3 = 9, vitamin 2+6=82 + 6 = 8, vừa đủ cả hai.

Ví dụ 3 (ba ràng buộc, một ràng buộc "cắt góc")

Một tổ sản xuất hai loại hộp quà I và II, tính theo trăm hộp: xx trăm hộp I, yy trăm hộp II. Máy đóng gói chỉ chạy tối đa 88 trăm hộp tổng cộng; công đoạn cắt tốn x+3yx + 3y giờ, tối đa 1818 giờ; công đoạn dán tốn 3x+y3x + y giờ, tối đa 1818 giờ. Lãi 22 triệu đồng mỗi trăm hộp I, 33 triệu đồng mỗi trăm hộp II. Tìm phương án lãi lớn nhất.

Giải. Ràng buộc: x+y≤8x + y \le 8, x+3y≤18x + 3y \le 18, 3x+y≤183x + y \le 18, x,y≥0x, y \ge 0. Hàm mục tiêu F=2x+3yF = 2x + 3y (triệu đồng).

Ba đường x+3y=18x + 3y = 18 và 3x+y=183x + y = 18 cắt nhau ở (4,5; 4,5)(4{,}5;\,4{,}5), nhưng điểm đó có x+y=9>8x + y = 9 > 8 nên không thuộc miền; ràng buộc x+y≤8x + y \le 8 đã cắt mất góc đó. Các đỉnh của miền:

  • O(0; 0)O(0;\,0).
  • y=0y = 0 với 3x+y=183x + y = 18: (6; 0)(6;\,0) (thoả x+y=6≤8x + y = 6 \le 8).
  • x=0x = 0 với x+3y=18x + 3y = 18: (0; 6)(0;\,6) (thoả x+y=6≤8x + y = 6 \le 8).
  • x+y=8x + y = 8 với 3x+y=183x + y = 18: trừ hai vế 2x=102x = 10, (5; 3)(5;\,3) (thoả x+3y=14≤18x + 3y = 14 \le 18).
  • x+y=8x + y = 8 với x+3y=18x + 3y = 18: trừ hai vế 2y=102y = 10, (3; 5)(3;\,5) (thoả 3x+y=14≤183x + y = 14 \le 18).
Đỉnh(0;0)(0;0)(6;0)(6;0)(5;3)(5;3)(3;5)(3;5)(0;6)(0;6)
F=2x+3yF = 2x + 3y001212191921211818

Kết luận. 33 trăm hộp loại I và 55 trăm hộp loại II, lãi lớn nhất 2121 triệu đồng.

2468102468Oxy

Bước 1 / 6

Đặt ẩn: , là số trăm hộp loại I, II. Ràng buộc , ; hàm mục tiêu (triệu đồng).

Ví dụ 4 (nhiều phương án tối ưu)

Giữ nguyên các ràng buộc của ví dụ 1, nhưng nay lãi là 2020 nghìn đồng mỗi kg A và 4040 nghìn đồng mỗi kg B. Tìm lãi lớn nhất.

Giải. F=20x+40y=20(x+2y)F = 20x + 40y = 20(x + 2y). Tại các đỉnh: F(0; 0)=0F(0;\,0) = 0; F(40; 0)=800F(40;\,0) = 800; F(0; 50)=2 000F(0;\,50) = 2\,000; F(20; 40)=400+1 600=2 000F(20;\,40) = 400 + 1\,600 = 2\,000.

Hai đỉnh (0; 50)(0;\,50) và (20; 40)(20;\,40) cùng cho lãi lớn nhất 2 0002\,000 nghìn đồng, nên mọi điểm của cạnh nối chúng (nằm trên x+2y=100x + 2y = 100, vì F=20(x+2y)=2 000F = 20(x + 2y) = 2\,000) đều tối ưu. Ví dụ (10; 45)(10;\,45): x+2y=100x + 2y = 100 và 2x+y=65≤802x + y = 65 \le 80, hợp lệ, lãi 200+1 800=2 000200 + 1\,800 = 2\,000. Ý nghĩa: mọi phương án dùng hết nguyên liệu (và không quá giờ máy) đều cho cùng lãi; nhà sản xuất chọn theo tiêu chí khác (ví dụ ít tốn giờ nhất).

Tiếp theoLuyện tập →