מאפייה קטנה אופה מדי יום שני סוגי עוגות לאירועים: עוגת שוקולד ועוגת פירות. למאפייה יש הזמנה קבועה מבית מלון סמוך, המחייבת אפייה של לפחות 10 עוגות שוקולד בכל יום. הכנת עוגת שוקולד דורשת 3 ק"ג קמח, והכנת עוגת פירות דורשת 2 ק"ג קמח; במאפייה יש מלאי יומי של 90 ק"ג קמח. בנוסף, בשל קיבולת התנור, ניתן לאפות בסך הכול לכל היותר 35 עוגות ביום (משני הסוגים יחד). הרווח ממכירת עוגת שוקולד הוא 40 ש"ח, והרווח ממכירת עוגת פירות הוא 30 ש"ח. נסמן ב-x את מספר עוגות השוקולד הנאפות ביום, וב-y את מספר עוגות הפירות הנאפות ביום.
הציגו פתרון
- אילוץ ההזמנה הקבועה מבית המלון: יש לאפות בכל יום לפחות 10 עוגות שוקולד, ולכן x ≥ 10.
- אילוץ הקמח: כל עוגת שוקולד דורשת 3 ק"ג וכל עוגת פירות דורשת 2 ק"ג, ובסך הכול יש 90 ק"ג ביום, ולכן 3x + 2y ≤ 90.
- אילוץ קיבולת התנור: סך כל העוגות (משני הסוגים) אינו יכול לעלות על 35 ביום, ולכן x + y ≤ 35.
- מספר העוגות אינו יכול להיות שלילי, ולכן בפרט y ≥ 0 (האילוץ x ≥ 10 כבר מבטיח ש-x חיובי).
תשובה: x ≥ 10, 3x + 2y ≤ 90, x + y ≤ 35, y ≥ 0.
הציגו פתרון
- מהמשוואה הראשונה: y = 35 − x.
- נציב במשוואה השנייה: 3x + 2(35 − x) = 90.
- נפתח סוגריים: 3x + 70 − 2x = 90, כלומר x + 70 = 90, ומכאן x = 20.
- נציב חזרה: y = 35 − 20 = 15. נקודת החיתוך היא (20, 15).
תשובה: (20, 15)
הציגו פתרון
- קדקודי תחום האפשרויות הם הנקודות: (10, 0) — חיתוך x=10 עם y=0; (30, 0) — חיתוך 3x+2y=90 עם y=0; (20, 15) — מסעיף ב'; (10, 25) — חיתוך x=10 עם x+y=35.
- נחשב את P בכל קדקוד: ב-(10,0): P = 40·10 + 30·0 = 400. ב-(30,0): P = 40·30 = 1,200.
- ב-(20,15): P = 40·20 + 30·15 = 800 + 450 = 1,250. ב-(10,25): P = 40·10 + 30·25 = 400 + 750 = 1,150.
- הערך הגבוה ביותר הוא 1,250 ש"ח, המתקבל בנקודה (20,15), ולכן יש לאפות 20 עוגות שוקולד ו-15 עוגות פירות ביום.
תשובה: יש לאפות 20 עוגות שוקולד ו-15 עוגות פירות; הרווח המרבי הוא 1,250 ש"ח.
הציגו פתרון
- בפתרון האופטימלי x = 20, וזה גדול בהרבה מ-10, כך שהאילוץ x ≥ 10 אינו "צמוד" (אינו פעיל) בנקודת האופטימום.
- בלי האילוץ x ≥ 10, תחום האפשרויות היה כולל גם את הקדקוד (0, 35) (חיתוך x+y=35 עם ציר ה-y): P = 40·0 + 30·35 = 1,050, שהוא נמוך מ-1,250.
- מכיוון שגם בלי האילוץ הקדקוד (20,15) עדיין נותן את הרווח הגבוה ביותר (1,250 > 1,050), הסרת האילוץ לא הייתה משנה את הפתרון האופטימלי.
תשובה: האילוץ אינו משפיע על הפתרון — היה מתקבל אותו פתרון גם בלעדיו.
הציגו פתרון
- הקדקוד המנצל את הקיבולת לטובת עוגות פירות ככל האפשר (בכפוף להזמנה הקבועה) הוא (10, 25), שבו הרווח הוא 1,150 ש"ח בלבד (מסעיף ג').
- לעומת זאת, בקדקוד (20, 15), שבו מייצרים שילוב של שני הסוגים, מתקבל רווח גבוה יותר: 1,250 ש"ח.
- מכיוון ש-1,250 > 1,150, השילוב עדיף על הטיה חזקה לעבר עוגות הפירות, ולכן טענת העובד אינה נכונה.
תשובה: לא, הטענה אינה נכונה.
חלוקת הנקודות בין הסעיפים היא הערכה פנימית של MathHero — בשאלון הרשמי הניקוד ניתן לשאלה כולה.