Calculadora de vértices

Resuelve un problema de programación lineal de dos variables evaluando los vértices de la región factible.

Método de los vértices en programación lineal
Introduce un objetivo y dos restricciones de menor o igual.

La calculadora también aplica las condiciones de no negatividad: x mayor o igual que cero e y mayor o igual que cero.

Acerca del método de los vértices

La programación lineal optimiza un objetivo lineal respetando restricciones lineales. En un problema con dos variables de decisión, cada desigualdad representa un semiplano en una gráfica de coordenadas. Su zona común es la región factible. Cuando esa región es acotada y no vacía, el valor máximo o mínimo del objetivo se alcanza en uno o varios vértices, también llamados puntos extremos. El método de los vértices aprovecha este hecho para sustituir una búsqueda continua por un conjunto finito de evaluaciones. Esta calculadora acepta un objetivo de la forma cx por x más cy por y, y dos restricciones de la forma ax por x más by por y menor o igual que un límite. También impone las condiciones habituales de no negatividad, por lo que x e y no pueden ser negativos. Genera candidatos a vértices a partir del origen, las intersecciones con ambos ejes y la intersección de las dos rectas de frontera. Se eliminan los candidatos que incumplen cualquiera de las desigualdades. Tras encontrar los vértices factibles, la calculadora sustituye cada punto en la función objetivo. Para maximizar conserva el valor más alto; para minimizar, el más bajo. La lista de vértices permite verificar la comparación. Si dos vértices adyacentes dan el mismo valor óptimo, todos los puntos del segmento que los une también son óptimos, aunque este resultado compacto muestre solo uno de ellos. El método gráfico es especialmente útil para planificación de producción, asignación de recursos, modelos de dietas e introducción a la investigación de operaciones. Las variables de decisión pueden representar cantidades de productos, horas de trabajo o cantidades de material. Los coeficientes de las restricciones indican cómo cada decisión consume un recurso limitado; los del objetivo representan beneficio, costo, tiempo u otra medida de desempeño. Un modelo correcto importa tanto como la aritmética. Confirma que las restricciones usen unidades compatibles y que el sentido de cada desigualdad coincida con el límite práctico. Esta calculadora maneja específicamente dos restricciones de menor o igual más no negatividad. Los problemas con restricciones de mayor o igual o de igualdad pueden requerir una conversión algebraica y generar regiones factibles que este formulario no representa. El método de los vértices no sustituye al método símplex en modelos grandes, pero aclara la geometría subyacente. También permite comprobar rápidamente regiones factibles dibujadas a mano. Los resultados decimales se redondean a seis cifras para facilitar la lectura. Si los coeficientes producen fracciones exactas, consérvalas en el trabajo formal para evitar acumular errores de redondeo.

Ejemplos del método de los vértices

ProblemaPunto óptimoValor objetivo
Maximizar 3x + 2y; x + y como máximo 4; x como máximo 2(2, 2)10
Maximizar x + 4y; x + y como máximo 5; 2x + y como máximo 8(0, 5)20
Maximizar 2x + y; x + y como máximo 6; x + 2y como máximo 8(6, 0)12

Cómo encontrar el vértice óptimo

  1. Elige si deseas maximizar o minimizar la función objetivo.
  2. Introduce los coeficientes de x e y de la función objetivo.
  3. Introduce ambos coeficientes y el límite del lado derecho de cada restricción de menor o igual.
  4. Selecciona Encontrar vértice óptimo para generar y evaluar los vértices factibles.
  5. Compara el punto óptimo, el valor objetivo y la lista completa de vértices factibles.

Preguntas frecuentes

¿Por qué el óptimo se alcanza en un vértice?

Un objetivo lineal tiene rectas de nivel paralelas. Al desplazar una sobre un polígono factible convexo, alcanza su valor extremo en un vértice o una arista. Por eso basta revisar todos los vértices de una región factible acotada.

¿Qué restricciones admite esta calculadora?

Admite dos restricciones lineales de menor o igual con dos variables y exige automáticamente que ambas sean no negativas. Otras desigualdades deben convertirse antes de introducirlas, siempre que la conversión preserve la región deseada.

¿Qué ocurre si dos vértices tienen el mismo valor óptimo?

La calculadora muestra un vértice óptimo. Si dos vértices adyacentes empatan, todos los puntos de la arista factible que los une también son óptimos.

¿Puede un programa lineal no tener solución factible?

Sí, las restricciones pueden contradecirse y ningún punto satisfacerlas todas. Este formato suele incluir el origen si los límites son no negativos, pero otros sentidos de desigualdad pueden producir inviabilidad.

¿Cómo se generan los vértices candidatos?

La calculadora evalúa el origen, las intersecciones válidas con los ejes y la intersección de las dos rectas de frontera. Después descarta todos los puntos fuera de la región factible no negativa.