先週のベスト感想 ( 講義で分った事 ) 輸送問題も今までと同じように定式化できることが分かった 線形計画法は様々な社会問題を解くための基礎的なツールであることが分かった 2017/7/6 2

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1 OR の手法 ( 線形計画法 2) 社会情報特講 Ⅲ 大堀隆文 ( 非常勤講師 ) 1

2 先週のベスト感想 ( 講義で分った事 ) 輸送問題も今までと同じように定式化できることが分かった 線形計画法は様々な社会問題を解くための基礎的なツールであることが分かった 2017/7/6 2

3 ベスト感想 ( 講義 課題で難しかった事 ) 今回は使われないのにグラフが出てきて混乱した 課題 3 が需要を上回るように輸送するのか 上回らないよう ( 売れ残らない ) にするのか分かりにくかった 課題 3 で 需要は必ず満たすように制約式で需要 変数式 にするのか 需要内であれば必ず売れるから制約式で需要 変数式 にするのか分からなかった 変数を削減することが面倒だと感じたので次回の計算は丁寧にしたい 2017/7/6 3

4 先週のベスト感想 ( その他何でも 1) 今までの課題があっているか不安です 単位は取れるか? 課題の答えが会っていなければ単位は取れないか? 中学のときに解いた数学の問題でも同じようなものがあったと思った 表 4 が x 1,x 2 じゃなくて x1(x の 1 倍 ),x2(x の 2 倍 ) に見えて最初戸惑った 定式化するのにこんなに難しいのに解も求めるとなると次回が恐ろしい 2017/7/6 4

5 先週のベスト感想 ( その他何でも 2) 将棋やってみたいと思った! はさみ将棋しかわからない 私もよく将棋をやるが棒銀しか戦法をろくに使えないので強い人にあたるとすぐ負けてしまう 藤井四段は AI なのでは? という疑問がネット上に浮上している 面白い事を考える人もいると思った 将棋よりマージャンの方が好きだ 将棋以外のテーブルゲームは何かやりますか? 2017/7/6 5

6 先週のベスト感想 ( その他何でも 3) 大谷ヒット! 久し振りに大谷のヒットが見れて嬉しかった 近藤は今シーズン復帰厳しそうなのが残念だ AKB 系は毎年話題を作ってくるのが強いなって思った 加地先生とはどういうきっかけでお知り合いになったのですか? 2017/7/6 6

7 2 変数の線形計画問題 ここで説明する製造販売計画問題は 変数が 2 個の問題である 2 個では線形計画法は鉛筆定規で実行できる 3 変数以上では線形計画法は 単体 ( シンプレックス ) 法 かコンピュータソフトで解く 単体法は万能だが数学的に難解である ソフト解法は来週 Excel ソルバーによる解法を紹介する 7

8 3.1 製造 販売計画 経営資源 ( ヒト, モノ, カネ ) に限りある中で利益が最大の製品の製造販売量を求める問題 簿記検定では 最適セールスミックス決定 例題 3.1 角大食品 はハンバーグとミートボールを製造する 2 製品の 1 ロット当り牛豚の使用料と利益 ( 万円 ) 1 日の牛豚使用可能量を下表に示す 製品ハンバーグミートボール使用可能量 牛肉 (kg/ ロット ) 豚肉 (kg/ ロット ) 利益 ( 万円 / ロット ) 2 3 8

9 例題 3.1 の定式化 1 製品は毎日売れるとすると利益を最大にするにはハンバーグとミートボールを毎日何ロット製造すれば良いか? ( 解説 ) ハンバーグを x( ロット ) とミートボール y ( ロット ) を製造すると 総利益 z( 万 ) は z=2x+3y である この最大化 ( コストでは最小化 ) 関数を目的関数という 9

10 例題 3.1 の定式化 2 ( 解説続き ) 資源 ( 牛肉と豚肉 ) には上限がある 牛は 1 日 2x+y(kg) 必要で 100kg が限度 豚は 1 日 3x+6y(kg) 必要で 240kg が限度 x と y に負の値はありえない これら条件を制約条件という 以上をまとめ 制約条件 2x+y 100 3x+6y 240 x 0 y 0( 非負条件 ) のもとで 目的関数 z=2x+3y を最大にする x,y を求めることが目的 10

11 例題 3.1 の定式化 3 ( 定式化まとめ ) 目的関数 z=2x+3y を最大 (max) 制約条件 2x+y 100 3x+6y 240 非負条件 x 0 y 0 11

12 例題 3.1 の解法 1 問題は線形計画問題 その解法を線形計画法と呼ぶ 制約条件を満たし目的関数を最大にする変数を求めることが目的である 制約条件 (3), (4) を特に非負制約という 目的関数 (5) の右辺や制約条件 (1), (2) の左辺はすべて 定数 変数 の和で表されるので 線形計画問題という 12

13 例題 3.1 の解法 2 2 変数線形計画問題をはグラフを描いて解く 各制約条件の対応領域を考える. 制約条件 (1) は変形すると y -2x+100 となり, 下図 (a) の直線と下の領域が対応する. 制約条件 (2) は変形すると 3x+6y (1/2)x+40 となり, 下図 (b) の直線と下の領域が対応する. 13

14 例題 3.1 の解法 3 2 変数線形計画問題をはグラフを描いて解く 各制約条件の対応領域を考える. 非負制約 x 0(3) は下図 (c) の軸全体と右領域, 非負制約 y 0(4) は下図 (d) の軸全体と上領域が対応する 14

15 例題 3.1 の解法 4 図 3.1 各制約条件 (1)~(4) のまとめ 15

16 例題 3.1 の解法 5 解は全制約条件 (1)~(4) を満たさないといけない 4つの領域の共通部分 ( 下図 (a)) の中で解を探す ( 下図 (b) は (a) の拡大図である ) 16

17 例題 3.1 の解法 6 拡大図 (b) で四角形 OABCの境界と内部が制約条件 (1)-(4) を満たす点の集まりを実行可能領域 実行可能領域内の点を実行可能解 目的関数を最大にする実行可能解を探す そのために目的関数を y=-(2/3)x+z/3と変形し 切片値 (z/3) を色々変えて 図 (b) の四角形 OABCに重ねる 17

18 例題 3.1 の解法 7 下図の直線 1 は z/3=10( z=30) に対する目的関数直線である 実行可能領域内にある直線 1 上の点は 全制約条件を満たしかつ利益が 30 万円 の点 直線 2 は z/3=20( z=60) に対する目的関数直線である 実行可能領域内の直線 2 上の点は すべての制約条件を満たしかつ利益が 60 万円 の点 18

19 例題 3.1 の解法 8 切片が大きい程目的関数は大きくなるが, 直線は実行可能領域に含まれる必要である 右図の点 B を通る直線 3 が切片値が最大の限界直線となり目的関数を最大にする実行可能解である 点 B は右図より 2 直線 2x+y=100,3x+6y=240 の交点で, この連立一次方程式を解けば x=40,y=20 となり目的関数 z=2x+3y に代入し z=140 を得る ハンバーグ 40, ミートボール 20 ロット製造し利益は 140 万 円で最大になる 19

20 2017/7/5 Coffee break

21 好きなドラマ ( その 1) 朝ドラ ひよっこ あらすじ 年東京オリンピック前後茨城県の奥茨城村に育つヒロイン谷田部みね子の物語 東京出稼ぎの父を探し集団就職で上京し下町の工場で働きながら父を探す オリンピック後の不況で工場倒産で行く宛てなく父常連の洋食屋 すずふり亭 に勤める 家出しているすずふり亭の 1 人娘由香に祖母と父親の仕送りを届ける 2017/7/5

22 好きなドラマ ( その 1) 朝ドラ ひよっこ あらすじ 2 由香の感じの悪さに怒るが母の死で家庭内不和に至る由香の思いに同情する すずふり亭を訪れた綿引から新情報で実が引ったくり犯に殴れら失踪したことを聞く ビートルズファンの叔父宗男のためコンサートチケットを入手しようと奮闘する ヒロインは あまちゃん でヒロイン母の少女時代を演じた有村架純を起用 2017/7/5

23 好きなドラマ ( その 1) 朝ドラ ひよっこ キャスト 1 主人公谷田部みね子演有村架純 みね子の母演木村佳乃 みね子の父演沢村一樹 2017/7/5

24 好きなドラマ ( その 1) 朝ドラ ひよっこ キャスト 2 みね子友人時子演佐久間由衣 みね子友人三男演泉澤祐希 みね子叔父宗男演峯田和伸 2017/7/5

25 好きなドラマ ( その 1) 朝ドラ ひよっこ キャスト 3 すずふり亭店主鈴子演宮本信子 鈴子の息子省吾演佐々木蔵之介 省吾の娘由香演島崎遥香 2017/7/5

26 今日の課題 1: 栄養問題 成人が 1 日に必要な熱量 (kcal) 蛋白質 (g) カルシウム (mg) 各食品 100g に含まれる栄養素 各食品 100g の値段が表 1 に与えられている 各栄養素を摂取し最小食費にする食パンと牛乳の量を図的解法で求めなさい 表 1 各食品に含む栄養素と値段 26

27 今日の課題 1: 栄養問題 ( 回答 ) 表 1 各食品に含む栄養素と値段 図的解法 定式化 : 食パン x, 牛乳 y( 100g) とする 目的関数 :z=40x+25y min 制約式 : 270x+ 60y x+ 3y 70 11x+100y 600 x, y 0 最適解 27

28 今日の課題 2: 余暇問題 1 麻雀とテニスの好きな人がいる 週末に麻雀とテニス 1 回当たりの時間 費用 満足度を表 2 に示す 余暇時間は 16 時間 費用は 2 万円とするとき 満足度を最大にする麻雀とテニスの回数を図的解法で求めなさい 表 2 各余暇の時間と費用 28

29 今日の課題 2: 余暇問題 1( 回答 ) 表 2 各余暇の時間と費用 図的解法 定式化 : 麻雀 x, テニス y( 回 ) とする 目的関数 :z=5x+6y max 制約式 : 4x+2y 16 2x+4y 20 x, y 0 最適解 29

30 今日の課題 3: 余暇問題 2 課題 2 の余暇問題において 麻雀とテニスの満足度がそれぞれ 2 と 6 に変わったときの最適解を図的解法で求めなさい 表 3 各余暇の時間と費用 30

31 今日の課題 3: 余暇問題 2( 回答 ) 表 3 各余暇の時間と費用 図的解法 定式化 : 麻雀 x, テニス y( 回 ) とする 目的関数 :z=2x+6y max 制約式 : 4x+2y 16 2x+4y 20 x, y 0 最適解 31

32 今日の課題 4: 講義 課題の感想 学生番号と氏名 (1 枚目 2 枚目とも ) 今日の講義 課題の感想 講義で分ったこと 講義で難しかったこと 課題で難しかったこと その他 ( 何でも ) 社会情報特講 Ⅲ 32

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