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In einer Autowerkstatt, Werden Autos repariert und verkauft. Pro Pkw ein Gewinn von 4000 Franken, pro Lkw ein Gewinn von 5000 Franken. Für jeden Pkw ist die Reperaturwerkstatt(RW) 20h und die Lackierungswerkstatt(LW) 15h belegt. Für einen Lkw ist die RW 10h belegt und die LW 20h. Pro Monat kann in der RW 150h und in fern LW 175h gearbeitet werden.


Stellen Sie ein vollständiges Ungleichungssystem auf, zeichnen Sie das Planungspolygon (Planungsvieleck), und bestimmen Sie wie viele Pkws und Lkws pro Monat bearbeitet werden sollen, damit der Gewinn maximal ist. Wie hoch ist dieser Gewinn ?

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Die Anzahl \(p\) der PKWs und die Anzahl \(l\) der LKWs wird durch die Belegung in den Werkstätten begrenzt. Die Belegungszeit \(t_R\) in der Reparaturwerkstatt und die Zeit \(t_L\) in der Lakierungswerkstatt, berechnet sich aus den Anzahlen \(p\) und \(l\). Laut Aufgabenstellung ist: $$t_R = 20\text{h} \cdot p + 10\text{h} \cdot l \le 150\text{h} \\ t_L = 15\text{h} \cdot p + 20\text{h} \cdot l \le 175\text{h}$$

Diese beiden Grenzen trage ich als (blaue) Geraden in ein Koordinatensystem ein. Wobei die horizontale Achse die Anzahl \(l\) der LKWs und die vertikale Achse die Anzahl \(p\) der PKWs angibt.

Skizze7.png

So ist z.B. mit \((l=0| \, p=7,5)\) oder mit \((l=15| \, p=0)\) die Lakierungswerkstatt mit 175h ausgelastet. Die Reparaturwerkstatt ist z.B. mit \(l=8,75| \, p=0\) oder mit \((l=0|\, p=11 \frac23)\) Fahrzeugen ausgelastet. D.h. das Ergebnis kann sich nur innerhalb der bräunlich markierten Fläche befinden (das Planungspolygon). Der Gewinn \(g\) berechnet sich nach Aufgabenstellung aus: $$g = 4000 \text{Fr} \cdot p + 5000 \text{Fr} \cdot l$$ Um das Optimum aus der Skizze ablesen zu können, habe ich Linien mit gleichem Gewinn als gestrichelte Geraden eingezeichnet. Umso mehr die Gerade sich nach rechts oben verschiebt, desto höher ist der Gewinn. Die erste Gerade, die durch den Punkt \((l=0| \, p=5)\) geht, entspricht einem Gewinn von \(20000 \text{Fr}\). Die Gewinngerade, die das Planungspolygon gerade noch berührt, haben ich grün eingezeichnet. Sie geht durch den Punkt \(Opt = (l=5|\, p=5)\) und entspricht einem Gewinn von: $$g_{\text{opt}} = 4000 \text{Fr} \cdot 5 + 5000 \text{Fr} \cdot 5 = 45000 \text{Fr}$$ Gruß Werner

Avatar von 48 k
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Meine Vorgehensweise

Planungspolygon wie bei der Antwort von Werner
berechnen und zeichnen.
Die Eckpunkte berechnen
( l1 | p1 ) usw.

Dann zeichne ich nichts mehr sondern setze
die Eckpunkte in die Gewinnformel ein.
g1 = 4000 * p1 + 5000 * l1

Ist dies für alle Eckpunkte durchgeführt ist auch
der max. Gewinn ermittelt und bei welchem Eckpunkt.

Für mich ist diese Vorgehensweise einfacher.

Bei Bedarf nachfragen.

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Im Gegensatz zu der von Werner, wird diese Vorgehensweise rechnerisch umso aufwändiger,  je mehr die Anzahl der Ungleichungen zunimmt.

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