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Sistemas y optimización lineal

Matemáticas Aplicadas a las Ciencias Sociales II · Unidad 2

El óptimo debe pertenecer a todas las restricciones; redondear puede sacarlo de la región factible.

Lecciones del tema

Resumen y esquema de decisión

El óptimo debe pertenecer a todas las restricciones; redondear puede sacarlo de la región factible.

  1. Traduce restricciones y no negatividad.
  2. Dibuja la intersección, no la unión.
  3. Calcula y verifica vértices candidatos.
  4. Compara el objetivo y revisa si las variables deben ser enteras.

01 · Sistemas lineales y discusión

Resolver y discutir sistemas lineales y comprobar la viabilidad de sus soluciones en contextos sociales.

  • Incógnitas, unidades y significado de cada condición.
  • Contradicción e incompatibilidad.

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02 · Restricciones y región factible

Traducir desigualdades a una región factible y encontrar vértices mediante intersecciones verificadas.

  • Un semiplano, con o sin frontera según la desigualdad.
  • Probando un punto fuera de la recta frontera.

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03 · Programación lineal contextualizada

Optimizar funciones lineales sobre regiones factibles y reconocer óptimos múltiples, inexistentes o enteros.

  • En sus vértices, incluyendo la posibilidad de lados óptimos.
  • Que puede mejorar sin cota dentro de la región factible.

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Formulario del tema

Sistemas lineales y discusión

rg ( A ) = rg ( [ A ∣ b ] ) ⟺ sistema compatible
Sistemas lineales y discusión · expresión 1
rg ( A ) = n da unicidad en un sistema compatible
Sistemas lineales y discusión · expresión 2

Restricciones y región factible

R = { ( x , y ) : a i x + b i y ≤ c i  para todo  i }
Restricciones y región factible · expresión 1
x ≥ 0 , y ≥ 0 cuando lo exige el contexto
Restricciones y región factible · expresión 2

Programación lineal contextualizada

F ( x , y ) = a x + b y
Programación lineal contextualizada · expresión 1
max ( x , y ) ∈ R F ( x , y ) evaluar vértices si  R  es un polígono compacto
Programación lineal contextualizada · expresión 2

Refuerzo 1 · Recuperación activa

Cierra los apuntes. Escribe una respuesta antes de revelar cada criterio; después compárala y corrige lo que falte.

¿Qué indica 0=c con c≠0?

Contradicción e incompatibilidad.

¿Cómo elegir el lado correcto?

Probando un punto fuera de la recta frontera.

¿Qué significa objetivo ilimitado?

Que puede mejorar sin cota dentro de la región factible.

Refuerzo 2 · Detecta el error

Una resolución afirma: En programación lineal cualquier intersección entre dos rectas de frontera es un vértice válido.

Localiza el fallo, explica por qué no es válido y corrígelo antes de abrir la respuesta.

Contrastar mi corrección

Solo sirve si cumple todas las restricciones. Una intersección fuera de la región factible no puede ser candidata al óptimo.

Refuerzo 3 · Reto de transferencia

Maximiza F=3x+2y con x≥0, y≥0, x+y≤4 y x≤2.

Ver desarrollo y comprobación

Los vértices son (0,0), (2,0), (2,2) y (0,4). F vale 0, 6, 10 y 8. El máximo es 10 en (2,2). Todos los puntos utilizados cumplen las cuatro condiciones.

Refuerzo 4 · Minitest mixto

Nueve preguntas del banco de las tres lecciones, reunidas para practicar la elección del método. Se reutilizan preguntas, no se presentan como un banco nuevo.

Una ecuación redundante…

  1. Hace incompatible el sistema
  2. No añade una restricción independiente
  3. Siempre da solución única
Solución y explicación

Respuesta: No añade una restricción independiente. Puede reducir el rango respecto al número de ecuaciones.

La región factible se obtiene…

  1. Uniendo todos los semiplanos
  2. Intersectándolos
  3. Promediando fronteras
Solución y explicación

Respuesta: Intersectándolos. Todas las restricciones deben cumplirse a la vez.

Dos vértices adyacentes con el mismo valor máximo implican…

  1. Un error siempre
  2. Óptimo en todo el segmento
  3. Que la región es vacía
Solución y explicación

Respuesta: Óptimo en todo el segmento. La linealidad mantiene el valor en sus combinaciones convexas.

Una solución de cantidades negativas…

  1. Se acepta siempre
  2. Se vuelve positiva sin justificar
  3. Puede ser inadmisible en el contexto
Solución y explicación

Respuesta: Puede ser inadmisible en el contexto. El álgebra y la factibilidad contextual deben distinguirse.

Una intersección de dos rectas frontera…

  1. Siempre es vértice factible
  2. Se acepta sin revisar
  3. Debe comprobarse en las demás restricciones
Solución y explicación

Respuesta: Debe comprobarse en las demás restricciones. Puede quedar fuera de la región común.

Una región no acotada…

  1. Nunca tiene mínimos
  2. Nunca tiene máximos
  3. Exige estudiar el objetivo concreto
Solución y explicación

Respuesta: Exige estudiar el objetivo concreto. Puede tener óptimos finitos para ciertas direcciones de optimización.

Si un parámetro anula el determinante…

  1. Se estudia ese caso aparte
  2. Se divide por cero
  3. Se concluye siempre ninguna solución
Solución y explicación

Respuesta: Se estudia ese caso aparte. Puede haber incompatibilidad o infinitas soluciones.

No negatividad suele expresarse como…

  1. x≥0,y≥0
  2. x+y=0 siempre
  3. x<0,y<0
Solución y explicación

Respuesta: x≥0,y≥0. Representa cantidades que no pueden ser negativas.

Redondear un óptimo continuo para un problema entero…

  1. Puede violar restricciones
  2. Siempre funciona
  3. No necesita comprobación
Solución y explicación

Respuesta: Puede violar restricciones. La factibilidad debe revisarse después.

Refuerzo 5 · Flashcards del tema

Las doce tarjetas se comparten con las lecciones: son las mismas tarjetas, no doce duplicados que haya que estudiar dos veces.

¿Qué se define antes de formular?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

Incógnitas, unidades y significado de cada condición.

Intenta responder antes de mirar.

¿Qué indica 0=c con c≠0?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

Contradicción e incompatibilidad.

Intenta responder antes de mirar.

¿Qué añade no negatividad a una familia de soluciones?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

Restricciones sobre los parámetros libres.

Intenta responder antes de mirar.

¿Es válido redondear una solución exacta de conteo?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

No sin comprobar que siga cumpliendo las ecuaciones.

Intenta responder antes de mirar.

¿Qué representa una inecuación lineal en dos variables?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

Un semiplano, con o sin frontera según la desigualdad.

Intenta responder antes de mirar.

¿Cómo elegir el lado correcto?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

Probando un punto fuera de la recta frontera.

Intenta responder antes de mirar.

¿Qué significa región vacía?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

No hay combinación que satisfaga todas las condiciones.

Intenta responder antes de mirar.

¿Por qué incluir ejes al buscar vértices?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

Pueden ser fronteras de las restricciones de no negatividad.

Intenta responder antes de mirar.

¿Dónde buscar un óptimo de un polígono compacto?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

En sus vértices, incluyendo la posibilidad de lados óptimos.

Intenta responder antes de mirar.

¿Qué significa objetivo ilimitado?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

Que puede mejorar sin cota dentro de la región factible.

Intenta responder antes de mirar.

¿Qué cambia en programación entera?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

Solo se admiten coordenadas enteras.

Intenta responder antes de mirar.

¿Qué debe comunicar una solución contextual?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

Cantidades, valor del objetivo, unidades y posibles empates.

Intenta responder antes de mirar.

Refuerzo 6 · Mezcla con un tema anterior

Cambia de procedimiento para comprobar si puedes elegirlo sin que el título del tema te lo indique.

¿Qué información se pierde si se entregan solo los números [40;30] del ejemplo?

Comparar mi solución

Se desconoce a qué sucursal, periodo y unidad monetaria corresponden. Una respuesta contextual necesita identificar esas dimensiones, no solo el resultado numérico.

Necesito repasar la base de este problema

¿Una matriz de transición con columnas que suman 1,2 conserva automáticamente el total?

Comparar mi solución

No. Bajo la convención columna, las columnas deben sumar uno para conservar probabilidades o cantidades totales sin entradas adicionales. Un total 1,2 representa otro tipo de modelo.

Necesito repasar la base de este problema

Un plan de repaso adaptable

Hoy: haz el reto y registra el error. En 1 día: recupera las tarjetas difíciles. En 3 días: resuelve de nuevo sin mirar. En 7 días: mezcla este tema con otro. En 14 días: revisa lo que siga costando. Adelanta o retrasa sesiones según el examen y tu recuerdo real; estas fechas son una pauta, no una receta óptima universal.

Marca «lo recordaba» solo si pudiste responder antes de ver la solución. Estudiar no consiste en pasar tarjetas rápidamente.

Mi registro de errores

Se guarda solo en este navegador.

Fuentes y revisión editorial

Material de elaboración propia con asistencia de IA. Revisión docente final pendiente. La comprobación técnica no certifica la adaptación a una convocatoria concreta de PAU.

Recursos para dominar este tema

Cuando termines las lecciones, utiliza estos cuatro recursos según lo que necesites: repasar, practicar, comprobarte o corregir errores.