लीनियर प्रोग्रामिंग
छोटे उत्तर प्रकार प्रश्न
1. $Z=11 x+7 y$ के अधिकतम मान को निर्धारित कीजिए जो निम्नलिखित संरेखण के अंतर्गत हो:
$2 x+y \leq 6, x \leq 2, x \geq 0, y \geq 0$
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दिया गया है: $Z=11 x+7 y$ और संरेखण $2 x+y \leq 6, x \leq 2$,
$x \geq 0, y \geq 0$
मान लीजिए $2 x+y=6$
$\begin{array}{|l|l|l|} \hline x & 0 & 3 \\ \hline y & 6 & 0 \\ \hline \end{array}$
छायांकित क्षेत्र OABC वह उपयोग्य क्षेत्र है जो संरेखण द्वारा निर्धारित किया गया है
$2 x+y \leq 6, x \leq 2, x \geq 0, y \geq 0$
उपयोग्य क्षेत्र सीमित है।
इसलिए, अधिकतम मान उपयोग्य क्षेत्र के कोने के बिंदु पर होगा।
कोने बिंदु $ (0,0),(2,0),(2,2) $ और $ (0,6) $ हैं।
अब, $Z$ के मान का मूल्यांकन करते हैं, हमें प्राप्त होता है
| कोने बिंदु | $Z$ का मान |
|---|---|
| $O(0,0)$ | $11(0)+7(0)=0$ |
| $A(2,0)$ | $11(2)+7(0)=22$ |
| $B(2,2)$ | $11(2)+7(2)=36$ |
| $C(0,6)$ | $11(0)+7(6)=42$ |
इसलिए, $Z$ का अधिकतम मान 42 है जो $ (0,6) $ पर है।
2. $Z=3 x+4 y$ को अधिकतम करें, जो निम्नलिखित संरेखण के अंतर्गत हो: $x+y \leq 1, x \geq 0$, $y \geq 0$.
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हल
दिया गया है: $Z=3 x+4 y$ और संरेखण $x+y \leq 1, x \geq 0, y \geq 0$
मान लीजिए
$ x+y=1 $
$\begin{array}{|l|l|l|} \hline x & 1 & 0 \\ \hline y & 0 & 1 \\ \hline \end{array}$
छायांकित क्षेत्र $OAB$ वह उपयोग्य क्षेत्र है जो $x+y \leq 1, x \geq 0, y \geq 0$ द्वारा निर्धारित किया गया है।
उपयोग्य क्षेत्र सीमित है। इसलिए, अधिकतम मान उपयोग्य क्षेत्र के कोने बिंदुओं $O(0,0)$, $A(1,0), B(0,1)$ पर होगा।
अब, $Z$ के मान का मूल्यांकन करते हैं, हमें प्राप्त होता है
| कोने बिंदु | Z का मान |
|---|---|
| $O(0,0)$ | $3(0)+4(0)=0$ |
| $A(1,0)$ | $3(1)+4(0)=3$ |
| $B(0,1)$ | $3(0)+4(1)=4$ |
अतः, $Z$ का अधिकतम मान 4 है, जो $(0,1)$ पर है।
3. फलन $Z=11 x+7 y$ को अधिकतम करें जबकि संरेखण $x \leq 3, y \leq 2, x \geq 0, y \geq 0$ हो।
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छायांकित क्षेत्र संरेखण $x \leq 3, y \leq 2$, $x \geq 0, y \geq 0$ द्वारा निर्धारित योग्य क्षेत्र है।
योग्य क्षेत्र चार कोनों $O(0,0), A(3,0), B(3,2)$ और
$C(0,2)$ द्वारा बंद है।
अतः, $Z$ का अधिकतम मान किसी भी कोने पर हो सकता है।
मान लीजिए $Z$ का मान।
| कोने बिंदु | Z का मान |
|---|---|
| $O(0,0)$ | $11(0)+7(0)=0$ |
| $A(3,0)$ | $11(3)+7(0)=33$ |
| $B(3,2)$ | $11(3)+7(2)=47$ |
| $C(0,2)$ | $11(0)+7(2)=14$ |
अतः, फलन $Z$ का अधिकतम मान 47 है, जो $(3,2)$ पर है।
4. $Z=13 x-15 y$ को न्यूनतम करें जबकि संरेखण $x+y \leq 7,2 x-3 y+6 \geq 0, x \geq 0, y \geq 0$ हो।
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दिया गया है: $Z=13 x-15 y$ और संरेखण $x+y \leq 7,2 x-3 y+6 \geq 0, x \geq 0, y \geq 0$
मान लीजिए $x+y=7$
$\begin{array}{|l|l|l|} \hline x & 0 & 7 \\ \hline y & 7 & 0 \\ \hline \end{array}$
मान लीजिए $2 x-3 y+6=0$
$\begin{array}{|l|l|l|} \hline x & 0 & -3 \\ \hline y & 2 & 0 \\ \hline \end{array}$
छायांकित क्षेत्र संरेखण $x+y \leq 7,2 x-3 y+6 \geq 0, x \geq 0, y \geq 0$ द्वारा निर्धारित है
संभाव्य क्षेत्र चार कोनों से घिरा हुआ है
$O(0,0), A(7,0), B(3,4), C(0,2)$
इसलिए, $Z$ का अधिकतम मान किसी भी कोने पर हो सकता है।
हम $Z$ के मान का मूल्यांकन करते हैं।
| कोने बिंदु | $Z$ का मान |
|---|---|
| $O(0,0)$ | $13(0)-15(0)=0$ |
| $A(7,0)$ | $13(7)-15(0)=91$ |
| $B(3,4)$ | $13(3)-15(4)=-21$ |
| $C(0,2)$ | $13(0)-15(2)=-30$ |
इसलिए, $Z$ का न्यूनतम मान -30, $(0,2)$ पर है।
5. यदि एक रैखिक प्रोग्रामन समस्या के लिए संभाव्य क्षेत्र (छायांकित) चित्र में दिखाया गया है, तो $Z=3 x+4 y$ का अधिकतम मान ज्ञात कीजिए।
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जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, OAED संभाव्य क्षेत्र है।
$\therefore 2 x+y=104$
A पर, $y=0 $
$\Rightarrow x=52$
जो कोने बिंदु $A=(52,0)$ देता है
$\therefore x+2 y=76$
D पर, $x=0 \Rightarrow y=38$
जो कोने बिंदु $D=(0,38)$ देता है
अब दिए गए समीकरणों को हल करने पर, हम प्राप्त करते हैं
$ \begin{aligned} & \quad x + 2y = 76 \ & \quad 2x + y = 104 \ & \quad 2x + 4y = 152 \quad \text{…….(1)} \ & \quad 2x + y = 104 \quad \text{…….(2)} \ \end{aligned} $
(1) और (2) से, हम प्राप्त करते हैं
$3y= 48 \Rightarrow y=16$
(2) में $y=16$ रखने पर
$2x+16=104$
$\Rightarrow \quad x =44$
इसलिए, कोने बिंदु $E=(44,16)$ है
संभाव्य क्षेत्र चार कोनों से घिरा हुआ है।
$O(0,0),A(52,0),E(44,16),D(0,38)$
इसलिए, $Z$ का अधिकतम मान किसी भी कोने पर हो सकता है।
$Z$ के अधिकतम मान का मूल्यांकन करते हैं, हम प्राप्त करते हैं
| कोने बिंदु | $Z=3 x+4 y$ |
|---|---|
| $O(0,0)$ | $Z=3(0)+4(0)=0$ |
| $A(52,0)$ | $Z=3(52)+4(0)=156$ |
| $E(44,16)$ | $Z=3(44)+4(16)=196$ |
| $D(0,38)$ | $Z=3(0)+4(38)=152$ |
इसलिए, $Z$ का अधिकतम मान 196, $(44,16)$ पर है।
6. एक लीनियर प्रोग्रामिंग समस्या (LPP) के लिए संभाव्य क्षेत्र (छायांकित) चित्र में दिखाया गया है।
$Z=5 x+7 y$ को अधिकतम करें।
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$OABC$ एक सीमित संभाव्य क्षेत्र है जिसके कोने बिंदु $O(0,0), A(7,0), B(3,4)$ और $C(0,2)$ हैं।
इसलिए, $Z$ का अधिकतम मान किसी भी कोने पर हो सकता है।
$Z$ के मान का मूल्यांकन करने पर, हमें प्राप्त होता है
| कोने बिंदु | $Z$ का मान |
|---|---|
| $O(0,0)$ | $Z=5(0)+7(0)=0$ |
| $A(7,0)$ | $Z=5(7)+7(0)=35$ |
| $B(3,4)$ | $Z=5(3)+7(4)=43$ |
| $C(0,2)$ | $Z=5(0)+7(2)=14$ |
इसलिए, $Z$ का अधिकतम मान $(3,4)$ पर 43 है।
7. एक लीनियर प्रोग्रामिंग समस्या (LPP) के लिए संभाव्य क्षेत्र चित्र में दिखाया गया है। $Z=11 x+7 y$ का न्यूनतम मान ज्ञात करें।
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दिए गए चित्र के अनुसार, ABCA संभाव्य क्षेत्र है। कोने बिंदु $C(0,3), B(0,5)$ और $A$ के लिए हमें समीकरणों को हल करना होगा
$ \text{ और } \quad \begin{aligned} x+3 y & =9 \\ x+y & =5 \end{aligned} $
जो $x=3, y=2$ देता है
अर्थात, $A(3,2)$
संभाव्य क्षेत्र चार कोनों से घिरा हुआ है
$ A(3,2), B(0,5), C(0,3)$
इसलिए, $Z$ का अधिकतम मान किसी भी कोने पर हो सकता है
$Z$ के मान का मूल्यांकन करने पर, हमें प्राप्त होता है
| कोने बिंदु | $Z$ का मान |
|---|---|
| $A(3,2)$ | $Z=11(3)+7(2)=47$ |
| $B(0,5)$ | $Z=11(0)+7(5)=35$ |
| $C(0,3)$ | $Z=11(0)+7(3)=21$ |
इसलिए, $Z$ का न्यूनतम मान $(0,3)$ पर 21 है।
8. उपरोक्त अभ्यास 7 के संदर्भ में। $Z$ का अधिकतम मान ज्ञात करें।
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$Z$ के मान के मूल्यांकन तालिका के अनुसार, $Z$ का अधिकतम मान $(3,2)$ पर 47 है।
9. एक लीनियर प्रोग्रामिंग समस्या (LPP) के लिए संभाव्य क्षेत्र चित्र में दिखाया गया है। इस क्षेत्र के प्रत्येक कोने बिंदु पर $Z=4 x+y$ का मूल्यांकन करें। यदि संभव हो तो $Z$ का न्यूनतम मूल्य ज्ञात करें।
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दिए गए चित्र के अनुसार, $A B C$ संभाव्य क्षेत्र है जो खुला असीमित है।
यहाँ हमारे पास है
$$ \begin{align*} x+y & =3 \tag{i}\\ \text{ और } x+2 y & =4 \tag{ii}\\ Z & =4 x+y \end{align*} $$
समीकरण (i) और (ii) को हल करने पर हम प्राप्त करते हैं
$x=2$ और $y=1$
इसलिए, कोने बिंदु $A(4,0), B(2,1)$ और $C(0,3)$ हैं
हम $Z$ के मूल्य का मूल्यांकन करते हैं
| कोने बिंदु | $Z=4 x+y$ |
|---|---|
| $A(4,0)$ | $Z=4(4)+(0)=16$ |
| $B(2,1)$ | $Z=4(2)+(1)=9$ |
| $C(0,3)$ | $Z=4(0)+(3)=3$ |
अब, $Z$ का न्यूनतम मूल्य 3 है $(0,3)$ पर लेकिन क्योंकि संभाव्य क्षेत्र असीमित है, इसलिए यह न्यूनतम मूल्य हो सकता है या नहीं।
इसलिए, ऐसी स्थिति के लिए हम $4 x+y<3$ के ग्राफ को खींचते हैं
यदि खुले अर्ध-तल और संभाव्य क्षेत्र के बीच कोई उभयनिष्ठ बिंदु हो तो न्यूनतम मूल्य नहीं होता।
यदि खुले अर्ध-तल और संभाव्य क्षेत्र के बीच कोई उभयनिष्ठ बिंदु नहीं हो तो न्यूनतम मूल्य कोने बिंदुओं से आता है।
ग्राफ से हम निष्कर्ष निकालते हैं कि संभाव्य क्षेत्र के साथ कोई उभयनिष्ठ बिंदु नहीं है।
अतः, $Z$ का न्यूनतम मूल्य 3 है $(0,3)$ पर।
10. दिए गए चित्र में, एक लीनियर प्रोग्रामिंग समस्या (LPP) के लिए संभाव्य क्षेत्र (छायांकित) दिखाया गया है। $Z=x+2 y$ के अधिकतम और न्यूनतम मूल्य ज्ञात करें।
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यहाँ कोने के बिंदु निम्नलिखित हैं:
$ R(\frac{7}{2}, \frac{3}{4}), Q(\frac{3}{2}, \frac{15}{4}), P(\frac{3}{13}, \frac{24}{13}) \text{ और } S(\frac{18}{7}, \frac{2}{7}) \text{। } $
संभाव्य क्षेत्र सीमित है
इसलिए, $Z$ के अधिकतम और न्यूनतम मान कोई भी कोने पर हो सकते हैं।
अब, संभाव्य क्षेत्र RQPS के लिए $Z$ के मान का मूल्यांकन करते हैं।
| कोने के बिंदु | $Z=x+2 y$ का मान |
|---|---|
| $R(\frac{7}{2}, \frac{3}{4})$ | $Z=\frac{7}{2}+2(\frac{3}{4})=5$ |
| $Q(\frac{3}{2}, \frac{15}{4})$ | $Z=\frac{3}{2}+2(\frac{15}{4})=9$ |
| $P(\frac{3}{13}, \frac{24}{13})$ | $Z=\frac{3}{13}+2(\frac{24}{13})=\frac{51}{13}$ |
| $S(\frac{18}{7}, \frac{2}{7})$ | $Z=\frac{18}{7}+2(\frac{2}{7})=\frac{22}{7}$ |
इसलिए, $Z$ का अधिकतम मान 9 $(\frac{3}{2}, \frac{15}{4})$ पर है और $Z$ का न्यूनतम मान $\frac{22}{7}$ $(\frac{18}{7}, \frac{2}{7})$ पर है।
11. एक विद्युत परिपथ के निर्माता के पास 200 प्रतिरोधक, 120 ट्रांजिस्टर और 150 कैपेसिटर की आपूर्ति है और वह दो प्रकार के परिपथ A और B बनाने के लिए बाध्य है। प्रकार A के लिए 20 प्रतिरोधक, 10 ट्रांजिस्टर और 10 कैपेसिटर की आवश्यकता होती है। प्रकार B के लिए 10 प्रतिरोधक, 20 ट्रांजिस्टर और 30 कैपेसिटर की आवश्यकता होती है। यदि प्रकार A के परिपथ पर लाभ ₹ 50 है और प्रकार B के परिपथ पर लाभ ₹ 60 है, तो इस समस्या को एक रैखिक प्रोग्रामन समस्या के रूप में विवरण दें ताकि निर्माता अपने लाभ को अधिकतम कर सके।
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मान लीजिए $x$ इकाई प्रकार A और $y$ इकाई प्रकार B विद्युत परिपथ निर्माता द्वारा उत्पादित होते हैं।
दिए गए जानकारी के आधार पर, हम निम्नलिखित तालिका बनाते हैं:
| वस्तुएं | प्रकार $A(x)$ | प्रकार B $(y)$ | अधिकतम आपूर्ति |
|---|---|---|---|
| प्रतिरोधक | 20 | 10 | 200 |
| ट्रांजिस्टर | 10 | 20 | 120 |
| कैपेसिटर | 10 | 30 | 150 |
| लाभ | ₹50 | ₹60 | $Z=50 x+60 y$ |
अब, हमें रुपए में कुल लाभ $Z=50 x+60 y$ को अधिकतम करना है जो निम्नलिखित संरक्षण के अधीन है
$20 x+10 y \leq 200 \Rightarrow 2 x+y \leq 20$ …(i);
$10 x+20 y \leq 120 \Rightarrow x+2 y \leq 12$…(ii)
$10 x+30 y \leq 150 \Rightarrow x+3 y \leq 15$ …(iii);
$ x \geq 0, y \geq 0$…(iv)
अतः, आवश्यक LPP है
$Z=50 x+60 y$ को अधिकतम करें
जबकि सीमा शर्तें हैं
$2 x+y \leq 20 ; $
$ x+2 y \leq 12$
$ x+3 y \leq 15 $
और $x \geq 0, y \geq 0$
12. एक कंपनी को 1200 पैकेज ले जाने के लिए बड़े वैन का उपयोग करना पड़ता है जो प्रत्येक 200 पैकेज ले सकते हैं और छोटे वैन जो प्रत्येक 80 पैकेज ले सकते हैं। प्रत्येक बड़े वैन के लिए लगान ₹ 400 और प्रत्येक छोटे वैन के लिए ₹ 200 है। काम पर ₹ 3000 से अधिक खर्च नहीं किया जा सकता है और बड़े वैन की संख्या छोटे वैन की संख्या से अधिक नहीं हो सकती। यह समस्या एलपीपी के रूप में बनाए रखें जबकि लक्ष्य लागत को न्यूनतम करना है।
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मान लीजिए $x$ और $y$ क्रमशः बड़े और छोटे वैन की संख्या है। दी गई जानकारी के आधार पर, हम निम्नलिखित संबंध बनाते हैं;
| वस्तुएं | बड़े वैन $(x)$ |
छोटे वैन $(y)$ |
अधिकतम/ न्यूनतम |
|---|---|---|---|
| पैकेज | 200 | 80 | 1200 |
| लागत | 400 | 200 | 3000 |
अब न्यूनतम लागत के लक्ष्य फ़ंक्शन है
$ Z=400 x+200 y $
सीमा शर्तें हैं;
$$ \begin{equation*} 200 x+80 y \geq 1200 \Rightarrow 5 x+2 y \geq 30 \tag{i} \end{equation*} $$
$$ \begin{align*} 400 x+200 y & \leq 3000 \Rightarrow 2 x+y \leq 15 \tag{ii}\\ x & \leq y \tag{iii} \end{align*} $$
और $\quad x \geq 0, y \geq 0$ (अपरिवर्तनीय शर्तें)
अतः, आवश्यक LPP है न्यूनतम करें $Z=400 x+200 y,$ जबकि:
$5 x+2 y \geq 30;$
$2 x+y \leq 15;$
$ x \leq y$
और $x \geq 0, y \geq 0$।
13. एक कंपनी दो प्रकार के बोर्ड बनाती है जिन्हें A और B कहा जाता है। सभी बोर्ड एक धारा मशीन और एक छेद मशीन से गुजरते हैं। एक बॉक्स के प्रकार A बोर्ड के लिए धारा मशीन पर 2 मिनट और छेद मशीन पर 3 मिनट की आवश्यकता होती है। एक बॉक्स के प्रकार B बोर्ड के लिए धारा मशीन पर 8 मिनट और छेद मशीन पर 2 मिनट की आवश्यकता होती है। एक सप्ताह में, प्रत्येक मशीन 60 घंटे उपलब्ध होती है।
अपने इन स्क्रू के बेचने पर, कंपनी को प्रति बॉक्स ₹ 100 का लाभ मिलता है तथा प्रति बॉक्स ₹ 170 का लाभ मिलता है। लाभ के अधिकतमीकरण के उद्देश्य के साथ इस समस्या को एलपीपी के रूप में रूपांतरित करें।
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मान लीजिए कंपनी $x$ बॉक्स टाइप A स्क्रू और $y$ बॉक्स टाइप B स्क्रू बनाती है।
दिए गए जानकारी के आधार पर, हम निम्नलिखित तालिका बना सकते हैं।
| वस्तुएं | टाइप A $(x)$ |
टाइप B $(y)$ |
प्रति सप्ताह प्रत्येक मशीन पर न्यूनतम समय उपलब्ध |
|---|---|---|---|
| धारा मशीन पर आवश्यक समय | 2 | 8 | $60 \times 60=3600$ मिनट |
| छेदन मशीन पर आवश्यक समय | 3 | 2 | $60 \times 60=3600$ मिनट |
| लाभ | ₹ 100 | ₹ 170 |
उपरोक्त तालिका में जानकारी के आधार पर, अधिकतम लाभ के लक्ष्य फ़ंक्शन $Z=100 x+170 y$ है।
संकर्षण के अधीन
$$ \begin{align*} 2 x+8 y & \leq 3600 \Rightarrow x+4 y \leq 1800 \tag{i}\\ 3 x+2 y & \leq 3600 \tag{ii}\\ x & \geq 0, y \geq 0 \end{align*} $$
इसलिए, आवश्यक एलपीपी निम्नलिखित है:
अधिकतम करें $\quad Z=100 x+170 y$ जबकि:
$x+4 y \leq 1800;$
$3 x+2 y \leq 3600;$
और $ x \geq 0, y \geq 0$।
14. एक कंपनी दो प्रकार के स्वेटर बनाती है: प्रकार A और प्रकार B। प्रकार A के स्वेटर के बनाने की लागत ₹ 360 है और प्रकार B के स्वेटर के बनाने की लागत ₹ 120 है। कंपनी प्रतिदिन अधिकतम 300 स्वेटर बना सकती है और ₹ 72000 खर्च कर सकती है। प्रकार B के स्वेटर की संख्या प्रकार A के स्वेटर की संख्या से अधिक नहीं हो सकती है। प्रकार A के स्वेटर के लिए कंपनी को प्रति स्वेटर ₹ 200 का लाभ मिलता है और प्रकार B के स्वेटर के लिए प्रति स्वेटर ₹ 120 का लाभ मिलता है।
कंपनी के लाभ के अधिकतमीकरण के लक्ष्य के साथ इस समस्या को एलपीपी के रूप में रूपांतरित करें।
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मान लीजिए $x$ और $y$ क्रमशः प्रकार A और प्रकार B के स्वेटर की संख्या है।
दिए गए जानकारी के आधार पर, हम निम्नलिखित संकर्षण लेते हैं।
$360 x+120 y \leq 72000 \Rightarrow 3 x+y \leq 600$
$x+y \leq 300 \quad \ldots$ (ii); $x+100 \geq y \Rightarrow y \leq x+100$
लाभ $\quad(Z)=200 x+120 y$
इसलिए, लाभ के अधिकतमीकरण के लिए आवश्यक LPP है:
अधिकतम करें $Z=200 x+120 y$ , जबकि:
$3 x+y \leq 600;$
$ x+y \leq 300;$
$ y \leq x+100;$
और $ x \geq 0, y \geq 0$.
15. एक आदमी अपने मोटरसाइकिल पर $50 km / hr$ की गति से चलता है। उसे पेट्रोल पर ₹ 2 प्रति $km$ खर्च करना पड़ता है। यदि वह 80 $km / hr$ की तेज गति से चलता है, तो पेट्रोल की लागत ₹ 3 प्रति $km$ बढ़ जाती है। उसके पास पेट्रोल पर ₹ 120 के अधिकतम खर्च और एक घंटे का समय है। उसे अधिकतम दूरी के बारे में जानना है जिसे वह यात्रा कर सकता है।
इस समस्या को एक रैखिक प्रोग्रामिंग समस्या के रूप में व्यक्त करें।
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मान लीजिए आदमी 50 $km / hr$ की गति से $x km$ तय करता है और 80 $km / hr$ की गति से $y km$ तय करता है।
इसलिए, पेट्रोल की लागत $=2 x+3 y$
आदमी को पेट्रोल पर ₹ 120 के अधिकतम खर्च करना है
$\therefore \quad 2 x+3 y \leq 120$
अब, आदमी के पास केवल $1 घंटा$ समय है
$$ \begin{gather*} \therefore \quad \frac{x}{50}+\frac{y}{80} \leq 1 \Rightarrow 8 x+5 y \leq 400 \tag{ii}\\ x \geq 0, y \geq 0 \end{gather*} $$
अधिकतम दूरी $Z=x+y$ होगी।
इसलिए, अधिकतम दूरी तय करने के लिए आवश्यक LPP है
अधिकतम करें $Z=x+y$, जबकि संरचनाओं के अधीन
$2 x+3 y \leq 120;$
$8 x+5 y \leq 400;$
और $ x \geq 0, y \geq 0$.
लंबे उत्तर प्रकार प्रश्न
16. अभ्यास 11 के संदर्भ में संदर्भित करें। निर्माता को अपने लाभ के अधिकतमीकरण के लिए कितने प्रकार A और प्रकार B के सर्किट बनाने चाहिए? अधिकतम लाभ निर्धारित करें।
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हल
प्रश्न संख्या 11 के हल के अनुसार, हम अधिकतम करें $Z=50 x+60 y$ जबकि संरचनाओं के अधीन $2 x+y \leq 20 \ldots(i) ; x+2 y \leq 12 \ldots$… (ii); $x+3 y \leq 15 \ldots(i i i) ; x \geq 0, y \geq 0 \ldots$… (iv)
मान लीजिए ऊपरी बयानों के लिए एक तालिका बनाएं
(i) के लिए तालिका
$\begin{array}{|l|l|l|} \hline x & 0 & 10 \\ \hline y & 20 & 0 \\ \hline \end{array}$
(ii) के लिए तालिका
$\begin{array}{|l|l|l|} \hline x & 0 & 12 \\ \hline y & 6 & 0 \\ \hline \end{array}$
तालिका (ii) के लिए
$\begin{array}{|l|l|l|} \hline x & 0 & 15 \\ \hline y & 5 & 0 \\ \hline \end{array}$
समीकरण (i) और (ii) को हल करने पर हम प्राप्त करते हैं,
$x=\frac{28}{3}, y=\frac{4}{3} $
$\therefore B(\frac{28}{3}, \frac{4}{3})$ शीर्ष बिंदु है
समीकरण (ii) और (iii) को हल करने पर हम प्राप्त करते हैं,
$x=6, y=3 $
$ \therefore C(6,3)$ शीर्ष बिंदु है
समीकरण (i) और (iii) को हल करने पर हम प्राप्त करते हैं,
$x=9, y=2 \quad$ (संभाव्य क्षेत्र में शामिल नहीं है)
यहाँ, $OABCD$ संभाव्य क्षेत्र है।
अतः, शीर्ष बिंदु $O(0,0), A(10,0), B(\frac{28}{3}, \frac{4}{3}), C(6,3)$
और $D(0,5)$ हैं।
संभाव्य क्षेत्र $O(0,0), A(10,0), B(\frac{28}{3}, \frac{4}{3}), C(6,3)$
और $D(0,5)$ द्वारा सीमित है।
अतः, अधिकतम मान कोई भी शीर्ष बिंदु पर हो सकता है।
मान लीजिए $Z$ के मान की गणना करें
| शीर्ष बिंदु | $Z=50 x+60 y$ के संगत मान |
|---|---|
| $O(0,0)$ | $Z=50(0)+60(0)=0$ |
| $A(10,0)$ | $Z=50(10)+60(0)=500$ |
| $B(\frac{28}{3}, \frac{4}{3})$ | $Z=50(\frac{28}{3})+60(\frac{4}{3})=\frac{1400}{3}+\frac{240}{3}=\frac{1640}{3}=546.6$ |
| $C(6,3)$ | $Z=50(6)+60(3)=480$ |
| $D(0,5)$ | $Z=50(0)+60(5)=300$ |
चूंकि, उत्पादन के लिए दो प्रकार के सर्किट $A$ और $B$ के उत्पादन की आवश्यकता है, इसलिए भाग, ट्रांजिस्टर और कैपेसिटर के घर्षण के बारे में नहीं कहा जा सकता है।
अतः, निर्माता के अधिकतम लाभ ₹ 480 है, जो $(6,3)$ पर है। प्रकार $A=6$ और प्रकार $B=3$ है।
17. प्रश्न 12 के संदर्भ में देखें। न्यूनतम लागत क्या होगी?
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हल
प्रश्न 12 के हल के अनुसार, हमें $Z=400 x+200 y$ दिया गया है, जो निम्नलिखित संरक्षण के अधीन है
$5 x+2 y \geq 30$ …(i)
$2 x+y \leq 15$…(ii)
$x \leq y, x \geq 0, y \geq 0$
$x-y \leq 0$ …(iii)
$2 x+y \leq 15$
मान लीजिए $5 x+2 y=30$
$\begin{array}{|l|l|l|} \hline x & 0 & 6 \\ \hline y & 15 & 0 \\
\hline \end{array}$
मान लीजिए $2 x+y=15$
$\begin{array}{|l|l|l|} \hline x & 0 & 7.5 \\ \hline y & 15 & 0 \\ \hline \end{array}$
मान लीजिए $x-y=0$
$\begin{array}{|l|l|l|} \hline x & 0 & 1 \\ \hline y & 0 & 1 \\ \hline \end{array}$
समीकरण (i) और (iii) को हल करने पर हमें प्राप्त होता है; $x=\frac{30}{7}$ और $y=\frac{30}{7}$
और समीकरण (ii) और (iii) को हल करने पर हमें प्राप्त होता है, $x=5$ और $y=5$
यहाँ, $A B C$ छायांकित असंभव क्षेत्र है जिसके कोने बिंदु $A(\frac{30}{7}, \frac{30}{7}), B(5,5)$ और $C(0,15)$ हैं
मूल्य के मान का मूल्यांकन करते हुए, हमें प्राप्त होता है
| कोने बिंदु | $Z=400 x+200 y$ का मान |
|---|---|
| $A(\frac{30}{7}, \frac{30}{7})$ | $Z=400(\frac{30}{7})+200(\frac{30}{7})=\frac{18000}{7}=2571.4$ |
| $B(5,5)$ | $Z=400(5)+200(5)=3000$ |
| $C(0,15)$ | $Z=400(0)+200(15)=3000$ |
अतः, आवश्यक न्यूनतम लागत ₹ 2571.4 है, जो $(\frac{30}{7}, \frac{30}{7})$ पर है।
18. अभ्यास 13 के संदर्भ में संदर्भ दें। रैखिक प्रोग्रामिंग कार्यक्रम को हल करें और निर्माता को अधिकतम लाभ निर्धारित करें।
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हल
प्रश्न 13 के हल के अनुसार, हमें निम्नलिखित मिलता है:
अधिकतम करें $\quad Z=100 x+170 y$ जबकि:
$x+4 y \leq 1800;$ ….(i)
$3 x+2 y \leq 3600;$ ….(ii)
और $ x \geq 0, y \geq 0$।
मान लीजिए $3 x+2 y=3600$
$\begin{array}{|l|l|l|} \hline x & 0 & 1200 \\ \hline y & 1800 & 0 \\ \hline \end{array}$
मान लीजिए $x+4 y=1800$
$\begin{array}{|l|l|l|} \hline x & 0 & 1800 \\ \hline y & 450 & 0 \\ \hline \end{array}$
समीकरण (i) और (ii) को हल करने पर हमें प्राप्त होता है $x=1080$ और $y=180$
$OABC$ असंभव क्षेत्र है जिसके कोने बिंदु $O(0,0)$, $A(1200,0), B(1080,180), C(0,450)$ हैं।
| कोने बिंदु | $Z=100 x+170 y$ का मान |
|---|---|
| $O(0,0)$ | $Z=100(0)+170(0)=0$ |
| $A(1200,0)$ | $Z=100(1200)+0=120000$ |
| $B(1080,180)$ | $Z =100(1080)+170(180)=138600$ |
| $C(0,450)$ | $Z=170(450)=76500$ |
हम $Z$ का मान ज्ञात करें।
अतः, $Z$ का अधिकतम मान 138600 है, जो $(1080,180)$ पर है।
19. प्रश्न 14 के संदर्भ में संदर्भित करें। कंपनी को प्रतिदिन कितने प्रकार के स्वेटर बनाने चाहिए ताकि अधिकतम लाभ प्राप्त हो? अधिकतम लाभ कितना है?
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हल
प्रश्न 14 के हल के संदर्भ में, हम निम्नलिखित अधिकतमीकरण करते हैं:
अधिकतम करें $\quad Z=200 x+120 y$ जबकि संकर्षण निम्नलिखित हैं
$$ \begin{align*} x+y & \leq 300\tag{i}\\ 3 x+y & \leq 600 \tag{ii}\\ x-y & \geq-100 \tag{iii}\\ x & \geq 0, y \geq 0 \end{align*} $$
समीकरण (i) और (iii) को हल करने पर हमें $x=100, y=200$ मिलता है
समीकरण (i) और (ii) को हल करने पर हमें $x=150, y=150$ मिलता है
मान लीजिए $x+y=300$
मान लीजिए $3 x+y=600 \quad$ मान लीजिए $x+y=-100$
$\begin{array}{|l|l|l|} \hline x & 0 & 300 \\ \hline y & 300 & 0 \\ \hline \end{array}$
$\begin{array}{|l|l|l|} \hline x & 0 & 200 \\ \hline y & 600 & 0 \\ \hline \end{array}$
$\begin{array}{|l|l|l|} \hline x & 0 & -100 \\ \hline y & 100 & 0 \\ \hline \end{array}$
यहाँ, छायांकित क्षेत्र योग्य क्षेत्र है जिसके कोने बिंदु $O(0,0), A(200,0), B(150,150), C(100,200), D(0,100)$ हैं।
हम $Z$ का मान ज्ञात करें।
| कोने बिंदु | $Z=200 x+120 y$ का मान |
|---|---|
| $O(0,0)$ | $Z=200(0)+120(0)=0$ |
| $A(200,0)$ | $Z=200(200)+120(0)=40000$ |
| $B(150,150)$ | $Z=200(150)+120(150)=48000$ |
| $C(100,200)$ | $Z=200(100)+120(200)=44000$ |
| $D(0,100)$ | $Z=200(0)+120(100)=12000$ |
अतः, $Z$ का अधिकतम मान 48000 है, जो $(150,150)$ पर है, अर्थात 150 प्रति प्रकार के स्वेटर।
20. अभ्यास 15 का संदर्भ लें, आदमी के तय कर सकने वाली अधिकतम दूरी का निर्धारण करें।
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हल
Q.15 के हल के संदर्भ में, हम निम्नलिखित करते हैं:
$Z=x+y$ को अधिकतम करें, जो निम्नलिखित संकर्षणों के अधीन है:
$2 x+3 y \leq 120;$ ….(i)
$8 x+5 y \leq 400;$….(ii)
और $ x \geq 0, y \geq 0$.
मान लें $2 x+3 y=120 \quad$
$\begin{array}{|l|l|l|} \hline x & 0 & 60 \\ \hline y & 40 & 0 \\ \hline \end{array}$
मान लें $8 x+5 y=400$
$\begin{array}{|l|l|l|} \hline x & 0 & 50 \\ \hline y & 80 & 0 \\ \hline \end{array}$
समीकरण (i) और (ii) को हल करने पर हमें प्राप्त होता है; $x=\frac{300}{7}$ और $y=\frac{80}{7}$
यहाँ, $OABC$ योग्य क्षेत्र है जिसके कोने बिंदु $O(0,0), A(50,0), B(\frac{300}{7}, \frac{80}{7})$ और $C(0,40)$ हैं।
हम $Z$ के मान का मूल्यांकन करते हैं
| कोने बिंदु | $Z=x+y$ का मान |
|---|---|
| $O(0,0)$ | $Z=0+0=0$ |
| $A(50,0)$ | $Z=50+0=50 km$ |
| $B(\frac{300}{7}, \frac{80}{7})$ | $Z=\frac{300}{7}+\frac{80}{7}=\frac{380}{7}=54.3 km$ |
| $C(0,40)$ | $Z=0+40=40 km$ |
अतः, आदमी के तय कर सकने वाली अधिकतम दूरी $54 \frac{2}{7} km$ है जो $(\frac{300}{7}, \frac{80}{7})$ पर है।
21. $Z=x+y$ को अधिकतम करें जो $x+4 y \leq 8,2 x+3 y \leq 12,3 x+y \leq 9$, $x \geq 0, y \geq 0$ के अधीन है।
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हल
हमें दिया गया है कि $Z=x+y$ जो निम्नलिखित संकर्षणों के अधीन है
$$ \begin{align*} x+4 y & \leq 8 \tag{i}\\ 2 x+3 y & \leq 12 \tag{ii}\\ 3 x+y & \leq 9 \tag{iii}\\ x & \geq 0, y \geq 0 \end{align*} $$
मान लें $x+4y=8$
$\begin{array}{|l|l|l|} \hline x & 0 & 8 \\ \hline y & 2 & 0 \\ \hline \end{array}$
मान लें $2x+3y=12$
$\begin{array}{|l|l|l|} \hline x & 0 & 6 \\ \hline y & 4 & 0 \\ \hline \end{array}$
मान लें $3x+y=9$
$\begin{array}{|l|l|l|} \hline `
x & 0 & 3 \\ \hline y & 9 & 0 \\ \hline \end{array}$
समीकरण (i) और (iii) को हल करने पर हम प्राप्त करते हैं
$x=\frac{28}{11}$ और $y=\frac{15}{11}$
यहाँ, $OABC$ एक संभाव्य क्षेत्र है जिसके कोने बिंदु $O(0,0), A(3,0), B(\frac{28}{11}, \frac{15}{11}), C(0,2)$ हैं
मान लीजिए $Z$ का मान ज्ञात करें
| कोने बिंदु | $Z=x+y$ का मान |
|---|---|
| $O(0,0)$ | $Z=0+0=0$ |
| $A(3,0)$ | $Z=3+0=3$ |
| $B(\frac{28}{11}, \frac{15}{11})$ | $Z=\frac{28}{11}+\frac{15}{11}=\frac{43}{11}$ |
| $C(0,2)$ | $Z=0+2=2$ |
अतः, $Z$ का अधिकतम मान $\frac{43}{11}$ है जो $(\frac{28}{11}, \frac{15}{11})$ पर है।
22. एक निर्माता दो मॉडल के स्कूटर बनाता है-मॉडल $X$ और मॉडल $Y$। मॉडल $X$ के प्रति इकाई के निर्माण में 6 मन-घंटा लगते हैं, जबकि मॉडल $Y$ के प्रति इकाई के निर्माण में 10 मन-घंटा लगते हैं। प्रति सप्ताह कुल मन-घंटा उपलब्ध है 450। हाथ से बर्बादी और बिक्री की लागत मॉडल $X$ और $Y$ के लिए क्रमशः ₹ 2,000 और ₹ 1,000 है। इन उद्देश्यों के लिए प्रति सप्ताह उपलब्ध कुल धन ₹ 80,000 है। मॉडल $X$ और $Y$ के प्रति इकाई के लाभ क्रमशः ₹ 1,000 और ₹ 500 है। निर्माता को प्रति सप्ताह कितने स्कूटर बनाने चाहिए ताकि अधिकतम लाभ प्राप्त हो सके? अधिकतम लाभ ज्ञात करें।
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हल
मान लीजिए $x$ और $y$ निर्माता द्वारा बनाए गए स्कूटर के मॉडल की संख्या है।
दिया गया जानकारी है
मॉडल $X$ के प्रति इकाई के निर्माण में 6 मन-घंटा लगते हैं
मॉडल $Y$ के प्रति इकाई के निर्माण में 10 मन-घंटा लगते हैं
कुल मन-घंटा उपलब्ध $=450$
$\therefore \quad 6 x+10 y \leq 450 \Rightarrow 3 x+5 y \leq 225$
मॉडल $X$ और $Y$ के हाथ से बर्बादी और बिक्री की लागत क्रमशः ₹ 2,000 और ₹ 1,000 है
कुल धन उपलब्ध ₹ 80,000 प्रति सप्ताह है
$$ \begin{matrix} \therefore & 2000 x+1000 y & \leq 80,000 \\ \Rightarrow & & 2 x+y & \leq 80 \tag{ii} \end{matrix}
$$
और
$ x \geq 0, y \geq 0 $
मॉडल $X$ और $Y$ के प्रति इकाई के लाभ (Z) क्रमशः ₹ 1,000 और ₹ 500 हैं
इसलिए,
$ Z=1000 x+500 y $
आवश्यक LPP है
$Z=1000 x+500 y$ को अधिकतम करें, जबकि बाधा के अंतर्गत
$$ \begin{align*} 3 x+5 y & \leq 225 \tag{i}\\ 2 x+y & \leq 80 \tag{ii}\\ x & \geq 0, y \geq 0 \tag{iii} \end{align*} $$
मान लीजिए $3x+5y=225$
$\begin{array}{|l|l|l|} \hline x & 0 & 40 \\ \hline y & 45 & 0 \\ \hline \end{array}$
मान लीजिए $2x+y=80$
$\begin{array}{|l|l|l|} \hline x & 0 & 40 \\ \hline y & 80 & 0 \\ \hline \end{array}$
समीकरण (i) और (ii) को हल करने पर हमें प्राप्त होता है,
$x=25, y=30$
यहाँ, संभाव्य क्षेत्र $OABC$ है, जिसके कोने बिंदु $O(0,0), A(40,0), B(25,30)$ और $C(0,45)$ हैं।
Z के मान का मूल्यांकन करें।
| कोने बिंदु | $Z=1000 x+500 y$ का मान |
|---|---|
| $O(0,0)$ | $Z=0+0=0$ |
| $A(40,0)$ | $Z=1000(40)+0=40,000$ |
| $B(25,30)$ | $Z=1000(25)+500(30)=40,000$ |
| $C(0,45)$ | $Z=0+500(45)=22500$ |
इसलिए, अधिकतम लाभ ₹ 40,000 है, जो 25 मॉडल X के साइकिल और 30 मॉडल Y के साइकिल बनाकर प्राप्त किया जा सकता है।
23. दैनिक आहार को पूरा करने के लिए, एक व्यक्ति कुछ $X$ और कुछ $Y$ के टैबलेट लेना चाहता है। $X$ और $Y$ में लोहा, कैल्शियम और विटामिन (प्रति टैबलेट मिलीग्राम में) की मात्रा नीचे दी गई है:
$ \begin{array}{|c|c|c|c|} \hline \text{टैबलेट} & \text{लोहा} & \text{कैल्शियम} & \text{विटामिन} \\ \hline X & 6 & 3 & 2 \\ \hline Y & 2 & 3 & 4 \\ \hline \end{array} $
व्यक्ति कम से कम 18 मिलीग्राम लोहा, 21 मिलीग्राम कैल्शियम और 16 मिलीग्राम विटामिन की आवश्यकता है। $X$ और $Y$ के प्रति टैबलेट की कीमत क्रमशः ₹ 2 और ₹ 1 है। व्यक्ति को ऊपर दी गई आवश्यकता को संतुष्ट करने के लिए कम से कम लागत पर कितने टैबलेट लेने चाहिए?
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मान लीजिए $x$ इकाइयाँ $X$ के टैबलेट और $y$ इकाइयाँ $Y$ के टैबलेट हैं। तो, दी गई जानकारी के अनुसार हमें निम्नलिखित प्राप्त होता है
The price of each table of $X$ type is ₹ 2 and that of y is ₹ 1. So, the required LPP is
Minimise $Z=2 x+y$ subject to the constraints
$$ \begin{gather*} 6 x+2 y \geq 18 \quad \Rightarrow \quad 3 x+y \geq 9 \tag{i}\\ 3 x+3 y \geq 21 \quad \Rightarrow \quad x+y \geq 7 \tag{ii}\\ 2 x+4 y \geq 16 \quad \Rightarrow \quad x+2 y \geq 8 \tag{iii}\\ x \geq 0, y \geq 0 \end{gather*} $$
Let $3x+y=9$
$\begin{array}{|l|l|l|} \hline x & 0 & 3 \\ \hline y & 9 & 0 \\ \hline \end{array}$
Let $x+y=7$
$\begin{array}{|l|l|l|} \hline x & 0 & 7 \\ \hline y & 7 & 0 \\ \hline \end{array}$
Let $x+2y=8$
$\begin{array}{|l|l|l|} \hline x & 0 & 8 \\ \hline y & 4 & 0 \\ \hline \end{array}$
On solving (ii) and (iii) we get $x=6$ and $y=1$
On solving (i) and (ii) we get $x=1$ and $y=6$
From the graph, we see that the feasible region $A B C D$ is unbounded whose corner points are $A(8,0), B(6,1), C(1,6)$ and $D(0,9)$.
Let us evaluate the value of $Z$
| Corner points | Value of $Z=2 x+y$ |
|---|---|
| $A(8,0)$ | $Z=2(8)+0=16$ |
| $B(6,1)$ | $Z=2(6)+1=13$ |
| $C(1,6)$ | $Z=2(1)+6=8$ |
| $D(0,9)$ | $Z=2(0)+9=9$ |
Here, we see that 8 is the minimum value of $Z$ at $(1,6)$ but the feasible region is unbounded. So, 8 may or may not be the minimum value of $Z$.
To confirm it, we will draw a graph of inequality $2 x+y<8$ and check if it has a common point.
We see from the graph that there is no common point on the line.
Hence, the minimum value of $Z$ is 8 at $(1,6)$.
Tablet $X=1$
Table $Y=6$.
24. एक कंपनी तीन मॉडल के कैलकुलेटर बनाती है: A, B और C फैक्टरी I और फैक्टरी II पर। कंपनी के कम से कम 6400 कैलकुलेटर के मॉडल A, 4000 कैलकुलेटर के मॉडल B और 4800 कैलकुलेटर के मॉडल C के आदेश हैं। फैक्टरी I पर, प्रतिदिन 50 कैलकुलेटर के मॉडल A, 50 कैलकुलेटर के मॉडल B और 30 कैलकुलेटर के मॉडल C बनाए जाते हैं; फैक्टरी II पर, प्रतिदिन 40 कैलकुलेटर के मॉडल A, 20 कैलकुलेटर के मॉडल B और 40 कैलकुलेटर के मॉडल C बनाए जाते हैं। फैक्टरी I और II के संचालन के लिए क्रमशः ₹ 12,000 और ₹ 15,000 प्रतिदिन खर्च होते हैं। फैक्टरी के कितने दिन चलाए जाने चाहिए ताकि संचालन खर्च कम से कम हो और अभी भी मांग के बराबर हो जाए।
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उत्तर
मान फैक्टरी I को $x$ दिन और फैक्टरी II को $y$ दिन चलाया जाए।
फैक्टरी I में प्रतिदिन 50 मॉडल A कैल्कुलेटर बनते हैं और फैक्टरी II में प्रतिदिन 40 मॉडल A कैल्कुलेटर बनते हैं।
कंपनी के कम से कम 6400 मॉडल A कैल्कुलेटर के आदेश हैं।
$\therefore 50 x+40 y \geq 6400 \Rightarrow 5 x+4 y \geq 640$
इसके अलावा, फैक्टरी I में प्रतिदिन 50 मॉडल B कैल्कुलेटर बनते हैं और फैक्टरी II में प्रतिदिन 20 मॉडल B कैल्कुलेटर बनते हैं।
कंपनी के कम से कम 4000 मॉडल B कैल्कुलेटर के आदेश हैं।
$\therefore 50 x+20 y \geq 4000 \quad \Rightarrow \quad 5 x+2 y \geq 4000$
इसी तरह मॉडल C के लिए,
$30 x+40 y \geq 4800 \Rightarrow 3 x+4 y \geq 480$
और $x \geq 0, y \geq 0$
फैक्टरी I और II के प्रतिदिन चलाने की लागत ₹ 12,000 और ₹ 15000 है।
$\therefore$ आवश्यक LPP है
$Z=12000 x+15000 y$ को न्यूनतम करें जो निम्नलिखित संरचना के अंतर्गत है
$$ \begin{align*} 5 x+4 y & \geq 640 \tag{i}\ 5 x+2 y & \geq 400 \tag{ii}\ 3 x+4 y & \geq 480 \tag{iii}\ x & \geq 0, y \geq 0 \tag{iv} \end{align*} $$
(i) समीकरण के लिए तालिका $5 x+4 y=640$
$\begin{array}{|l|l|l|} \hline x & 0 & 128 \\ \hline y & 160 & 0 \\ \hline \end{array}$
(ii) समीकरण के लिए तालिका $5 x+2 y=400$
$\begin{array}{|l|l|l|} \hline x & 0 & 80 \\ \hline y & 200 & 0 \\ \hline \end{array}$
(iii) समीकरण के लिए तालिका $3 x+4 y=480$
$\begin{array}{|l|l|l|} \hline x & 0 & 160 \\ \hline y & 120 & 0 \\ \hline \end{array}$
(i) और (iii) समीकरण को हल करने पर, हमें $x=80, y=60$ मिलता है
(i) और (ii) समीकरण को हल करने पर, हमें $x=32$ और $y=120$ मिलता है
ग्राफ से हम देख सकते हैं कि संभाव्य क्षेत्र $ABCD$ खुला असीमित है जिसके कोने $A(160,0), B(80,60), C(32,120)$ और $D(0,200)$ हैं।
हम $Z$ के मान ज्ञात करें।
| कोने बिंदु | $Z=12000 x+15000 y$ का मान |
|---|---|
| $A(160,0)$ | $Z=12000(160)+0=1920000$ |
| $B(80,60)$ | $Z=12000(80)+15000(60)=1860000$ | | $C(32,120)$ | $Z=12000(32)+15000(120)=2184000$ | | $D(0,200)$ | $Z=0+15000(200)=3000000$ |
ऊपर के तालिका से स्पष्ट है कि $Z=1860000$ के मान के लिए खुले असीमित क्षेत्र के लिए यह न्यूनतम मान हो सकता है या नहीं।
अब, इसका निर्णय लेने के लिए, हम असमिका के ग्राफ के बारे में बात करते हैं
$ 12000 x+15000 y<1860000 $
$\Rightarrow \quad 4 x+5 y<620$
और हमें यह जांच करनी होगी कि इस संभाव्य क्षेत्र में कोई उभयनिष्ठ बिंदु है या नहीं।
इसलिए, ग्राफ से हम देखते हैं कि कोई उभयनिष्ठ बिंदु नहीं है।
$\therefore Z=12000 x+15000 y$ के मान के लिए न्यूनतम मान 1860000 है जो $(80,60)$ पर है।
कारखाना I : 80 दिन
कारखाना II: 60 दिन।
25. $Z=3 x-4 y$ को अधिकतम और न्यूनतम करें जबकि $x-2 y \leq 0$, $-3 x+y \leq 4, x-y \leq 6$ और $x, y \geq 0$ के अंतर्गत।
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हल
दिया गया LPP है
अधिकतम और न्यूनतम $Z=3 x-4 y$ जबकि
$$ \begin{align*} & x-2 y \leq 0 \tag{i}\\ & -3 x+y \leq 4 \tag{ii} \end{align*} $$
$$ \begin{align*} & x-y \leq 6 \tag{iii}\\ & \text{ और } \quad x, y \geq 0 \tag{iv} \end{align*} $$
मान लीजिए $x-2y=0$
$\begin{array}{|l|l|l|} \hline x & 0 & 2 \\ \hline y & 0 & 1 \\ \hline \end{array}$
मान लीजिए $-3x+y=4$
$\begin{array}{|l|l|l|} \hline x & 0 & -4/3 \\ \hline y & 4 & 0 \\ \hline \end{array}$
मान लीजिए $x-y=6$
$\begin{array}{|l|l|l|} \hline x & 0 & 6 \\ \hline y & -6 & 0 \\ \hline \end{array}$
हम $Z$ के मान का मूल्यांकन करते हैं
ग्राफ से हम देखते हैं कि $AOB$ एक खुला असीमित क्षेत्र है जिसके कोने $O(0,0), A(0,4), B(12,6)$ हैं।
| कोने बिंदु | $Z=3 x-4 y$ का मान |
|---|---|
| $O(0,0)$ | $Z=0$ |
| $A(0,4)$ | $Z=0-4(4)=-16$ |
| $B(12,6)$ | $Z=3(12)-4(6)=12$ |
इस असीमित क्षेत्र के लिए, $Z$ के मान के लिए -16 हो सकता है या नहीं।
इसलिए, इसका निर्णय लेने के लिए, हम असमिका $3 x-4 y<-16$ के ग्राफ के बारे में बात करते हैं और जांच करते हैं कि खुला अर्ध-तल संभाव्य क्षेत्र के साथ कोई उभयनिष्ठ बिंदु है या नहीं।
लेकिन ग्राफ से हम देखते हैं कि यह संभव क्षेत्र के साथ उभयनिष्ठ बिंदुओं के साथ है, इसलिए इसका $Z$ का न्यूनतम मान नहीं होगा।
अर्थात, न्यूनतम मान नहीं है।
उसी तरह, अधिकतम मान के लिए, हम असमता $3 x-4 y>12$ के ग्राफ को खींचते हैं जिसमें संभव क्षेत्र के साथ कोई उभयनिष्ठ बिंदु नहीं है।
इसलिए, $Z$ का अधिकतम मान 12 है।
वस्तुगत प्रश्न
26. रैखिक संरेखण के तंत्र द्वारा निर्धारित संभव क्षेत्र के कोने बिंदु $(0,0),(0,40),(20,40),(60,20)$, $(60,0)$ हैं। उद्देश्य फलन $Z=4 x+3 y$ है।
स्तंभ A और स्तंभ B में मात्रा की तुलना करें
स्तंभ $A$ $\qquad$ स्तंभ B
$Z$ का अधिकतम मान $\qquad$ 325
(a) स्तंभ $A$ में मात्रा अधिक है।
(b) स्तंभ $B$ में मात्रा अधिक है
(c) दोनों मात्राएँ समान हैं
(d) उपलब्ध जानकारी के आधार पर मात्राओं के संबंध का निर्धारण नहीं किया जा सकता है।
उत्तर दिखाएँ
हल
$\begin{array}{|c|c|c|} \hline \text{कोने बिंदु} & \text{मान निकालें} Z=4 x+3 y \\ \hline(0,0) & \mathrm{Z}=0 \\ \hline(0,40) & Z=0+3(40)=120 \\ \hline(20,40) & Z=4(20)+3(40)=200 \\ \hline(60,20) & Z=4(60)+3(20)=300\rightarrow \text{अधिकतम} \\ \hline(60,0) & Z=4(60)+3(0)=240 \\ \hline \end{array}$
इसलिए, सही विकल्प $(b)$ है।
-
विकल्प (a) गलत है: दिए गए कोने बिंदुओं से $ Z $ का अधिकतम मान 300 है, जो 325 से कम है। इसलिए, स्तंभ A में मात्रा स्तंभ B में मात्रा से अधिक नहीं है।
-
विकल्प (c) गलत है: $ Z $ का अधिकतम मान 300 है, जो 325 से अलग है। इसलिए, दोनों मात्राएँ समान नहीं हैं।
-
विकल्प (d) गलत है: उपलब्ध जानकारी के आधार पर मात्राओं के संबंध का निर्धारण किया जा सकता है। $ Z $ का अधिकतम मान स्पष्ट रूप से 300 है, जो 325 से कम है। इसलिए, संबंध का निर्धारण किया जा सकता है।
27. एलपीपी के लिए संभव समाधान चित्र में दिखाए गए हैं। मान लीजिए $Z=3 x-4 y$ उद्देश्य फलन है। $Z$ का न्यूनतम मान कहाँ होता है?
(a) $(0,0)$
(b) $(0,8)$
(c) $(5,0)$
(d) $(4,10)$
उत्तर दिखाएँ
हल
| कोने बिंदु | $Z=3 x-4 y$ का मान |
|---|---|
| $O(0,0)$ | $Z=0$ |
| $A(5,0)$ | $Z=3(5)-0=15$ |
| $B(6,5)$ | $Z=3(6)-4(5)=-2$ |
| $C(6,8)$ | $Z=3(6)-4(8)=-14$ |
| $D(4,10)$ | $Z=3(4)-4(10)=-28$ |
| $E(0,8)$ | $Z=3(0)-4(8)=-32$ |
इसलिए, सही विकल्प $(b)$ है।
-
विकल्प (a) $(0,0)$: यह बिंदु $Z=0$ का मान देता है, जो $Z$ का न्यूनतम मान नहीं है। $Z$ का न्यूनतम मान $-32$ बिंदु $(0,8)$ पर है।
-
विकल्प (c) $(5,0)$: यह बिंदु $Z=15$ का मान देता है, जो $Z$ के न्यूनतम मान से अधिक है। $Z$ का न्यूनतम मान $-32$ बिंदु $(0,8)$ पर है।
-
विकल्प (d) $(4,10)$: यह बिंदु $Z=-28$ का मान देता है, जो $Z$ के न्यूनतम मान नहीं है। $Z$ का न्यूनतम मान $-32$ बिंदु $(0,8)$ पर है।
28. अभ्यास 27 के संदर्भ में। $Z$ का अधिकतम मान कहाँ होता है?
(a) $(5,0)$
(b) $(6,5)$
(c) $(6,8)$
(d) $(4,10)$
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हल
प्रश्न 27 के हल के अनुसार, $Z$ का अधिकतम मान $A(5,0)$ पर 15 है।
इसलिए, सही विकल्प $(a)$ है।
-
विकल्प (b) $(6,5)$: यह बिंदु अभ्यास 27 में निर्धारित $Z$ के अधिकतम मान को नहीं देता है। $Z$ का अधिकतम मान $(5,0)$ पर 15 है, न कि $(6,5)$ पर।
-
विकल्प (c) $(6,8)$: यह बिंदु अभ्यास 27 में निर्धारित $Z$ के अधिकतम मान को नहीं देता है। $Z$ का अधिकतम मान $(5,0)$ पर 15 है, न कि $(6,8)$ पर।
-
विकल्प (d) $(4,10)$: यह बिंदु अभ्यास 27 में निर्धारित $Z$ के अधिकतम मान को नहीं देता है। $Z$ का अधिकतम मान $(5,0)$ पर 15 है, न कि $(4,10)$ पर।
29. अभ्यास 27 के संदर्भ में। ($Z$ का अधिकतम मान + $Z$ का न्यूनतम मान) के बराबर है
(a) 13
(b) 1
(c) -13
(d) -17
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हल
प्र. 27 के हल के अनुसार, $Z=15$ का अधिकतम मान और $Z=-32$ का न्यूनतम मान है।
इसलिए, $Z$ के अधिकतम मान और न्यूनतम मान का योग
$ =15+(-32)=-17 $
अतः, सही विकल्प $(d)$ है।
-
विकल्प (a) 13 गलत है क्योंकि $Z$ के अधिकतम मान (15) और न्यूनतम मान (-32) का योग 13 नहीं है। सही योग -17 है।
-
विकल्प (b) 1 गलत है क्योंकि $Z$ के अधिकतम मान (15) और न्यूनतम मान (-32) का योग 1 नहीं है। सही योग -17 है।
-
विकल्प (c) -13 गलत है क्योंकि $Z$ के अधिकतम मान (15) और न्यूनतम मान (-32) का योग -13 नहीं है। सही योग -17 है।
30. एलपीपी के लिए संभाव्य क्षेत्र चित्र में दिखाया गया है। मान लीजिए $F=3 x-4 y$ उद्देश्य फलन है। $F$ का अधिकतम मान है
(a) 0
(b) 8
(c) 12
(d) -18
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हल
संभाव्य क्षेत्र चित्र में दिखाया गया है जिसके लिए उद्देश्य फलन $F=3 x-4 y$ है।
| कोने के बिंदु | $F=3 x-4 y$ का मान |
|---|---|
| $O(0,0)$ | $F=0$ |
| $A(12,6)$ | $F=3(12)-4(6)=12$ |
| $B(0,4)$ | $F=0-4(4)=-16$ |
अतः, सही विकल्प (c) है।
-
विकल्प (a) गलत है क्योंकि $ F $ का अधिकतम मान 0 नहीं है।
-
विकल्प (b) गलत है क्योंकि $ F $ का अधिकतम मान 8 नहीं है।
-
विकल्प (d) गलत है क्योंकि $ F $ का अधिकतम मान -18 नहीं है।
31. प्र. 30 के संदर्भ में, $F$ का न्यूनतम मान है
(a) 0
(b) -16
(c) 12
(d) मौजूद नहीं है
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हल
प्र. 30 के हल के अनुसार, $F$ का न्यूनतम मान -16 है बिंदु $(0,4)$ पर।
अतः, सही विकल्प (b) है।
-
विकल्प (a) गलत है क्योंकि $ F $ का न्यूनतम मान 0 नहीं है; यह बिंदु (0,4) पर -16 है।
-
विकल्प (c) गलत है क्योंकि $ F $ का न्यूनतम मान 12 नहीं है; बिंदु (0,4) पर यह -16 है।
-
विकल्प (d) गलत है क्योंकि $ F $ का न्यूनतम मान अस्तित्व में है और यह बिंदु (0,4) पर -16 है।
32. एलपीपी के लिए संभाव्य क्षेत्र के कोने बिंदु $(0,2),(3,0)$, $(6,0),(6,8)$ और $(0,5)$ हैं।
मान लीजिए $F=4 x+6 y$ उद्देश्य फलन है।
$F$ का न्यूनतम मान निम्नलिखित में होता है
(a) $(0,2)$ केवल
(b) $(3,0)$ केवल
(c) बिंदु $(0,2)$ और $(3,0)$ को जोड़ने वाले रेखा खंड के मध्य बिंदु केवल
(d) बिंदु $(0,2)$ और $(3,0)$ को जोड़ने वाले रेखा खंड पर कोई बिंदु
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समाधान
| कोने बिंदु | $F=4 x+6 y$ का मान |
|---|---|
| $(0,2)$ | $Z=4(0)+6(2)=12$ |
| $(3,0)$ | $Z=4(3)+6(0)=12$ |
| $(6,0)$ | $Z=4(6)+6(0)=24$ |
| $(6,8)$ | $Z=4(6)+6(8)=72$ |
| $(0,5)$ | $Z=4(0)+6(5)=30$ |
$F$ का न्यूनतम मान बिंदु $(0,2)$ और $(3,0)$ को जोड़ने वाले रेखा खंड पर कोई बिंदु पर होता है।
अतः सही विकल्प $(d)$ है।
-
विकल्प (a) $(0,2)$ केवल: यह विकल्प गलत है क्योंकि $F$ का न्यूनतम मान केवल बिंदु $(0,2)$ पर नहीं है। बिंदु $(0,2)$ पर $F$ का मान 12 है, लेकिन बिंदु $(3,0)$ पर भी इसी मान प्राप्त होता है। अतः न्यूनतम मान कई बिंदुओं पर होता है, न केवल $(0,2)$ पर।
-
विकल्प (b) $(3,0)$ केवल: यह विकल्प गलत है क्योंकि $F$ का न्यूनतम मान केवल बिंदु $(3,0)$ पर नहीं है। बिंदु $(3,0)$ पर $F$ का मान 12 है, लेकिन बिंदु $(0,2)$ पर भी इसी मान प्राप्त होता है। अतः न्यूनतम मान कई बिंदुओं पर होता है, न केवल $(3,0)$ पर।
-
विकल्प (c) बिंदु $(0,2)$ और $(3,0)$ को जोड़ने वाले रेखा खंड के मध्य बिंदु केवल: यह विकल्प गलत है क्योंकि $F$ का न्यूनतम मान बिंदु $(0,2)$ और $(3,0)$ को जोड़ने वाले रेखा खंड के मध्य बिंदु पर नहीं अद्वितीय है। बिंदु $(0,2)$ और $(3,0)$ को जोड़ने वाले रेखा खंड पर कोई बिंदु पर $F$ का न्यूनतम मान होता है, न केवल मध्य बिंदु पर।
33. अभ्यास 32 के संदर्भ में, $F-$ के अधिकतम मान - $F-$ के न्यूनतम मान =
(a) 60
(b) 48
(c) 42
(d) 18
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हल
प्रश्न 32 के हल के अनुसार,
$F$ का अधिकतम मान - $F$ का न्यूनतम मान = 72 - 12 = 60
अतः सही विकल्प $(a)$ है।
- विकल्प (b) 48 गलत है क्योंकि $F$ के अधिकतम और न्यूनतम मान के बीच अंतर 60 है, न कि 48।
- विकल्प (c) 42 गलत है क्योंकि $F$ के अधिकतम और न्यूनतम मान के बीच अंतर 60 है, न कि 42।
- विकल्प (d) 18 गलत है क्योंकि $F$ के अधिकतम और न्यूनतम मान के बीच अंतर 60 है, न कि 18।
34. रेखीय संरेखता प्रणाली द्वारा निर्धारित संभाव्य क्षेत्र के कोने बिंदु $(0,3),(1,1)$ और $(3,0)$ हैं।
मान लीजिए $Z = px + qy$, जहाँ $p, q > 0$। $p$ और $q$ पर शर्त ताकि $Z$ का न्यूनतम मान $(3,0)$ और $(1,1)$ पर हो, है:
(a) $p = 2q$
(b) $p = \frac{q}{2}$
(c) $p = 3q$
(d) $p = q$
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हल
| कोने बिंदु | $Z = px + qy ; p, q > 0$ का मान |
|---|---|
| $(0,3)$ | $Z = p(0) + q(3) = 3q$ |
| $(1,1)$ | $Z = p(1) + q(1) = p + q$ |
| $(3,0)$ | $Z = p(3) + q(0) = 3p$ |
इसलिए, $p$ और $q$ पर शर्त ताकि $Z$ का न्यूनतम मान $(3,0)$ और $(1,1)$ पर हो, है:
$p + q = 3p \Rightarrow p - 3p + q = 0 \Rightarrow p = \frac{q}{2}$.
अतः सही विकल्प (b) है।
-
विकल्प (a) $p = 2q$: यदि $p = 2q$, तो कोने बिंदुओं पर $Z$ का मान होगा:
- $(0,3)$ पर: $Z = 3q$
- $(1,1)$ पर: $Z = 2q + q = 3q$
- $(3,0)$ पर: $Z = 3 \cdot 2q = 6q$ $Z$ का न्यूनतम मान $3q$ होगा, जो $(0,3)$ और $(1,1)$ पर होगा, न कि $(3,0)$ और $(1,1)$ पर।
-
विकल्प (c) $p = 3q$: यदि $p = 3q$, तो कोने बिंदुओं पर $Z$ का मान होगा:
- $(0,3)$ पर: $Z = 3q$
- $(1,1)$ पर: $Z = 3q + q = 4q$
- $(3,0)$ पर: $Z = 3 \cdot 3q = 9q$ $Z$ का न्यूनतम मान $3q$ होगा, जो $(0,3)$ पर होगा, न कि $(3,0)$ और $(1,1)$ पर।
-
विकल्प (d) $p = q$: यदि $p = q$, तो कोने बिंदुओं पर $Z$ का मान होगा:
- $(0,3)$ पर: $Z = 3q$
- $(1,1)$ पर: $Z = q + q = 2q$
- $(3,0)$ पर: $Z = 3q$ $Z$ का न्यूनतम मान $2q$ होगा, जो $(1,1)$ पर होगा, न कि $(3,0)$ और $(1,1)$ पर।
भरण पदार्थ (Fillers)
35. एक रैखिक प्रोग्रामन (LPP) में, चरों पर रैखिक असमानताएँ या सीमाएँ कहलाती हैं ……
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हल
रैखिक सीमाएँ।
36. एक रैखिक प्रोग्रामन (LPP) में, उद्देश्य फलन हमेशा ……
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हल
रैखिक।
37. यदि एक रैखिक प्रोग्रामन (LPP) के लिए संभाव्य क्षेत्र ….., तो उद्देश्य फलन $Z=a x+b y$ के अधिकतम या न्यूनतम मान अस्तित्व में हो सकते हैं या नहीं।
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हल
असीमित
38. एक रैखिक प्रोग्रामन (LPP) में, यदि उद्देश्य फलन $Z=a x+b y$ के लिए संभाव्य क्षेत्र के दो कोने बिंदुओं पर अधिकतम मान समान हो, तो इन दो बिंदुओं को मिलाने वाले रेखा खंड पर स्थित प्रत्येक बिंदु के लिए समान …… मान होता है।
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हल
अधिकतम
39. एक रैखिक असमानताओं के निर्णय निर्माण के लिए संभाव्य क्षेत्र कहलाता है …… यदि इसे एक वृत्त के भीतर समाहित किया जा सकता है।
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हल
सीमित
40. एक संभाव्य क्षेत्र के कोने बिंदु एक बिंदु है जो क्षेत्र में है और दो सीमा रेखाओं के …… है।
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हल
प्रतिच्छेदन
41. एक रैखिक प्रोग्रामन (LPP) के लिए संभाव्य क्षेत्र हमेशा एक …… बहुभुज होता है।
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हल
उत्तल
सत्य/असत्य (True/False).
42. यदि एक रैखिक प्रोग्रामन (LPP) के लिए संभाव्य क्षेत्र असीमित हो, तो उद्देश्य फलन $Z=a x+b y$ के अधिकतम या न्यूनतम मान अस्तित्व में हो सकते हैं या नहीं।
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हल
सत्य।
43. उद्देश्य फलन
$Z=a x+b y$ के अधिकतम मान एक रैखिक प्रोग्रामन (LPP) में हमेशा संभाव्य क्षेत्र के केवल एक कोने बिंदु पर होता है।
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हल
एक रैखिक प्रोग्रामन (LPP) में, यदि उद्देश्य फलन $Z = ax + by$ के दो कोने बिंदुओं पर अधिकतम मान समान हो, तो इन दो कोने बिंदुओं को मिलाने वाले रेखा खंड पर स्थित प्रत्येक बिंदु के लिए समान अधिकतम मान होता है।
क्योंकि, इन दो कोने बिंदुओं को मिलाने वाले रेखा खंड पर स्थित बिंदुओं की संख्या अपरिमित है, इसलिए जहां $Z$ के अधिकतम मान आते हैं वहां बिंदुओं की संख्या भी अपरिमित है।
इसलिए, दिए गए कथन के अनुसार यह गलत है।
गलत।
44. एक रैखिक प्रोग्रामन समस्या (LPP) में, उद्देश्य फलन $Z=ax+by$ का न्यूनतम मान हमेशा 0 होता है यदि मूल बिंदु उपयोग्य क्षेत्र के एक कोने बिंदु हो।
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हल
दिए गए कथन गलत है।
न्यूनतम मान हमेशा 0 होना आवश्यक नहीं होता, यह a और b के मान पर निर्भर करता है।
गलत।
45. एक रैखिक प्रोग्रामन समस्या (LPP) में, उद्देश्य फलन $Z=ax+by$ का अधिकतम मान हमेशा सीमित होता है।
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हल
सत्य।