MODEL MATEMATIKA
1. Pengertian model matematika
Model matematika adalah bentuk aljabar, dimana dalam pembahasaan ini kita ambil salah satu bentuk aljabar dari sistem pertidaksamaan linier (berderajat satu).
Penyelesaian model matemetika tidak lain adalah membuat himpunan penyelesaian (HP) dari sistem pertidaksamaan linier. Biasa dengan metode grafik pada diagram kartesius, yaitu dengan cara memberi tanda arsir pada himpunan penyelesaian yang dimaksud.
2. Aplikasi model matematika
Untuk mengaplikasikan model matematika ini, ikutilah cara penyelesaiaan program linier berikut ini!
a. Ubahlah soalnya dengan bahasa matematika, shingga bentuk persoalan ini menjadi bentuk sistem pertidaksamaan linier.
b. Tunjukkan himpunan penyelesaian dari sistem pertidaksamaan linier ini pada diagram cartesius, diman kemungkinan penyelesaiaannya terletak pada titik di dalam atau pada poligon.
c. Ambillah titik yang memberikan penyelesaian yang paling baik dengan cara menyelidiki titik-titik di dalam daerah penyelesaian yang memberikan nilai maksimum.
Contoh 2
Seorang agen akan membeli 25 buah sepeda. Ia ingin membeli sepeda biasa seharga @Rp.30.000,- dan sepeda gunung seharga @ Rp. 40.000,00. jumlah uang yang dimiliki hanya Rp. 840.000,00.
a. Andaikan agen tadi membeli x buah sepeda biasa dan y buah sepeda gunung. Tulis 4 buah pertidakasamaan dalam x dan y!
b. Perlihatkan dengan grafik, himpunan penyelesaian dari sistem pertidasamaan linier tadi! (Ambillah skala x dan y dari 0 sampai 30).
c. Apabila agen mengharapkan laba Rp. 10.000,00 setiap sepeda biasa dan Rp. 12.000,00 setiap sepeda gunung, tulislah jumlah laba dalam x dan y! Tentukan banyaknya masing-masing jenis sepeda yang harus dibeli!
d. Berapa laba maksimumnya!
Penyelesaian:
a. Keempat bentuk pertidaksamaan itu adalah:
(1) x
0
(2) y
0
(3) x + y
25
(4) 30000x + 40000y
840000 3x + 4y
84
b. Grafik
c. Perhatikan pada (b), tentukan perpotongan kedua kurva di atas,
x + y = 25
-4x - 4y = -100
3x + 4y = 84
3x + 4y = 84 +
-x = -16
x = 16
x 16 substitusikan ke (3), sehingga didapat:
16 + y = 25
y = 25 - 16 = 9
|
Titik
|
x
|
y
|
10000x + 12000y
|
|
0
|
0
|
0
|
Rp. 0,00 |
|
A
|
25
|
0
|
Rp. 250.000,00 |
|
B
|
16
|
9
|
Rp. 268.000,00 |
|
C
|
0
|
21
|
Rp. 252.000,00 |
d. Jadi, laba maksimumnya adalah Rp. 268.000,00
Contoh 3
Sebuah rumah sakit memerlukan 150 unit kalori dan 130 unit protein untuk setiap pasien perharinya. Apabila setiap kilogram daging sapi mengandung 500 unit kalori dan 200 unit protein, sedangkan setiap kilogram ikan mengandung 300 unit kalori dan 400 unit protein. Harga 1 kg daging sapi Rp. 2.500,00 sedangkan harga 1 Kg ikan segar Rp. 2.000,00. Tentukan biaya minimal kebutuhan 100 orang pasien per hari pada rumah sakit tersebut!
Penyelesaian:
a) Syarat kebutuhan kalori 100 orang pasien :
500x + 300y
15000 5x + 3y
150
Syarat kebutuhan protein 100 orang pasien :
200x + 400y
13000 2x + 4y
130
hingga diperoleh model matematika :
x
0, y
0, 5x + 3y
15, 2x + 4y
130
b) Titik potong garis 2x +4y= 130 dan 5x + 3y = 150 adalah:
2x + 4y = 130 x4 20x + 12 y = 600
5x + 3y = 150 x3 6x + 12y = 390 -
14x = 210 x = 15
3y = 150 - 5x = 150 - 75 = 75 y = 25
c) Grafik
d)
|
Titik
|
x
|
y
|
Z=2500x + 2000y
|
|
A
|
65
|
0
|
Rp. 162.500,00 |
|
B
|
15
|
25
|
Rp. 87.500,00 |
|
C
|
0
|
50
|
Rp. 100.000,00 |
Tabel di atas menunjukkan bahwa biaya minimum sebesar Rp 87.500,00 yaitu bila x =15 dan y = 25.