Calculadora Método Simplex Online
Resuelve problemas de programación lineal en línea: gratis, rápido y con operaciones de pivote paso a paso.
Nuestra calculadora del método simplex maneja las variantes de maximización, minimización, dos fases, Big M, dual y simplex revisado. Introduce tu función objetivo y restricciones, y la calculadora realiza cada operación de pivote automáticamente.
Calculadora Simplex
Cómo funciona la calculadora del método simplex
Introduce el problema de PL
Escribe los coeficientes de la función objetivo y cada fila de restricción con su valor del lado derecho.
Elige maximizar o minimizar
Selecciona tu objetivo de optimización. La herramienta construye la tabla inicial con variables de holgura automáticamente.
Ejecuta las iteraciones de pivote
La calculadora identifica la columna pivote mediante Cj-Zj, calcula las razones y realiza operaciones elementales de fila hasta alcanzar el óptimo.
Lee la solución óptima
La tabla final muestra los valores óptimos de las variables, la fila Zj y el valor objetivo máximo/mínimo.
Ejemplo de salida de la tabla simplex
Iteración de tabla de ejemplo para un problema de maximización de 2 variables
| Basis | x1 | x2 | s1 | s2 | RHS | Cj-Zj |
|---|---|---|---|---|---|---|
| x1 | 14 | 0 | 0 | 1 | 14 | 0 |
| x2 | 7 | 1 | 0 | 0 | 7 | 5 |
| Zj | 35 | 5 | 0 | 0 | 35 |
¿Qué es el método simplex?
El método simplex es el algoritmo más utilizado para resolver problemas de programación lineal (LP). Desarrollado por George Dantzig en 1947, encuentra el valor óptimo de una función objetivo lineal sujeta a un conjunto de restricciones lineales. Una calculadora del método simplex automatiza este proceso: introduces tu función objetivo y tus restricciones, y la calculadora realiza cada operación de pivoteo hasta alcanzar la solución óptima, mostrando cada tabla a lo largo del camino.
Los modelos de programación lineal aparecen en todas partes: maximizar beneficios, minimizar costes, asignar recursos, planificar la producción y resolver problemas de transporte y de dieta. Siempre que las relaciones son lineales, el método simplex se desplaza eficientemente de un punto extremo de la región factible al siguiente, mejorando el objetivo en cada paso hasta que no es posible ninguna mejora adicional.
Fórmula del método simplex y forma estándar
Antes de aplicar el algoritmo, el problema se escribe en forma estándar. Para un problema de maximización, cada restricción se convierte en una ecuación añadiendo una variable de holgura (para restricciones de menor o igual), restando una variable de exceso (para restricciones de mayor o igual) y, cuando es necesario, añadiendo una variable artificial. El objetivo se escribe como Maximizar Z = c1x1 + c2x2 + ... + cnxn, sujeto a las ecuaciones de restricción y con todas las variables mayores o iguales que cero.
Estos coeficientes rellenan la primera tabla simplex. La calculadora de tablas construye esta tabla automáticamente, calculando las filas Zj y Cj menos Zj en cada iteración para que puedas seguir las operaciones con exactitud.
Cómo resolver el método simplex paso a paso
Tomemos el ejemplo Maximizar Z = 3x1 + 5x2 sujeto a x1 + 2x2 menor o igual que 14 y x1 + x2 menor o igual que 8. Primero, construye la tabla inicial añadiendo variables de holgura a las dos restricciones. Segundo, calcula Cj menos Zj y elige el valor más positivo como variable entrante (la columna pivote). Tercero, aplica la prueba del cociente dividiendo cada valor del lado derecho entre la entrada positiva de la columna pivote y elige el cociente no negativo más pequeño para hallar la variable saliente (la fila pivote). Cuarto, pivota mediante operaciones elementales de fila. Por último, repite hasta que todos los valores Cj menos Zj sean menores o iguales que cero.
Para este ejemplo, la solución óptima es x1 = 2, x2 = 6, con Z = 36. La calculadora paso a paso de esta página muestra cada iteración para que puedas reproducirla en papel.
Maximización frente a minimización
El método simplex maneja ambas direcciones. En un problema de maximización el algoritmo aumenta Z hasta que no queda ningún Cj menos Zj positivo. Un problema de minimización se resuelve convirtiéndolo en una maximización equivalente (minimizar Z es lo mismo que maximizar Z negativo) o seleccionando el Cj menos Zj más negativo. Los problemas de minimización suelen incluir restricciones de mayor o igual, que requieren la técnica de la M grande o de las dos fases.
Método de la M grande y método de las dos fases
Cuando un problema contiene restricciones de mayor o igual, se introducen variables artificiales. El método de la M grande asigna a estas variables artificiales una penalización muy grande para que el algoritmo las expulse de la base. El método simplex de dos fases logra el mismo objetivo en dos etapas: la Fase 1 minimiza la suma de las variables artificiales para encontrar un punto de partida factible, y la Fase 2 optimiza el objetivo real. Ambos alcanzan la misma solución óptima.
Métodos simplex dual y revisado
El método simplex dual parte de una tabla óptima pero no factible y restaura la factibilidad, lo que resulta eficiente cuando se añaden restricciones a un problema ya resuelto. El método simplex revisado almacena solo la inversa de la matriz de la base en lugar de la tabla completa, lo que lo hace mucho más eficiente en memoria para problemas grandes, produciendo resultados idénticos.
El método simplex en una calculadora gráfica o TI-84
Puedes ejecutar el algoritmo simplex a mano en una calculadora gráfica usando operaciones de fila con matrices. En una TI-84, guarda la tabla como una matriz y luego usa rowSwap, multiplicar-fila y multiplicar-fila-sumar del menú MATRIX MATH para pivotar. Las calculadoras científicas Casio no tienen una función simplex integrada, pero su modo Matriz puede realizar manualmente las mismas operaciones de fila. Para obtener resultados instantáneos sin pivoteo manual, la calculadora en línea de esta página hace cada paso por ti.
Método simplex frente al método gráfico
El método gráfico solo funciona para problemas de dos variables, donde se puede dibujar la región factible y leer el óptimo en un punto extremo. El método simplex no tiene tal límite: resuelve problemas con cualquier número de variables. Usa la calculadora de dos variables para ejemplos de libro de texto, o las calculadoras de tres y cuatro variables cuando un problema crece más allá de lo que puedes graficar.
Problemas de programación lineal (LPP)
Un problema de programación lineal (LPP) combina un objetivo lineal con restricciones lineales. La calculadora del método simplex para LPP y la calculadora general de programación lineal resuelven LPP de maximización y minimización en línea, mostrando todo el proceso de la tabla para que aprendas el método mientras resuelves problemas reales.
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¿Cómo hacer el método símplex en la calculadora?
Introduce la función objetivo y las restricciones en los campos de la calculadora, selecciona Maximizar o Minimizar y haz clic en Resolver. La herramienta realiza automáticamente todas las operaciones de pivoteo y muestra la solución óptima.
¿Cómo resolver el método símplex en la calculadora?
Introduce tus variables, coeficientes y restricciones del problema LP. La calculadora símplex recorre cada iteración del tableau y te muestra el proceso de pivoteo paso a paso hasta alcanzar la solución óptima.
¿Cómo usar el método símplex en la calculadora?
Elige el número de variables, introduce la fila de la función objetivo, agrega cada fila de restricción con su valor del lado derecho (RHS), selecciona tu objetivo (Max/Min) y pulsa Calcular para obtener la solución completa.
¿Cómo encontrar el método símplex usando la calculadora?
Busca 'calculadora del método símplex' en línea y abre cualquier herramienta gratuita. Introduce tu problema de programación lineal y la calculadora aplica el algoritmo símplex para hallar la solución óptima automáticamente.
¿Cómo calcular el método símplex en programación lineal?
Configura el tableau símplex inicial con las variables de decisión y las variables de holgura. Identifica el valor Cj-Zj más negativo como columna pivote, calcula las razones para hallar la fila pivote y luego realiza operaciones elementales de fila para iterar.
¿Cómo minimizar con el método símplex usando la calculadora?
Abre la calculadora de minimización símplex, selecciona la opción Minimizar, introduce los coeficientes de tu función de costo y los valores de las restricciones, luego haz clic en Resolver para obtener el valor objetivo mínimo y los valores óptimos de las variables.
¿Cómo calcular Zj en el método símplex?
Zj = suma de (Cbi × aij) para cada columna j, donde Cbi es el coeficiente objetivo de la variable básica actual en la fila i, y aij es el elemento correspondiente del tableau en esa columna.
¿Cómo resolver el método símplex usando una calculadora gráfica?
En una TI-84, almacena el tableau en una matriz usando MATRIX > EDIT, luego usa operaciones de fila mediante MATRIX > MATH (rowSwap, *row, *row+). Como alternativa, usa una app dedicada de símplex disponible para las calculadoras TI.
¿Pueden las calculadoras hacer el método símplex?
Sí. Las calculadoras símplex en línea gestionan el algoritmo completo -desde la configuración del tableau inicial hasta la solución óptima final- incluyendo automáticamente todas las selecciones de pivote y las operaciones de fila.
¿Podemos calcular la operación de pivote del método símplex con Casio?
Las calculadoras científicas Casio no tienen una función símplex integrada. Sin embargo, puedes realizar manualmente las operaciones de fila de matrices usando el modo Matriz de Casio para llevar a cabo cada paso de pivoteo.
¿Calculadora del método símplex de la A a la Z?
Una calculadora completa del método símplex abarca todo: introducir el problema LP, configurar el tableau inicial, realizar todas las iteraciones de pivoteo, identificar la base óptima y mostrar la solución final con todos los valores de las variables.
¿Qué es el método simplex?
El método simplex es un algoritmo iterativo, desarrollado por George Dantzig en 1947, para resolver problemas de programación lineal. Se desplaza de un vértice (punto esquina) de la región factible a uno adyacente, mejorando la función objetivo en cada paso hasta alcanzar la solución óptima.
¿Es el método simplex lo mismo que la programación lineal?
No. La programación lineal es el tipo de problema: optimizar un objetivo lineal sujeto a restricciones lineales. El método simplex es uno de los algoritmos usados para resolver problemas de programación lineal; otros incluyen el método gráfico y los métodos de punto interior.
¿Qué son las variables de holgura, exceso y artificiales?
Una variable de holgura se añade a una restricción ≤ para convertirla en ecuación, una variable de exceso se resta de una restricción ≥, y una variable artificial se añade a las restricciones ≥ y = para proporcionar una solución básica factible inicial. Las variables artificiales se eliminan durante el método Big M o de dos fases.
¿Cuál es la diferencia entre el método Big M y el método de dos fases?
Ambos manejan variables artificiales para restricciones ≥ y =. El método Big M usa un único objetivo con una gran constante de penalización M, mientras que el método de dos fases primero minimiza las variables artificiales (Fase 1) y luego optimiza el objetivo real (Fase 2). Alcanzan el mismo óptimo.
¿Cómo se eligen la columna y la fila pivote?
Para maximización, la columna pivote (variable entrante) es la columna con el valor Cj − Zj más positivo. La fila pivote (variable saliente) se halla con la prueba del cociente mínimo: se divide cada valor del lado derecho entre la entrada positiva de la columna pivote y se elige el menor cociente no negativo.
¿Cuándo es óptimo un tableau simplex?
Un tableau es óptimo cuando no es posible ninguna mejora adicional. En un problema de maximización esto ocurre cuando todo valor Cj − Zj es menor o igual que cero; en minimización, cuando todo Cj − Zj es mayor o igual que cero.
¿Puede el método simplex resolver problemas de minimización?
Sí. La minimización se resuelve convirtiéndola en una maximización equivalente (minimizar Z es lo mismo que maximizar −Z) o seleccionando el Cj − Zj más negativo como variable entrante. Las restricciones de tipo ≥ se manejan con variables de exceso y artificiales.
¿Cómo funciona el método simplex dual?
El método simplex dual parte de un tableau que es óptimo pero no factible (algunos valores del lado derecho son negativos). Selecciona primero la variable saliente (el lado derecho más negativo) y luego la variable entrante mediante una prueba de cociente dual, restaurando la factibilidad mientras conserva la optimalidad.
¿Qué es el método simplex revisado?
El método simplex revisado realiza las mismas iteraciones que el método estándar, pero almacena solo la inversa de la matriz de la base (B⁻¹) en lugar del tableau completo. Esto lo hace mucho más eficiente en memoria y es la base de los solucionadores profesionales de programación lineal.
¿Qué significa una solución no acotada?
Un programa lineal es no acotado cuando la función objetivo puede aumentarse (en maximización) o disminuirse (en minimización) sin límite cumpliendo aún todas las restricciones. En el método simplex se detecta cuando la columna pivote no tiene entradas positivas para la prueba del cociente.
¿Qué es una solución degenerada en el método simplex?
La degeneración ocurre cuando una variable básica es igual a cero en un tableau, a menudo por un empate en la prueba del cociente mínimo. La degeneración puede provocar ciclado, donde el algoritmo repite tableaux sin mejorar el objetivo; reglas anti-ciclado como la regla de Bland lo evitan.
¿Cuántas variables puede manejar el método simplex?
No hay un límite fijo. El método gráfico se restringe a dos variables, pero el método simplex funciona para cualquier número de variables de decisión y restricciones, desde pequeños problemas de libro de texto con dos variables hasta modelos industriales con miles de variables.
¿Qué es el método simplex de transporte?
El problema de transporte es un programa lineal especial que minimiza el costo de enviar bienes desde orígenes hasta destinos. Puede resolverse con el método simplex general, pero versiones especializadas (como los métodos MODI o de paso secuencial) aprovechan su estructura para mayor eficiencia.
¿Por qué usamos el método simplex en lugar del método gráfico?
El método gráfico solo funciona para problemas con dos variables, porque la región factible debe dibujarse en dos dimensiones. El método simplex no tiene esa restricción y puede resolver problemas con cualquier número de variables de forma algebraica, por lo que es el enfoque estándar.