La investigación de operaciones o investigación operativa o investigación operacional (conocida también como teoría de la toma de decisiones o programación matemática) (I.O.) es una disciplina moderna que consiste en el uso de modelos matemáticos, estadística y algoritmos con objeto de realizar un proceso de toma de decisiones.
Frecuentemente trata del estudio de complejos sistemas reales, con la
finalidad de mejorar (u optimizar) su funcionamiento. La investigación
de operaciones permite el análisis de la toma de decisiones teniendo en
cuenta la escasez de recursos, para determinar cómo se puede optimizar
un objetivo definido, como la maximización de los beneficios o la
minimización 
de costos.
de costos.
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