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- 2021-06-16 发布
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简单线性规划
(25分钟 50分)
一、选择题(每小题5分,共35分)
1.【陕西省西安市高新一中2019届高三一模】若满足,且的最小值为,则的值为( )
A.3 B. C. D.
【答案】D
【解析】由得,
作出不等式组对应的平面区域如图:
平移直线由图象可知当直线经过点时,
直线的截距最小,
此时最小值为,即,则,
当时,,即,
同时也在直线上,
代入可得,解得,故选D.
4.(2018·天津高考)设变量x,y满足约束条件则目标函数z=3x+5y的最大值为( )
A.6 B.19 C.21 D.45
【解析】选C.在平面直角坐标系中画出可行域ABCD以及直线l:3x+5y=0,平移直线l,可知:当直线l过点C(2,3)时,z取得最大值为3×2+5×3=21.
5.若变量x,y满足约束条件则z=(x-1)2+y2的最大值为 ( )
A.4 B. C.17 D.16
【解析】选C.z=(x-1)2+y2表示可行域内的点(x,y)与点P(1,0)间距离的平方.画出约束条件所表示的平面区域如图中阴影部分所示,易知P(1,0)与A(2,4)间的距离最大,因此zmax=(2-1)2+42=17.
【变式备选】(2018·枣庄模拟)已知实数x,y满足约束条件则ω=的最小值是 ( )
A.-2 B.2 C.-1 D.1
【解析】选D.
作出不等式组对应的平面区域如图(不包括y轴),ω=的几何意义是区域内的点P(x,y)与定点A(0,-1)所在直线的斜率,由图像可知当P位于点D(1,0)时,直线AP的斜率最小,此时ω=的最小值为=1.
6.(2018·南昌模拟)设变量x,y满足约束条件 则z=|x-3y|的最大值为 ( )
A.10 B.8 C.6 D.4
【解析】选B.不等式组 所表示的平面区域如图中阴影部分所示.
当平移直线x-3y=0过点A时,m=x-3y取最大值;
当平移直线x-3y=0过点C时,m=x-3y取最小值.
由题意可得A(-2,-2),C(-2,2),所以mmax=-2-3×(-2)=4,mmin=-2-3×2=-8,所以-8≤m≤4,所以|m|≤8,即zmax=8.
7.设关于x,y的不等式组表示的平面区域内存在点P(x0,y0),满足x0-2y0=2,则m的取值范围是 ( )
A. B.
C. D.
【解析】选C.图中阴影部分表示可行域,
要求可行域内包含y=x-1上的点,只需要可行域的边界点(-m,m)在y=x-1下方,也就是m<-m-1,即m<-.
二、填空题(每小题5分,共15分)
8.(2018·北京高考)若x,y满足x+1≤y≤2x,则2y-x的最小值是_______.
【解析】x+1≤y≤2x,等价于不等式组画出可行域如图,令z=2y-x,化为斜截式得y=x+z,直线斜率为,在y轴上的截距为z,直线越往下,z越小,z越小,
由得最优解为(1,2),
所以z=2y-x的最小值为3.
答案:3
9.(2018·全国卷Ⅲ)若变量x,y满足约束条件则z=x+y的最大值是_______.
【解析】
作出可行域
由图可知目标函数在直线x-2y+4=0与x=2的交点(2,3)处取得最大值3.
答案:3
10.(2018·广州模拟)已知x,y满足约束条件若z=x-ay(a>0)的最大值为4,则a=_______.
【解析】作出不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示,则A(2,0),B(-2,-2).显然直线z=x-ay过A时不能取得最大值4.若直线z=x-ay过点B时取得最大值4,则-2+2a=4,解得a=3,此时,目标函数为z=x-3y,作出直线x-3y=0,平移该直线,当直线经过点B时,截距最小,此时,z的最大值为4,满足条件.
答案:3
(20分钟 40分)
1.(5分)若实数x,y满足且z=2x+y的最小值为4,则实数b的值为 ( )
A.1 B.2 C. D.3
【解析】选D.作出不等式组表示的平面区域如图阴影所示,
由图可知z=2x+y在点A处取得最小值,且由解得所以
A(1,2).
又由题意可知点A在直线y=-x+b上,
所以2=-1+b,解得b=3.
2.(5分)(2018·广州模拟)某公司生产甲、乙两种桶装产品.已知生产甲产品1桶需耗A原料1千克、B原料2千克;生产乙产品1桶需耗A原料2千克、B原料1千克.每桶甲产品的利润是300元,每桶乙产品的利润是400元.公司在生产这两种产品的计划中,要求每天消耗A,B原料都不超过12千克.通过合理安排生产计划,从每天生产的甲、乙两种产品中,公司共可获得的最大利润是
( )
A.1 800元 B.2 400元 C.2 800元 D.3 100元
【解析】选C.设该公司生产甲产品x桶,生产乙产品y桶,获利为z元,则x,y满足的线性约束条件为
目标函数z=300x+400y.
作出可行域,如图中四边形OABC的边界及其内部整点.
作直线l0:3x+4y=0,平移直线l0经可行域内点B时,z取最大值,由
得B(4,4),满足题意,所以zmax=4×300+4×400=2 800(元).
3.(5分)(2018·石家庄模拟)在平面直角坐标系中,不等式组(r为常数)表示的平面区域的面积为π,若x,y满足上述约束条件,则z=的最小值为___________.
【解析】作出不等式组表示的平面区域,如图中阴影部分所示,
由题意,知πr2=π,解得r=2.z==1+
,表示可行域内的点与点P(-3,2)连线的斜率加上1,由图知当可行域内的点与点P的连线与圆相切时斜率最小.设切线方程为y-2=k(x+3),即kx-y+3k+2=0,则有=2,解得k=-或k=0(舍去),所以zmin=1-=-.
答案:-
【变式备选】已知实数x,y满足条件
则z=的最小值为_______.
【解析】不等式组表示的可行域如图阴影部分所示.
目标函数z==表示可行域内一点与点(2,0)连线的斜率,可知过点(2,0)作半圆的切线,切线的斜率为z=的最小值,设切线
方程为y=k(x-2),则A到切线的距离为1,故1=,解得k=.
答案:
4.(12分)已知D是以点A(4,1),B(-1,-6),C(-3,2)为顶点的三角形区域(包括边界与内部).如图所示.
(1)写出表示区域D的不等式组.
(2)设点B(-1,-6),C(-3,2)在直线4x-3y-a=0的异侧,求a的取值范围.
【解析】 (1)直线AB,AC,BC的方程分别为7x-5y-23=0,x+7y-11=0,4x+y+10=0.
原点(0,0)在区域D内,故表示区域D的不等式组为
(2)根据题意有[4×(-1)-3×(-6)-a][4×(-3)-3×2-a]<0,即(14-a)(-18-a)<0,解得-18