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- 2021-06-21 发布
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3.3.2 简单的线性规划问题
[课时作业]
[A组 基础巩固]
1.在△ABC中,三顶点分别为A(2,4),B(-1,2),C(1,0),点P(x,y)在△ABC内部及其边界上运动,则m=y-x的取值范围为( )
A.[1,3] B.[-3,1]
C.[-1,3] D.[-3,-1]
解析:直线m=y-x的斜率k1=1≥kAB=,且k1=1<kAC=4,∴直线经过点C(1,0)时m最小,为-1,
经过点B(-1,2)时m最大,为3.
答案:C
2.若变量x、y满足约束条件,则z=2x-y的最小值为( )
A.-1 B.0
C.1 D.2
解析:由约束条件作出可行域如图所示,由图可知,目标函数在点A处取得最小值.联立,解得,∴A(0,1),所以z=2x-y在点A处取得最小值为2×0-1=-1.
答案:A
3.已知x,y满足且z=2x+4y的最小值为-6,则常数k=( )
A.2 B.9
C.3 D.0
解析:由题意知,当直线z=2x+4y经过直线x=3与x+y+k=0的交点(3,-3-k)时,z最小,所以-6=2×3+4×(-3-k),解得k=0.
答案:D
4.已知变量x,y满足则x2+y2的取值范围是( )
A. [13,40] B.[13,40)
C.(13,40) D.(13,40]
解析:作出可行域如图阴影部分所示.
7
x2+y2可以看成点(0,0)与点(x,y)距离的平方,结合图形可知,点(0,0)与可行域内的点A(2,3)连线的距离最小,即x2+y2最小,最小值为13;点(0,0)与可行域内的点B(2,6)连线的距离最大,即x2+y2最大,最大值为40.
所以x2+y2的取值范围为[13,40].
答案:A
5.已知▱ABCD的三个顶点为A(-1,2),B(3,4),C(4,-2),点(x,y)在▱ABCD的内部,则z=2x-5y的取值范围是( )
A.(-14,16) B.(-14,20)
C.(-12,18) D.(-12,20)
解析:
如图,由▱ABCD的三个顶点A(-1,2),B(3,4),
C(4,-2)可知D点坐标为(0,-4),
由z=2x-5y知
y=x-,
∴当直线y=x-过点B(3,4)时,
zmin=-14.
当直线y=x-过点D(0,-4)时,zmax=20.
∵点(x,y)在▱ABCD的内部不包括边界,
7
∴z的取值范围为(-14,20).
答案:B
6.某企业生产甲、乙两种产品,已知生产每吨甲产品要用A原料3吨、B原料2吨;生产每吨乙产品要用A原料1吨、B原料3吨.销售每吨甲产品可获得利润5万元、每吨乙产品可获得利润3万元,该企业在一个生产周期内消耗A原料不超过13吨、B原料不超过18吨,那么该企业可获得的最大利润是________万元.
解析:设生产甲产品x吨、乙产品y吨,则获得的利润为z=5x+3y.
由题意得
可行域如图阴影所示.
由图可知当x、y在A点取值时,z取得最大值,
此时x=3,y=4,z=5×3+3×4=27(万元).
答案:27
7.若x,y满足约束条件,则z=3x+y的最大值为________.
解析:作出可行域如图中阴影部分所示,作出直线l0:3x+y=0,平移直线l0,当直线l:z=3x+y过点A时,z取最大值,由解得A(1,1),∴z=3x+y的最大值为4.
答案:4
8.已知x,y满足约束条件则x2+y2的最小值是________.
解析:画出满足条件的可行域如图中阴影部分所示,根据表示可行域内一点到原点的距离,可知x2+y2的最小值是|AO|2.由得A(1,2),所以|AO|2=5.
答案:5
9.已知实数x,y满足
(1)求不等式组表示的平面区域的面积;
(2)若目标函数为z=x-2y,求z的最小值.
解析:画出满足不等式组的可行域如图所示:
7
(1)易求点A、B的坐标为:
A(3,6),B(3,-6),
所以三角形OAB的面积为:
S△OAB=×12×3=18.
(2)目标函数化为:y=x-z,作图知直线过A时z最小,可得A(3,6),
∴zmin=-9.
10.某工厂制造A种仪器45台,B种仪器55台,现需用薄钢板给每台仪器配一个外壳.已知钢板有甲、乙两种规格:甲种钢板每张面积2 m2,每张可作A种仪器外壳3个和B种仪器外壳5个,乙种钢板每张面积3 m2,每张可作A种仪器外壳6个和B种仪器外壳6个,问甲、乙两种钢板各用多少张才能用料最省?(“用料最省”是指所用钢板的总面积最小)
解析:设用甲种钢板x张,乙种钢板y张,
依题意
钢板总面积z=2x+3y.
作出可行域如图所示.
由图可知当直线z=2x+3y过点P时,最小.
由方程组得.
所以,甲、乙两种钢板各用5张.
[B组 能力提升]
7
1.设O为坐标原点,A(1,1),若点B(x,y)满足则·取得最小值时,点B的个数是( )
A.1 B.2
C.3 D.无数个
解析:如图,阴影部分为点B(x,y)所在的区域.
∵·=x+y,
令z=x+y,则y=-x+z.
由图可知,当点B在C点或D点时,z取最小值,故点B的个数为2.
答案:B
2.已知a,b是正数,且满足2
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