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- 2021-06-30 发布
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第3讲 二元一次不等式(组)及简单的线性规划问题
[基础题组练]
1.不等式组表示的平面区域是( )
解析:选C.用特殊点代入,比如(0,0),容易判断为C.
2.设集合A={(x,y)|x-y≥1,ax+y>4,x-ay≤2},则( )
A.对任意实数a,(2,1)∈A
B.对任意实数a,(2,1)∉A
C.当且仅当a<0时,(2,1)∉A
D.当且仅当a≤时,(2,1)∉A
解析:选D.若(2,1)∈A,则解得a>,所以当且仅当a≤时,(2,1)∉A,故选D.
3.(2019·高考北京卷)若x,y满足|x|≤1-y,且y≥-1,则3x+y的最大值为( )
A.-7 B.1
C.5 D.7
解析:选C.令z=3x+y,画出约束条件即或表示的平面区域,如图中阴影部分所示,作出直线y=-3x,并平移,数形结合可知,当平移后的直线过点C(2,-1)时,z=3x+y取得最大值,zmax=3×2-1=5.故选C.
4.(2020·郑州市第二次质量预测)设变量x,y满足约束条件则目标函数z=的最大值为( )
A. B.
C.3 D.4
解析:选C.可行域如图中阴影部分所示,目标函数z=,设u=3x+y,欲求z=的最大值,等价于求u=3x+y的最小值.u=3x+y可化为y=-3x+u,该直线的纵截距为u,作出直线y=-3x,并平移,当直线y=-3x+u经过点B(-1,2)时,纵截距u取得最小值umin=3×(-1)+2=-1,所以z=的最大值zmax==3.故选C.
5.(2020·洛阳市统考)如果点P(x,y)满足点Q在曲线x2+(y+2)2=1上,则|PQ|的取值范围是( )
A.[-1,-1] B.[-1,+1]
C.[-1,5] D.[-1,5]
解析:选D.作出点P满足的线性约束条件表示的平面区域(如图中阴影部分所示),因为点Q所在圆的圆心为M(0,-2),所以|PM|取得最小值的最优解为(-1,0),取得最大值的最优解为(0,2),所以|PM|的最小值为,最大值为4,又圆M的半径为1,所以|PQ|的取值范围是[-1,5],故选D.
6.(2020·安徽省考试试题)设x,y满足约束条件则z=2x-y的最小值为
.
解析:法一:作出不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示,作出直线2x-y=0,平移该直线,由图可知当直线经过点A时,目标函数z=2x-y取得最小值.由,得,即A(3,4),所以zmin=2×3-4=2.
法二:易知目标函数z=2x-y的最小值在可行域的顶点处取得,由得,由得,由得,所以可行域的顶点坐标分别为(3,4),(2,1),(5,2),代入目标函数得对应的z的值为2,3,8,所以z的最小值为2.
答案:2
7.(2020·郑州市第二次质量预测)设实数x,y满足,则z=的取值范围为 .
解析:画出不等式组表示的平面区域,如图中阴影部分所示.z=表示平面区域内的点与坐标原点O的连线的斜率.
由,得 ,即A(-1,3).
由,得 ,即B.
所以zmax=kOB==-,zmin=kOA==-3,
所以z=的取值范围为.
答案:
8.已知x,y满足,记点(x,y)对应的平面区域为P.
(1)设z=,求z的取值范围;
(2)过点(-5,1)的一束光线,射到x轴被反射后经过区域P,当反射光线所在直线l经过区域P内的整点(即横纵坐标均是整数的点)时,求直线l的方程.
解:平面区域如图中阴影部分所示,易得A,B,C三点的坐标分别为A(-4,3),B(-3,0),C(-1,0).
(1)由z=知z的值即是定点P(-3,-1)与区域内的点Q(x,y)连接的直线的斜率,
当直线过A(-4,3)时,z=-4;
当直线过C(-1,0)时,z=.
故z的取值范围是(-∞,-4)∪.
(2)过点(-5,1)的光线被x轴反射后的光线所在直线必经过点(-5,-1),由题设可得区域内坐标为整数点仅有点(-3,1),
故直线l的方程是=,即x-y+4=0.
[综合题组练]
1.(2020·新疆第一次适应性检测)若点M(x,y)满足则x+y的取值集合是( )
A.[1,2+] B.[1,3]
C.[2+,4] D.[1,4]
解析:选A.x2+y2-2x-2y+1=(x-1)2+(y-1)2=1,根据约束条件画出可行域,
如图中阴影部分所示,令z=x+y,则y=-x+z,根据图象得到当直线过点(1,0)时目标函数取得最小值,为1,当直线和半圆相切时,取得最大值,根据点到直线的距离等于半径得到=1⇒z=2±,易知2-不符合题意,故z=2+,所以x+y的取值范围为[1,2+].故选A.
2.(应用型)(2020·浙江杭州模拟)若存在实数x,y,m使不等式组与不等式x-2y+m≤0都成立,则实数m的取值范围是( )
A.m≥0 B.m≤3
C.m≥1 D.m≥3
解析:选B.作出不等式组表示的平面区域,如图中阴影部分所示,其中A(4,2),B(1,1),C(3,3).
设z=x-2y,将直线l:z=x-2y进行平移,当l经过点A时,目标函数z达到最大值,可得zmax=4-2×2=0,当l经过点C时,目标函数z达到最小值,可得zmin=3-2×3=-3,因此z=x-2y的取值范围为[-3,0].因为存在实数m,使不等式x-2y+m≤0成立,即存在实数m,使x-2y≤-m成立,所以-m大于或等于z的最小值,即-3≤-m,解得m≤3,故选B.
3.(2020·安徽合肥一模)某企业生产甲、乙两种产品,销售利润分别为2千元/件、1千元/件.甲、乙两种产品都需要在A,B两种设备上加工,生产一件甲产品需用A
设备2小时,B设备6小时;生产一件乙产品需用A设备3小时,B设备1小时.A,B两种设备每月可使用时间数分别为480小时、960小时,若生产的产品都能及时售出,则该企业每月利润的最大值为 千克.
解析:设生产甲产品x件,生产乙产品y件,利润z千元,则z=2x+y,作出表示的可行域如图中阴影部分所示,作出直线2x+y=0,平移该直线,当直线z=2x+y经过直线2x+3y=480与直线6x+y=960的交点(150,60)(满足x∈N,y∈N)时,z取得最大值,为360.
答案:360
4.(综合型)实数x,y满足不等式组则z=|x+2y-4|的最大值为 .
解析:作出不等式组表示的平面区域,如图中阴影部分所示.z=|x+2y-4|=·,其几何含义为阴影区域内的点到直线x+2y-4=0的距离的倍.由得点B坐标为(7,9),显然点B到直线x+2y-4=0的距离最大,此时zmax=21.
答案:21
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