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- 2021-05-13 发布
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简单的线性规划
一 基础知识
(1)二元一次不等式表示的平面区域
设直线,若,则直线左侧的区域为不等式表示的区域,右侧为不等式表示的区域;若,则相反;也可从系数B的角度去分析,此法可快速确定平面区域
例:画出不等式表示的平面区域
令,令,画出直线,因为,故直线右侧为不等式表示的平面区域
注意:若不等式为,则直线画成实线,意为包括直线上的点,否则画虚线
l 练习 快速确定下列不等式表示的平面区域:
,,
(2)二元一次不等式组表示的平面区域
即不等式组内所有不等式所表示平面区域的交集,技巧是逐个取交集
二 题型总结
第一类 求线性目标函数的最值
此类型为最基本的题型,目标函数为型的,
解法
(1)图解法;化为,若,z与该直线在y轴上的截距成正比,则成反比,从图像上观察直线的截距大小情况即可;
(2)边界点法:目标函数的最值必在可行域的顶点处取得,因此只需求出可行域的顶点,将其坐标依次带入目标函数中计算,比较大小即可
例、设x,y满足约束条件,求的最值
解:可行域是如图所示中的区域,得A(5,2),B(1,1),C(1,)
作出直线L0:5x+10y=0,再将直线L0平移
当L经过点B时,y轴截距最小,即z达到最小值,得
当L经过点A时,y轴截距最大,即z达到最大值,得
所以最大值是29,最小值是7
l 针对练习
1、若满足约束条件则的最大值为 .
2、若变量x,y满足约束条件且z=5y-x的最大值为a,最小值为b,则a-b的值是 .(24)
3、已知正三角形ABC的顶点A(1,1),B(1,3),顶点C在第一象限,若点(x,y)在△ABC内部,则z=-x+y的取值范围是( )A
(A)(1-,2) (B)(0,2)
(C)( -1,2) (D)(0,1+)
4.若实数,满足不等式组且的最大值为9,则实数 C
(A) (B) (C)1 (D)2
5.若x,y满足约束条件,目标函数仅在点(1,0)处取得最小值,则a的取值范围是w.w.w.k.s.5.u.c.o.m w.w.w.k.s.5.u.c.o.m B
(A) (,2 ) (B) (,2 ) (C) (D)
6.函数,是由轴和曲线及该曲线在点处的切线所围成的封闭区域,则在上的最大值为 。
7.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 B
(A) (-14,16) (B)(-14,20) (C)(-12,18) (D)(-12,20)
w..w
第二类 求可行域的面积
关键是准确画出可行域,根据其形状来计算面积,基本方法是利用三角形面积,或切割为三角形
例 不等式组表示的平面区域的面积是 ( )
(A)4 (B)4 (C)2 (D)2
解:可行域是A(0.2),B(2,4),C(2,0)构成的三角形,易得面积为4
l 针对练习
1、 不等式组 表示的平面区域的面积为 。
2.在平面直角坐标系中,不等式组所表示的平面区域的面积是9,则实数a的值为 .
3、若不等式组所表示的平面区域被直线分为面积相等的两部分,则的值是 ( )
(A) (B) (C) (D)
4、在平面直角坐标系中,若不等式组(为常数)所表示的平面区域内的面积等于2,则的值为
A. -5 B. 1 C. 2 D. 3
5.点M(a,b)在由不等式组确定的平面区域内,则点N(a+b,a-b)所在平面区域的面积是( )
(A)1 (B)2 (C)4 (D)8
解析:设a+b=x,a-b=y,则a=,b=,
由得
3.,设与的
交点为D,则由,知,∴
∴选A。
第三类 距离型目标函数
考查可行域内的点与某点之间的距离,目标函数形式为“,,”。
l 针对练习
1、设是不等式组表示的平面区域,则中的点到直线距离的最大值是_______.
2. 设、满足条件,则的最小值 .
3、若是表示的区域内的不同两点,则的最大值是 。
4、如果点P在平面区域上,点Q在曲线最小值为( )
(A) (B) (C) (D)
5、已知点的坐标满足条件,点为坐标原点,那么的最大值等于_______,最小值等于____________.
6、 已知则的最小值是 .
7.若点P(m,3)到直线4x-3y+1=0的距离为4,且点P在不等式2x+y<3表示的平面区域内,则m= .
8.设是不等式组表示的平面区域,则中的点到直线距离的最大值是_______.
9.设不等式组 表示的平面区域为D,若指数函数y=的图像上存在区域D上的点,则a 的取值范围是
(A)(1,3] (B )[2,3] (C ) (1,2] (D )[ 3, ]
说明
1、 2、4 3、 5、 6、7.-3 8,
第四类 斜率型目标函数
目标函数为型的,几何意义是可行域内的点与定点(0,0),()连线的斜率
例设实数x, y满足 .
可行域是以、、为顶点的三角形,易得所求最大值为
l 针对练习
1、已知变量满足约束条件则的取值范围是( )
A. B. C. D.
2、 设满足约束条件,则取值范围是
D
3、设变量、满足约束条件,则最小值为 。
A. B. C. D.
第五类
与不等式,函数,向量等知识进行综合命题
例 已知:点P的坐标(x,y)满足:及A(2,0),则||·cos∠AOP(O为坐标原点)的最大值是 .
解:即为在上的投影长,由故所求最大值为5
l 针对练习
1、 已知A(3,),O为原点,点的最大值是 ,此时点P的坐标是 . 15.
2、已知平面直角坐标系上的区域D由不等式组给定.若M(x,y)为D上动点,点A的坐标为(,1).则的最大值为 .4.
3、x,y满足 , 目标函数z=ax+by(a>0,b>0)的最大值为12,则的最小值为( ).
A. B. C. D. 4
第六类,线性规划的实际应用
1.( 2010年陕西理14)铁矿石和的含铁率,冶炼每万吨铁矿石的的排放量及每万吨铁矿石的价格如下表:
(万吨)
(百万元)
50%
1
3
70%
0.5
6
某冶炼厂至少要生产1.9(万吨)铁,若要求的排放量不超过
(万吨),则购买铁矿石的最少费用为 (百万元).
【解析】设铁矿石购买了万吨,铁矿石购买了万吨,购买铁矿石的费用为百万元,则由题设知,本题即求实数满足约束条件,即(*)时,的最小值.作不等式组(*)对应的平面区域,如图阴影部分所示.现让直线,即平移分析即知,当直线经过点时,取得最小值.又解方程组得点坐标为.故.
l 针对练习
1.某旅行社租用A、B两种型号的客车安排900名客人旅行,A、B两种车辆的载客量分别为36人和60人,租金分别为1600元/辆和2400元/辆,旅行社要求租车总数不超过21辆,且B型车不多于A型车7辆,则租金最少为( )
(A)31200元 (B)36000元 (C)36800元 (D)38400元
2.甲、乙、丙三种食物的维生素A、维生素D的含量及成本如下表:
甲
乙
丙
维生素A(单位/千克)
60
70
40
维生素D(单位/千克)
80
40
50
成本(元/千克)
11
9
4
某食物营养研究所想把甲种食物、乙种食物、丙种食物配成10千克的混合食物,并使混合食物中至少含有560单位维生素A和630单位维生素D,则成本最低为( )
(A)84元 (B)85元
(C)86元 (D)88元