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1、2022人教A版數(shù)學(xué)必修五 3.3.1《二元一次不等式(組)與簡單的線性規(guī)劃問題》教案
高解決實際問題的能力.
一、 本節(jié)重點和學(xué)習(xí)中可能遇到的困難
重點:從實際問題中抽象出二元一次不等式(組),二元一次不等式(組)表示的平面區(qū)域及簡單的二元線性規(guī)劃問題.
學(xué)習(xí)中可能遇到的困難:二元一次不等式表示的平面區(qū)域的探究過程及從實際情境中抽象出一些簡單的二元線性規(guī)劃問題,并能加以解決.
二、 要點講解
A.二元一次不等式(組)與平面區(qū)域
1.滿足二元一次不等式(組)或的和的取值構(gòu)成有序?qū)崝?shù)對,所有這樣的有序?qū)崝?shù)對構(gòu)成的集合稱為二元一次不等式(組)的解.因為有序?qū)崝?shù)對可以看成直角坐標(biāo)平
2、面內(nèi)點的坐標(biāo).所以,二元一次不等式(組)的解集是直角坐標(biāo)系內(nèi)的點構(gòu)成的集合.
2.在平面直角坐標(biāo)系中,二元一次不等式在平面直角坐標(biāo)系中表示直線某一側(cè)所有點組成的平面區(qū)域.當(dāng)點在直線上時,;當(dāng)點不在這條直線上時,則或.于是直線把平面分成兩部分,此直線是這兩部分平面區(qū)域的邊界.若其中一部分平面的點用表示,則保持相同的符號;若另一部分平面上的點用表示,則保持相同的符號且與前者符號相反.所以只需在此直線的某一側(cè)取一個特殊點,由的正負(fù)即可判斷表示的是直線哪一側(cè)的平面區(qū)域.
特別地,當(dāng)時,常有原點作為特殊點.
畫不等式表示的平面區(qū)域是線性規(guī)劃的入門知識,也是必備知識,其要點是“以線定界、以點
3、(原點)定域”,同時還要注意哪條線應(yīng)畫成實線,哪條線應(yīng)畫成虛線.
例如:畫出不等式的平面區(qū)域.
先作出邊界,因為這條直線上的點都不滿足,故畫成虛線;又因為,所以取原點代入得,所以,原點不在表示的平面區(qū)域內(nèi),其區(qū)域如圖所示.
B.簡單的線性規(guī)劃問題
1.一般地說,求線性目標(biāo)函數(shù)在線性約束條件下的最大值和最小值的問題,統(tǒng)稱為線性規(guī)劃問題.滿足線性約束條件的解叫可行解,由所有可行解組成的集合叫做可行域.在可行域內(nèi)存在使得線性目標(biāo)函數(shù)取最大值或最小值的可行解叫做這個問題的最優(yōu)解.
2.線性目標(biāo)函數(shù)的幾何意義:是直線在軸上的截距.
3.生產(chǎn)實際中有許多問題
4、都可以歸納為線性規(guī)劃問題.在線性規(guī)劃的實際問題中,主要掌握兩種類型:一是給定一定數(shù)量的人力、物力資源,問怎樣運用這些資源,能使完成的任務(wù)量最大,收到的效益最大;二是給定一項任務(wù),問怎樣安排,能使完成這項任務(wù)耗費的人力、物力資源最?。?
4.求線性規(guī)劃問題的步驟
圖解法是解決線性規(guī)劃問題的有效方法,其步驟是:①設(shè)未知數(shù);②確定目標(biāo)函數(shù);③ 列出約束條件;④畫出不等式(組)表示的平面區(qū)域,即可行域;⑤作平行直線系使之與可行域有交點;⑥求最優(yōu)解并作答;⑦寫出目標(biāo)函數(shù)的最值.
三、 應(yīng)注意的問題
1. 易錯點:對可行域、最優(yōu)解的判斷出現(xiàn)問題或?qū)δ繕?biāo)函數(shù)的幾何意義理解不清都容
易出現(xiàn)錯誤
5、.
2. 課本習(xí)題中出現(xiàn)的線性規(guī)劃都有唯一的最優(yōu)解,其實線性規(guī)劃的解有許多不同的情
況,除了有唯一的最優(yōu)解的情況外,還有:
(1) 無可行解:這是約束條件組成的不等式組無解的情況;
(2) 有無窮多個最優(yōu)解:這是目標(biāo)函數(shù)和可行域的邊界線平行的情況;
(3) 有可行解,無最優(yōu)解:這種情況只會出現(xiàn)在可行域是開區(qū)域的時候.如果線性
規(guī)劃中的可行域是閉區(qū)域,那么一定有最優(yōu)解.
3. 課本習(xí)題中出現(xiàn)的都是“截距型”目標(biāo)函數(shù)(不同時為零),即線
性目標(biāo)函數(shù),高考中除了出現(xiàn)“截距型”目標(biāo)函數(shù)的情況外,還有非線性目標(biāo)函數(shù):
(1)“斜率型”目標(biāo)函數(shù)(為常數(shù)).最優(yōu)解為點()與可行域
上的點的斜率的最值;
(2)“兩點間距離型”目標(biāo)函數(shù)(為常數(shù)).最優(yōu)解為點()與可行域上的點之間的距離的平方的最值;
?。?)“點到直線距離型”目標(biāo)函數(shù)(為常數(shù),且不同時為零).最優(yōu)解為可行域上的點到直線的距離的最值.