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1、新編高考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)資料
第3講 二元一次不等式(組)與簡(jiǎn)單的線性
規(guī)劃問題
一、選擇題
1.不等式x-2y>0表示的平面區(qū)域是( ).
解析 將點(diǎn)(1,0)代入x-2y得1-2×0=1>0.
答案 D
2.設(shè)實(shí)數(shù)x,y滿足不等式組若x,y為整數(shù),則3x+4y的最小值是( ).
A.14 B.16 C.17 D.19
解析 線性區(qū)域邊界上的整點(diǎn)為(3,1),因此最符合條件的整點(diǎn)可能為(4,1)或(3,2),對(duì)于點(diǎn)(4,1),3x+4y=3×4+4×1=16;對(duì)于點(diǎn)(3,2),3x+4y=3×3+4×2=17,因此3x+4y的最小值為16.
2、
答案 B
3.若不等式組
表示的平面區(qū)域是一個(gè)三角形,則a的取值范圍是 ( ).
A.(-∞,5) B.[7,+∞)
C.[5,7) D.(-∞,5)∪[7,+∞)
解析 畫出可行域,知當(dāng)直線y=a在x-y+5=0與y軸的交點(diǎn)(0,5)和x-y+5=0與x=2的交點(diǎn)(2,7)之間移動(dòng)時(shí)平面區(qū)域是三角形.故5≤a<7.
答案 C
4.設(shè)實(shí)數(shù)x,y滿足條件若目標(biāo)函數(shù)z=ax+by(a>0,
b>0)的最大值為12,則+的最小值為( ).
A. B. C. D.4
解析 由可行域可得,當(dāng)x=
3、4,y=6時(shí),目標(biāo)函數(shù)z=ax+by取得最大值,∴4a+6b=12,即+=1.∴+=·=++≥+2=.
答案 A
5.實(shí)數(shù)x,y滿足若目標(biāo)函數(shù)z=x+y取得最大值4,則實(shí)數(shù)a的值為 ( ).
A.4 B.3 C.2 D.
解析 作出可行域,由題意可知可行域?yàn)椤鰽BC內(nèi)部及邊界,y=-x+z,則z的幾何意義為直線在y軸上的截距,將目標(biāo)函數(shù)平移可知當(dāng)直線經(jīng)過點(diǎn)A時(shí),目標(biāo)函數(shù)取得最大值4,此時(shí)A點(diǎn)坐標(biāo)為(a,a),代入得4=a+a=2a,所以a=2.
答案 C
6.某公司生產(chǎn)甲、乙兩種桶裝產(chǎn)品.已知生產(chǎn)甲產(chǎn)品1桶需耗A原料1千克、B原料
4、2千克;生產(chǎn)乙產(chǎn)品1桶需耗A原料2千克、B原料1千克.每桶甲產(chǎn)品的利潤(rùn)是300元,每桶乙產(chǎn)品的利潤(rùn)是400元.公司在生產(chǎn)這兩種產(chǎn)品的計(jì)劃中,要求每天消耗A、B原料都不超過12千克.通過合理安排生產(chǎn)計(jì)劃,從每天生產(chǎn)的甲、乙兩種產(chǎn)品中,公司共可獲得的最大利潤(rùn)是 ( ).
A.1 800元 B.2 400元 C.2 800元 D.3 100元
解析 設(shè)某公司生產(chǎn)甲產(chǎn)品x桶,生產(chǎn)乙產(chǎn)品y桶,獲利為z元,則x,y滿足的線性約束條件為目標(biāo)函數(shù)z=300x+400y.
作出可行域,如圖中四邊形OABC的邊界及其內(nèi)部整點(diǎn).作直線l0:3x+4y=0,平移直線l0經(jīng)可行域內(nèi)點(diǎn)B時(shí),z
5、取最大值,由得B(4,4),滿足題意,所以zmax=4×300+4×400=2 800.
答案 C
二、填空題
7.若x,y滿足約束條件則z=3x-y的最小值為________.
解析 畫出可行域,如圖所示,將直線y=3x-z移至點(diǎn)A(0,1)處直線在y軸上截距最大,zmin=3×0-1=-1.
答案?。?
8.若x,y滿足約束條件則x-y的取值范圍是________.
解析 記z=x-y,則y=x-z,所以z為直線y=x-z在y軸上的截距的相反數(shù),畫出不等式組表示的可行域如圖中△ABC區(qū)域所示.結(jié)合圖形可知,當(dāng)直線經(jīng)過點(diǎn)B(1,1)時(shí),x-y取得最大值0,當(dāng)直線經(jīng)過點(diǎn)C(0,3
6、)時(shí),x-y取得最小值-3.
答案 [-3,0]
9.設(shè)實(shí)數(shù)x、y滿足則的最大值是________.
解析 不等式組確定的平面區(qū)域如圖陰影部分.
設(shè)=t,則y=tx,求的最大值,即求y=tx的斜率的最大值.顯然y=tx過A點(diǎn)時(shí),t最大.
由解得A.
代入y=tx,得t=.所以的最大值為.
答案
10.設(shè)m>1,在約束條件下,目標(biāo)函數(shù)z=x+my的最大值小于2,則m的取值范圍為________.
解析 目標(biāo)函數(shù)z=x+my可變?yōu)閥=-x+,
∵m>1,∴-1<-<0,z與同時(shí)取到相應(yīng)的最大值,如圖,當(dāng)目標(biāo)函數(shù)經(jīng)過點(diǎn)P時(shí),取最大值,∴+<2,又m>1,得1
7、 (1,1+)
三、解答題
11.設(shè)集合A={(x,y)|x,y,1-x-y是三角形的三邊長(zhǎng)}.
(1)求出x,y所滿足的不等式;
(2)畫出點(diǎn)(x,y)所在的平面區(qū)域.
解 (1)已知條件即
化簡(jiǎn)即
(2)區(qū)域如下圖.
12.畫出不等式組表示的平面區(qū)域,并回答下列問題:
(1)指出x、y的取值范圍;
(2)平面區(qū)域內(nèi)有多少個(gè)整點(diǎn)?
解 (1)不等式x-y+5≥0表示直線x-y+5=0上及其右下方的點(diǎn)的集合,x+y≥0表示直線x+y=0上及其右上方的點(diǎn)的集合,x≤3表示直線x=3上及其左方的點(diǎn)的集合.
所以,不等式組
表示的平面區(qū)域如圖所示.
結(jié)合圖中可行域得
8、x∈,y∈[-3,8].
(2)由圖形及不等式組知
當(dāng)x=3時(shí),-3≤y≤8,有12個(gè)整點(diǎn);
當(dāng)x=2時(shí),-2≤y≤7,有10個(gè)整點(diǎn);
當(dāng)x=1時(shí),-1≤y≤6,有8個(gè)整點(diǎn);
當(dāng)x=0時(shí),0≤y≤5,有6個(gè)整點(diǎn);
當(dāng)x=-1時(shí),1≤y≤4,有4個(gè)整點(diǎn);
當(dāng)x=-2時(shí),2≤y≤3,有2個(gè)整點(diǎn);
∴平面區(qū)域內(nèi)的整點(diǎn)共有2+4+6+8+10+12=42(個(gè)).
13.若x,y滿足約束條件
(1)求目標(biāo)函數(shù)z=x-y+的最值.
(2)若目標(biāo)函數(shù)z=ax+2y僅在點(diǎn)(1,0)處取得最小值,求a的取值范圍.
解 (1)作出可行域如圖,可求得A(3,4),B(0,1),C(1,0).
9、
平移初始直線x-y=0,過A(3,4)取最小值-2,過C(1,0)取最大值1.
∴z的最大值為1,最小值為-2.
(2)直線ax+2y=z僅在點(diǎn)(1,0)處取得最小值,由圖象可知-1<-<2,解得-4
10、y分別表示生產(chǎn)甲、乙產(chǎn)品的數(shù)量,在(1)的條件下,求x,y為何值時(shí),z=xP甲+yP乙最大,最大值是多少?
項(xiàng)目
用量
產(chǎn)品
工人(名)
資金(萬(wàn)元)
甲
4
20
乙
8
5
解 (1)依題意得
解得
故甲產(chǎn)品為一等品的概率P甲=0.65,乙產(chǎn)品為一等品的概率P乙=0.4.
(2)依題意得x、y應(yīng)滿足的約束條件為
且z=0.65x+0.4y.
作出不等式組所表示的平面區(qū)域,如圖陰影部分,即可行域.作直線l0:0.65x+0.4y=0即13x+8y=0,把直線l向上方平移到l1的位置時(shí),直線經(jīng)過可行域內(nèi)的點(diǎn)M,此時(shí)z取得最大值.解方程組
得x=2,y=3.故M的坐標(biāo)為(2,3),所以z的最大值為zmax=0.65×2+0.4×3=2.5.所以,當(dāng)x=2,y=3時(shí),z取最大值為2.5.