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高三數(shù)學(xué)總復(fù)習(xí) (回顧+突破+鞏固+提升作業(yè)) 第六章 第四節(jié) 簡(jiǎn)單線性規(guī)劃課件 文

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1、第四節(jié) 簡(jiǎn)單線性規(guī)劃1.1.二元一次不等式(組)表示的平面區(qū)域二元一次不等式(組)表示的平面區(qū)域(1 1)直線)直線l:ax+by+cax+by+c=0=0平面區(qū)域平面區(qū)域一側(cè)平面一側(cè)平面區(qū)域區(qū)域直線上直線上另一側(cè)另一側(cè)平面區(qū)域平面區(qū)域滿(mǎn)足條件滿(mǎn)足條件 ax+by+cax+by+c0 0_ax+by+cax+by+c=0=0ax+by+cax+by+c0 0(2)(2)二元一次不等式二元一次不等式ax+by+cax+by+c00在平面直角坐標(biāo)系中表示直線在平面直角坐標(biāo)系中表示直線ax+by+cax+by+c=0=0某一側(cè)的某一側(cè)的_且不含邊界,作圖時(shí)邊界直線畫(huà)且不含邊界,作圖時(shí)邊界直線畫(huà)成成_

2、,當(dāng)我們?cè)谧鴺?biāo)系中畫(huà)不等式,當(dāng)我們?cè)谧鴺?biāo)系中畫(huà)不等式ax+by+c0ax+by+c0所表示的平所表示的平面區(qū)域時(shí),此區(qū)域應(yīng)包括邊界直線,此時(shí)邊界直線畫(huà)成面區(qū)域時(shí),此區(qū)域應(yīng)包括邊界直線,此時(shí)邊界直線畫(huà)成_._.平面區(qū)域平面區(qū)域虛線虛線實(shí)線實(shí)線(3)(3)由于對(duì)直線由于對(duì)直線ax+by+cax+by+c=0=0同一側(cè)的所有點(diǎn)(同一側(cè)的所有點(diǎn)(x,yx,y),把點(diǎn)的坐),把點(diǎn)的坐標(biāo)(標(biāo)(x,yx,y)代入)代入ax+by+cax+by+c, ,所得到實(shí)數(shù)的符號(hào)都所得到實(shí)數(shù)的符號(hào)都_,所以只需,所以只需在此直線的某一側(cè)取一個(gè)特殊點(diǎn)(在此直線的某一側(cè)取一個(gè)特殊點(diǎn)(x x0 0,y,y0 0),從),從a

3、xax0 0+by+by0 0+c+c的的_即可判斷即可判斷ax+by+cax+by+c 0 0(0 0)表示直線哪一側(cè)的平面區(qū)域)表示直線哪一側(cè)的平面區(qū)域. .當(dāng)當(dāng)c0c0時(shí),常取時(shí),常取_作為特殊點(diǎn)作為特殊點(diǎn). .相同相同正正負(fù)負(fù)原點(diǎn)原點(diǎn)2.2.線性規(guī)劃的有關(guān)概念線性規(guī)劃的有關(guān)概念名稱(chēng)名稱(chēng)意義意義約束條件約束條件由由x x,y y的的_不等式組成的不等式組不等式組成的不等式組 目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù)關(guān)于兩個(gè)變量關(guān)于兩個(gè)變量x x,y y的一個(gè)的一個(gè)_函數(shù)函數(shù) 可可 行行 解解滿(mǎn)足約束條件的滿(mǎn)足約束條件的_可可 行行 域域所有可行解組成的所有可行解組成的_ _ 最優(yōu)解最優(yōu)解使目標(biāo)函數(shù)取得使目標(biāo)函數(shù)

4、取得_或或_的可的可行解行解 二元線性規(guī)劃二元線性規(guī)劃問(wèn)題問(wèn)題在約束條件下求目標(biāo)函數(shù)的在約束條件下求目標(biāo)函數(shù)的_或或_問(wèn)題問(wèn)題一次一次線性線性解解(x(x,y)y)集合集合最大值最大值最小值最小值最大值最大值最小值最小值3.3.解二元線性規(guī)劃問(wèn)題的一般步驟解二元線性規(guī)劃問(wèn)題的一般步驟(1 1)在平面直角坐標(biāo)系中畫(huà)出)在平面直角坐標(biāo)系中畫(huà)出_._.(2 2)分析)分析_的幾何意義,將目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行變形的幾何意義,將目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行變形. .(3 3)確定)確定_._.(4 4)求出)求出_._.可行域可行域目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)解最優(yōu)解最值或范圍最值或范圍判斷下面結(jié)論是否正確(請(qǐng)?jiān)诶ㄌ?hào)中打判斷下面結(jié)論是

5、否正確(請(qǐng)?jiān)诶ㄌ?hào)中打“”或或“”). .(1 1)不等式)不等式Ax+By+CAx+By+C00表示的平面區(qū)域一定在直線表示的平面區(qū)域一定在直線Ax+By+CAx+By+C=0=0的上方的上方.( ).( )(2 2)任何一個(gè)二元一次不等式組都表示平面上的一個(gè)區(qū)域)任何一個(gè)二元一次不等式組都表示平面上的一個(gè)區(qū)域. .( )( )(3 3)線性目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解可能是不唯一的)線性目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解可能是不唯一的.( ).( )(4 4)線性目標(biāo)函數(shù)取得最值的點(diǎn)一定在可行域的頂點(diǎn)或邊界)線性目標(biāo)函數(shù)取得最值的點(diǎn)一定在可行域的頂點(diǎn)或邊界上上.( ).( )(5 5)目標(biāo)函數(shù))目標(biāo)函數(shù)z=ax+by(b

6、0)z=ax+by(b0)中,中,z z的幾何意義是直線的幾何意義是直線ax+by-zax+by-z=0=0在在y y軸上的截距軸上的截距.( ).( )(6 6)目標(biāo)函數(shù))目標(biāo)函數(shù)z=(x-a)z=(x-a)2 2+(y-b)+(y-b)2 2的幾何意義是點(diǎn)的幾何意義是點(diǎn)(x,y(x,y) )與與(a,b(a,b) )的距離的距離.( ).( )【解析【解析】(1 1)錯(cuò)誤)錯(cuò)誤. .不等式不等式Ax+By+CAx+By+C00表示的平面區(qū)域也可能表示的平面區(qū)域也可能在直線在直線Ax+By+CAx+By+C=0=0的下方,這要取決于的下方,這要取決于A A與與B B的符號(hào)的符號(hào). .(2 2

7、)錯(cuò)誤)錯(cuò)誤. .不一定,如果二元一次不等式組的解集為空集,它不一定,如果二元一次不等式組的解集為空集,它就不表示任何區(qū)域就不表示任何區(qū)域. .(3 3)正確)正確. .當(dāng)目標(biāo)函數(shù)對(duì)應(yīng)的直線與可行域的某一條邊界直線當(dāng)目標(biāo)函數(shù)對(duì)應(yīng)的直線與可行域的某一條邊界直線平行時(shí),最優(yōu)解可能有無(wú)數(shù)多個(gè)平行時(shí),最優(yōu)解可能有無(wú)數(shù)多個(gè). .(4 4)正確)正確. .線性目標(biāo)函數(shù)都是通過(guò)平移直線,在與可行域有公線性目標(biāo)函數(shù)都是通過(guò)平移直線,在與可行域有公共點(diǎn)的情況下,其最值即在邊界或端點(diǎn)處取到,因此其取得最共點(diǎn)的情況下,其最值即在邊界或端點(diǎn)處取到,因此其取得最值的點(diǎn)一定在可行域的頂點(diǎn)或邊界上值的點(diǎn)一定在可行域的頂點(diǎn)或

8、邊界上. .(5 5)錯(cuò)誤)錯(cuò)誤. .由由ax+by-zax+by-z=0=0可得可得 才是該直線才是該直線在在y y軸上的截距軸上的截距. .(6 6)錯(cuò)誤)錯(cuò)誤. .其幾何意義應(yīng)該是點(diǎn)其幾何意義應(yīng)該是點(diǎn)(x,y(x,y) )與與(a,b(a,b) )的距離的平方的距離的平方. .答案:答案:(1 1) (2 2) (3 3) (4 4) (5 5) (6 6)a11yxzzbbb ,所以1.1.若點(diǎn)若點(diǎn)(m,1)(m,1)在不等式在不等式2x+3y-502x+3y-50所表示的平面區(qū)域內(nèi),則所表示的平面區(qū)域內(nèi),則m m的的取值范圍是取值范圍是( )( )(A)m1 (B)m1(A)m1 (

9、B)m1(C)m(C)m11【解析【解析】選選D.D.依題意有依題意有2m+3-502m+3-50,解得,解得m1.m1.2.2.若若x,yx,y滿(mǎn)足約束條件滿(mǎn)足約束條件 則則z=3x-yz=3x-y的最小值是的最小值是( )( )(A)-2 (B)-3 (C)-4 (D)-5(A)-2 (B)-3 (C)-4 (D)-5【解析【解析】選選C.zC.z=3x-y=3x-yy=3x-z,y=3x-z,作出可行域,由圖可知過(guò)作出可行域,由圖可知過(guò)A A點(diǎn)時(shí)點(diǎn)時(shí)z z取最小值,把點(diǎn)取最小值,把點(diǎn)A(0,4)A(0,4)代入,代入,可得可得z=-4.z=-4.xy0 xy400 x4,3.3.已知點(diǎn)已

10、知點(diǎn)P P(x,yx,y)的坐標(biāo)滿(mǎn)足條件)的坐標(biāo)滿(mǎn)足條件 則則x x2 2+y+y2 2的最大值的最大值為為( )( )(A)(A) (B) (C)8 (D)10 (B) (C)8 (D)10 xy4,yx,x1.102 2【解析【解析】選選D.D.畫(huà)出不等式組對(duì)應(yīng)的畫(huà)出不等式組對(duì)應(yīng)的可行域如圖所示:易得可行域如圖所示:易得A A(1 1,1 1),),OAOA B B(2 2,2 2),),C C(1 1,3 3),), 故故|OP|OP|的的最大值為最大值為 即即x x2 2+y+y2 2的最大值的最大值等于等于1010,故選,故選D.D.2,OB2 2,OC10,10,4.4.某廠要將某

11、廠要將100100臺(tái)洗衣機(jī)運(yùn)往鄰近的鄉(xiāng)鎮(zhèn),現(xiàn)有臺(tái)洗衣機(jī)運(yùn)往鄰近的鄉(xiāng)鎮(zhèn),現(xiàn)有4 4輛甲型貨車(chē)和輛甲型貨車(chē)和8 8輛乙型貨車(chē)可供使用,每輛甲型貨車(chē)運(yùn)輸費(fèi)用輛乙型貨車(chē)可供使用,每輛甲型貨車(chē)運(yùn)輸費(fèi)用400400元,可裝洗元,可裝洗衣機(jī)衣機(jī)2020臺(tái);每輛乙型貨車(chē)運(yùn)輸費(fèi)用臺(tái);每輛乙型貨車(chē)運(yùn)輸費(fèi)用300300元,可裝洗衣機(jī)元,可裝洗衣機(jī)1010臺(tái),臺(tái),若每輛至多只運(yùn)一次,則該廠所花的最少運(yùn)輸費(fèi)用為若每輛至多只運(yùn)一次,則該廠所花的最少運(yùn)輸費(fèi)用為( )( )(A)2 000(A)2 000元元 (B)2 200(B)2 200元元(C)2 400(C)2 400元元 (D)2 800(D)2 800元元【解析

12、【解析】選選B.B.設(shè)甲型貨車(chē)使用設(shè)甲型貨車(chē)使用x x輛,輛,乙型貨車(chē)使用乙型貨車(chē)使用y y輛輛. .則則 所花運(yùn)費(fèi)為所花運(yùn)費(fèi)為z=400 x+300y.z=400 x+300y.畫(huà)出可行域(如圖),畫(huà)出可行域(如圖),由圖可知當(dāng)直線由圖可知當(dāng)直線z=400 x+300yz=400 x+300y經(jīng)過(guò)點(diǎn)經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(4,2)A(4,2)時(shí),時(shí),z z取最小值,最取最小值,最小值為小值為z zminmin=2 200=2 200,故選,故選B.B.0 x40y820 x10y100,5.5.已知實(shí)數(shù)已知實(shí)數(shù)x x,y y滿(mǎn)足滿(mǎn)足 則此不等式組表示的平面區(qū)則此不等式組表示的平面區(qū)域的面積為域的面積為_(kāi).

13、_.【解析【解析】作可行域?yàn)樽骺尚杏驗(yàn)樗竺娣e為所求面積為答案:答案:3 3x2y30yx,1116 33 13 33.222 考向考向 1 1 平面區(qū)域的相關(guān)問(wèn)題平面區(qū)域的相關(guān)問(wèn)題【典例【典例1 1】(1 1)()(20132013太原模擬)已知不等式組太原模擬)已知不等式組 (a0)(a0)表示的平面區(qū)域的面積是表示的平面區(qū)域的面積是 則則a a等于等于( )( )(A)(A) (B)3 (C) (D)2 (B)3 (C) (D)2(2)(2)(20122012福建高考)若直線福建高考)若直線y=2xy=2x上存在點(diǎn)上存在點(diǎn)(x,y(x,y) )滿(mǎn)足約束條滿(mǎn)足約束條件件 則實(shí)數(shù)則實(shí)數(shù)m m

14、的最大值為的最大值為( )( )(A)-1 (B)1 (C) (D)2(A)-1 (B)1 (C) (D)23xy0 xay2,32,xy30 x2y30 xm,3232【思路點(diǎn)撥【思路點(diǎn)撥】(1 1)先畫(huà)出不等式組所表示的平面區(qū)域,由于)先畫(huà)出不等式組所表示的平面區(qū)域,由于a0a0,其形狀基本確定,是一個(gè)三角形,然后根據(jù)三角形的面,其形狀基本確定,是一個(gè)三角形,然后根據(jù)三角形的面積公式求解積公式求解. .(2)(2)畫(huà)出不等式組所表示的平面區(qū)域,然后結(jié)合函數(shù)畫(huà)出不等式組所表示的平面區(qū)域,然后結(jié)合函數(shù)y=2xy=2x的單的單調(diào)性及圖象特征確定區(qū)域邊界點(diǎn)的位置,從而求出調(diào)性及圖象特征確定區(qū)域邊界

15、點(diǎn)的位置,從而求出m m的值的值. .【規(guī)范解答【規(guī)范解答】(1 1)選)選A.A.畫(huà)出平面區(qū)域,可知該區(qū)域是一個(gè)三畫(huà)出平面區(qū)域,可知該區(qū)域是一個(gè)三角形,設(shè)該三角形高為角形,設(shè)該三角形高為h h,其面積等于,其面積等于 所以所以解方程組解方程組 選選A.A.132h22,3h.22233xyya3233xay2aa33,得,所以,解得,(2)(2)選選B.B.如圖,如圖,當(dāng)當(dāng)y=2xy=2x經(jīng)過(guò)且只經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)且只經(jīng)過(guò)x+y-3=0 x+y-3=0和和x=mx=m的交點(diǎn)時(shí),即三條曲線的交點(diǎn)時(shí),即三條曲線有唯一公共點(diǎn)時(shí),有唯一公共點(diǎn)時(shí),m m取到最大值,取到最大值,此時(shí),此時(shí),(m,2m)(m,2m

16、)在直線在直線x+y-3=0 x+y-3=0上,上,則則m=1m=1【互動(dòng)探究【互動(dòng)探究】本例題(本例題(2 2),若約束條件中的),若約束條件中的m=0m=0,那么當(dāng)函數(shù),那么當(dāng)函數(shù)y=2y=2x x+h+h的圖象上存在點(diǎn)滿(mǎn)足約束條件時(shí),實(shí)數(shù)的圖象上存在點(diǎn)滿(mǎn)足約束條件時(shí),實(shí)數(shù)h h的取值范圍是的取值范圍是_._.【解析【解析】畫(huà)出可行域,由圖形可知,當(dāng)函數(shù)畫(huà)出可行域,由圖形可知,當(dāng)函數(shù)y=2y=2x x+h+h的圖象經(jīng)過(guò)的圖象經(jīng)過(guò)點(diǎn)(點(diǎn)(0,30,3)和點(diǎn))和點(diǎn)(3,0)(3,0)時(shí),和區(qū)域只有一個(gè)公共點(diǎn),此時(shí)時(shí),和區(qū)域只有一個(gè)公共點(diǎn),此時(shí)h h的值的值分別等于分別等于2 2和和-8-8,因

17、此要使函數(shù)圖象上存在點(diǎn)滿(mǎn)足約束條件,因此要使函數(shù)圖象上存在點(diǎn)滿(mǎn)足約束條件,實(shí)數(shù)實(shí)數(shù)h h的取值范圍應(yīng)是的取值范圍應(yīng)是-8h2.-8h2.答案:答案:-8h2-8h2【拓展提升【拓展提升】平面區(qū)域問(wèn)題的求解思路平面區(qū)域問(wèn)題的求解思路求解平面區(qū)域與函數(shù)圖象、曲線方程等一些綜合問(wèn)題時(shí),要以求解平面區(qū)域與函數(shù)圖象、曲線方程等一些綜合問(wèn)題時(shí),要以數(shù)形結(jié)合思想方法為核心,充分利用函數(shù)圖象與方程曲線的特?cái)?shù)形結(jié)合思想方法為核心,充分利用函數(shù)圖象與方程曲線的特征(增減性、對(duì)稱(chēng)性、經(jīng)過(guò)的定點(diǎn)、變化趨勢(shì)等),與平面區(qū)征(增減性、對(duì)稱(chēng)性、經(jīng)過(guò)的定點(diǎn)、變化趨勢(shì)等),與平面區(qū)域的位置和形狀聯(lián)系起來(lái),對(duì)參數(shù)的取值情況分析討

18、論,進(jìn)行域的位置和形狀聯(lián)系起來(lái),對(duì)參數(shù)的取值情況分析討論,進(jìn)行求解求解. .【變式備選【變式備選】若不等式組若不等式組 表示的平面區(qū)域?yàn)楸硎镜钠矫鎱^(qū)域?yàn)镸 M,當(dāng)拋物線當(dāng)拋物線y y2 2=2px(p0)=2px(p0)與平面區(qū)域與平面區(qū)域M M有公共點(diǎn)時(shí),實(shí)數(shù)有公共點(diǎn)時(shí),實(shí)數(shù)p p的取值的取值范圍是范圍是( )( )(A)(0,2(A)(0,2 (B) (B) (C)(C) (D) (D)x1y1xy30,1,)41,)21,24【解析【解析】選選D.D.作出平面區(qū)域(如圖),可以求得作出平面區(qū)域(如圖),可以求得A(1,2),B(2,1)A(1,2),B(2,1),代入拋物線方程可得,代入

19、拋物線方程可得p=2, p=2, 所以所以1p4,1p,2 .4 考向考向 2 2 線性規(guī)劃的相關(guān)問(wèn)題線性規(guī)劃的相關(guān)問(wèn)題【典例【典例2 2】(1 1)()(20132013望江模擬)設(shè)點(diǎn)望江模擬)設(shè)點(diǎn)M M(x x,y y)是不等式)是不等式組組 表示的平面區(qū)域表示的平面區(qū)域內(nèi)一動(dòng)點(diǎn),內(nèi)一動(dòng)點(diǎn), 則則 (O O為坐標(biāo)原點(diǎn))的最大值為為坐標(biāo)原點(diǎn))的最大值為( )( )(A)8 (B)6 (C)4 (D)2(A)8 (B)6 (C)4 (D)20 x3y3x3y,A31(, ),OM OA (2 2)設(shè)變量)設(shè)變量x,yx,y滿(mǎn)足約束條件:滿(mǎn)足約束條件: 則則 的最的最大值為大值為( )( )(A

20、)(A) (B) (C)1 (D) (B) (C)1 (D)不存在不存在(3 3)()(20132013寧波模擬)已知實(shí)數(shù)寧波模擬)已知實(shí)數(shù)x,yx,y滿(mǎn)足滿(mǎn)足 目標(biāo)目標(biāo)函數(shù)函數(shù)z=ax-yz=ax-y的最小值和最大值分別為的最小值和最大值分別為-2-2和和2 2,則,則a a的值為的值為_(kāi)._.yx1yx10y1 ,yzx21412x2y20yx,【思路點(diǎn)撥【思路點(diǎn)撥】(1 1)將)將 用用x x,y y表示后,利用解決線性規(guī)表示后,利用解決線性規(guī)劃問(wèn)題的一般步驟解題劃問(wèn)題的一般步驟解題. .(2 2)非線性目標(biāo)函數(shù),借助斜率模型進(jìn)行求解)非線性目標(biāo)函數(shù),借助斜率模型進(jìn)行求解. .(3 3)

21、線性規(guī)劃逆向性問(wèn)題,可行域已經(jīng)確定,可對(duì)目標(biāo)函數(shù))線性規(guī)劃逆向性問(wèn)題,可行域已經(jīng)確定,可對(duì)目標(biāo)函數(shù)中的參數(shù)中的參數(shù)a a進(jìn)行分類(lèi)討論,確定最優(yōu)解,從而求出進(jìn)行分類(lèi)討論,確定最優(yōu)解,從而求出a a的值的值. .OM OA 【規(guī)范解答【規(guī)范解答】(1 1)選)選B. B. 作出可行域?yàn)樽鞒隹尚杏驗(yàn)楫?dāng)直線當(dāng)直線l: 過(guò)點(diǎn)過(guò)點(diǎn) 時(shí)時(shí)z z取最大值取最大值OM OA3xy,z3xy 令,3xyzB3 3(, )maxz3336.(2 2)選)選B.B.畫(huà)出可行域(如圖),畫(huà)出可行域(如圖),又又 表示表示(x,y(x,y) )與定點(diǎn)與定點(diǎn)P(-2,0)P(-2,0)連線的斜率,所以當(dāng)連線的斜率,所以當(dāng)(

22、x,y(x,y) )在點(diǎn)在點(diǎn)A(0,1)A(0,1)時(shí)時(shí) 取到最大值取到最大值yzx2yzx21.2(3 3)畫(huà)出可行域(如圖所示)畫(huà)出可行域(如圖所示). .由由z=ax-yz=ax-y得得y=ax-zy=ax-z,顯然當(dāng),顯然當(dāng)a=0a=0時(shí),時(shí),z z的最大值和最小值分別為的最大值和最小值分別為0 0和和-2-2,不合題意,不合題意. .若若a0a0,則,則z=ax-yz=ax-y在在A(2,2)A(2,2)處取得最大值處取得最大值2 2,在在 處取得最小值處取得最小值-2-2,因此有因此有 解得解得a=2a=2,符合題意;,符合題意;若若a0a0a0)表示的平面區(qū)域的面積為)表示的平面

23、區(qū)域的面積為5 5,且直線且直線mx-y+mmx-y+m=0=0與該平面區(qū)域有公共點(diǎn),則與該平面區(qū)域有公共點(diǎn),則m m的最大值是的最大值是( )( )(A) (B) (C)0 (D) (A) (B) (C)0 (D) x2y0,2xy0,xa433413【解析【解析】選選A.A.畫(huà)出可行域(如圖),畫(huà)出可行域(如圖),可求得可求得A(a,2a)A(a,2a), 三角形三角形區(qū)域的面積為區(qū)域的面積為 所以所以 解得解得a=2a=2,這時(shí),這時(shí)A(2,4).A(2,4).而直線而直線mx-y+mmx-y+m=0=0可化為可化為y=m(x+1)y=m(x+1),它經(jīng)過(guò)定點(diǎn)它經(jīng)過(guò)定點(diǎn)P(-1,0)P(-1,0),斜率為,斜率為m m,由圖形知,當(dāng)直線經(jīng)過(guò)點(diǎn),由圖形知,當(dāng)直線經(jīng)過(guò)點(diǎn)A A時(shí),斜率時(shí),斜率m m取最大值,且取最大值,且 故故m m的最大值是的最大值是aB(a,)2,15aa22,15aa522 ,AP404k213 ,4.3

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