简单的线性规划问题学案
探究式导学案2:3.3.2(1)简单的线性规划问题

3.3.2简单的线性规划问题(Ⅰ)【学习目标】1.巩固二元一次不等式和二元一次不等式组所表示的平面区域;2.能根据实际问题中的已知条件,找出约束条件.【重点难点】重点:用图解法解决简单的线性规划问题;难点:准确求得线性规划问题的最优解;【学习过程】一.研讨互动,问题生成1、二元一次不等式Ax+By+C>0在平面直角坐标系中表示什么图形?2、怎样画二元一次不等式(组)所表示的平面区域?应注意哪些事项?3、熟记“直线定界、特殊点定域”方法的内涵。
二.合作探究,问题解决在现实生产、生活中,经常会遇到资源利用、人力调配、生产安排等问题。
1、下面我们就来看有关与生产安排的一个问题:引例:某工厂有A、B两种配件生产甲、乙两种产品,每生产一件甲产品使用4个A配件耗时1h,每生产一件乙产品使用4个B配件耗时2h,该厂每天最多可从配件厂获得16个A配件和12个B配件,按每天8h计算,该厂所有可能的日生产安排是什么?(1)用不等式组表示问题中的限制条件:设甲、乙两种产品分别生产x 、y 件,又已知条件可得二元一次不等式组:{ x +2y ≤84x ≤164y ≤12x ≥0y ≥0……………………………………………………………….(1) (2)画出不等式组所表示的平面区域:如下图,图中的阴影部分的整点(坐标为整数的点)就代表所有可能的日生产安排。
(3)提出新问题:进一步,若生产一件甲产品获利2万元,生产一件乙产品获利3万元,采用哪种生产安排利润最大?(4)尝试解答:设生产甲产品x 件,乙产品y 件时,工厂获得的利润为z ,则z=2x+3y .这样,上述问题就转化为:当x ,y 满足不等式(1)并且为非负整数时,z 的最大值是多少?把z=2x+3y 变形为y =−23+z 3,这是斜率为−23,在y 轴上的截距为z3的直线。
当z 变化时,可以得到一族互相平行的直线,如图,由于这些直线的斜率是确定的,因此只要给定一个点,(例如(1,2)),就能确定一条直线(y =−23+83),这说明,截距z3可以由平面内的一个点的坐标唯一确定。
简单的线性规划问题(导学案)

简单的线性规划问题(导学案)班级姓名【学习目标】1. 巩固二元一次不等式和二元一次不等式组所表示的平面区域;2.能根据实际问题中的已知条件,找出约束条件,抽象出一些简单的二元线性规划问题,并加以解决;3. 体会线性规划的化归、数形结合的数学思想,增强观察、联想以及作图的能力.【知识清单】1.线性规划的实际应用主要解决两类问题:(1)在人力、物力、资金等资源一定的条件下,如何使用它们来完成的任务;(2)给定一项任务,如何合理安排和规划,能以的人力、物力、资金等资源来完成该项任务.2.线性规划的有关概念:①约束条件:由变量x、y组成的;线性约束条件:由变量x、y组成的不等式组.②目标函数:欲达到最大值或最小值的关于x、y的;线性目标函数:欲达到最大值或最小值的关于x、y的.③线性规划问题:一般地,在线性约束条件下求线性目标函数的或的问题,统称为线性规划问题.④可行解、可行域和最优解:满足线性约束条件的解(x,y)叫;由所有可行解组成的集合叫做;使目标函数取得最大或最小值的可行解叫线性规划问题的.3.用图解法解决线性规划问题的一般步骤:【问题探究】在生产与营销活动中,我们常常需要考虑:怎样利用现有的资源(人力、物力、资金……),取得最大的收益,或者,怎样以最少的资源投入去完成一项给定的任务,我们把这类问题称为“最优化”问题。
例:某企业生产甲、乙两种产品,已知生产每吨甲产品要用A原料3吨、B原料2吨;生产每吨乙产品要用A原料1吨、B原料3吨。
该企业在一个生产周期内消耗A原料不超过13吨,B原料不超过18吨,那么该企业可能的一个生产周期的安排是什么?并画出相应的平面区域。
问:进一步,销售每吨甲产品可获得利润5万元,每吨乙产品可获得利润3万元,那么采用哪种生产方式该企业可获得最大利润?【典例精析】、目标函数的最值转化例1.已知x 、y 满足条件⎪⎩⎪⎨⎧≤+-≤-≥3053431y x y x x 求:(1) 求y x z +=2的最大值和最小值;(2)求y x z -=2的最大值和最小值;(3)若目标函数y ax z +=取得最大值的最优解有无穷多个,求a 的值;(4)求11+-=x y z 的最大值和最小值. (5))求22y x z +=的最大值和最小值【知能达标】1.若y x ,满足约束条件⎪⎩⎪⎨⎧≥+≤≤222y x y x ,则y x z 2+=的取值范围是( )A. [2,6]B. [2,5]C. [3,6]D. (3,5)2.在△ABC 中,三顶点坐标为A (2,4),B (-1,2),C (1,0),点),(y x P 在ABC ∆内部及边界运动,则y x z -=的最大、最小值是( )A. 3,1B. -1,-3C. 1,-3D. 3,-13. 在如图所示的可行域内,目标函数z x ay =+取得最小值的最优解有无数个,则a 的一个可能值是( ).A. 3-B. 3C. 1-D.1思考题:若y x ,满足约束条件⎪⎩⎪⎨⎧≥+-≤--≥-+01032033my x y y x y x ,且y x +的最大值为9,则实数m 值为 。
简单的线性规划问题

简单的线性规划问题(一)教案单县一中 万继昌一. 教学目标:1. 知识目标:(1)了解线性规划,可行域等概念的意义。
(2)掌握简单的线性规划问题的解法。
2. 能力目标:结合实际应用实例,概括总结出线性规划问题及解决方法,培养学生现实应用技能,分析、探索的能力。
3. 情感目标:体会数学来源于现实生活,体验数学在建设节约型社会中的作用,提高学生解决实际问题的能力。
二. 教学重点:利用图解法求得线性规划问题的最优解;三. 教学难点: 如何准确求出线性规划问题的最优解。
四. 教学方法: 启发探究式教学。
五. 教学工具: ppt 课件,实物展台等。
六. 教学过程:(一) 复习引入:(1)二元一次不等式Ax +By +C >0在平面直角坐标系 表示什么图形?直线Ax +By +C =0的某一侧所有点组成的平面区域 (2) 作出下列不等式组的所表示的平面区域 ⎪⎩⎪⎨⎧≥≤+-≤-1255334x y x y x师生互动:【教师】先让学生做,画,然后点拨。
【学生】画图,总结步骤:直线定界,特殊点定域【教师】问题1:x 有无最大(小)值?问题2:y 有无最大(小)值?问题3:2x+y 有无最大(小)值?设计意图:复习回顾上节内容,为本节课学习奠定基础,同时提出问题,激发学生兴趣,引入新课。
(二)新课讲授1 引例某工厂用A、B两种配件生产甲、乙两种产品,每生产一件甲产品使用4 个A配件耗时1h,每生产一件乙产品使用4个B 配件耗时2h,该厂每天最多可从配件厂获得16个A配件和12个B 配件,按每天工作8 h计算,(1)该厂所有可能的日生产安排是什么?师生互动:【教师】多媒体投影引例,并提出问题引导学生思考。
1)如何设变量?请用不等式组表示问题中的限制条件。
2)画出该不等式组表示的平面区域。
【学生】按老师的问题解答:解:设甲、乙两种产品分别生产x、y件,由已知条件可得二元一次不等式组画出可行域【教师】引导学生作出不等式组表示成平面上的区域,图中的阴影部分中的整点(坐标为整数)即为所有可能的日生产安排。
《简单的线性规划问题》教学设计

《简洁的线性规划问题》教学设计一、教学内容分析线性规划是数学规划中理论较完整、方法较成熟、应用较广泛的一个分支,主要用于解决生活、生产中的资源利用、人力调配、生产支配等问题,它是一种重要的数学模型。
简洁的线性规划指的是目标函数含两个变量的线性规划,其最优解可以用数形结合方法求出。
涉及更多个变量的线性规划问题不能用初等方法解决。
与其它部分学问的联系,表现在:二、学情分析本节课学生在学习了不等式、直线方程的基础上,通过实例,巩固二元一次不等式(组)所表示的平面区域,使学生从实际优化问题中抽象出约束条件和目标函数,理解平面区域的意义,并会画出平面区域,还能初步用数学关系式表示简洁的二元线性规划的限制条件,将实际问题转化为数学问题。
从数学学问上看,问题涉及多个已知数据、多个字母变量,多个不等关系,从数学方法上看,学生对图解法的相识还很少,数形结合的思想方法的驾驭还需时日,这都成了学生学习的困难。
所以,通过这种从点与数对的对应,线与方程的对应,到平面区域与不等式组的对应的过渡和提升,使学生进一步理解数形结合思想方法的实质及其重要性。
三、设计思想本课以问题为载体,以学生为主体,以数学试验为手段,以问题解决为目的,以多媒体课件作为平台,激发他们动手操作、视察思索、猜想探究的爱好。
留意引导帮助学生充分体验“从实际问题到数学问题”的建构过程,“从详细到一般”的抽象思维过程,应用“数形结合”的思想方法,培育学生的学会分析问题、解决问题的实力。
四、教学目标1.使学生了解二元一次不等式表示平面区域;2.了解线性规划的意义以及约束条件、目标函数、可行解、可行域、最优解等基本概念;3.了解线性规划问题的图解法,并能应用它解决一些简洁的实际问题4.培育学生视察、联想以及作图的实力,渗透集合、化归、数形结合的数学思想,提高学生“建模”和解决实际问题的实力5.结合教学内容,培育学生学习数学的爱好和“用数学”的意识,激励学生创新五、教学重难点教学重点:用图解法解决简洁的线性规划问题教学难点:精确求得线性规划问题的最优解。
学案2:3.5.2 简单线性规划

3.5.2 简单线性规划学习目标:1.掌握线性规划问题的图解法,并能应用它解决一些简单的实际问题;2.经历从实际情境中抽象出简单的线性规划问题的过程,提高数学建模能力;3.引发学生学习和使用数学知识的兴趣,发展创新精神,培养实事求是、理论与实际相结合的科学态度和科学道德.学习过程:自主学习知识梳理1.用图解法解线性规划问题的步骤:(1)分析并将已知数据列出表格;(2)确定线性约束条件;(3)确定线性目标函数;(4)画出可行域;(5)利用线性目标函数(直线)求出最优解;根据实际问题的需要,适当调整最优解(如整数解等).2.在线性规划的实际问题中,主要掌握两种类型:一是给定一定数量的人力、物力资源,问怎样运用这些资源能使完成的任务量最大,收到的效益最大;二是给定一项任务,问怎样统筹安排,能使完成的这项任务耗费的人力、物力资源最小.3.线性规划实质上是“数形结合”思想的一种体现,即将最值问题利用图形直观、形象、简便地寻找出来.自主探究在线性目标函数z =Ax +By (B ≠0)中,目标函数z 的最值与截距之间有怎样的对应关系?请完成下面的填空.1.线性目标函数z =Ax +By (B ≠0)对应的斜截式直线方程是y =-A B x +z B,在y 轴上的截距是z B,当z 变化时,方程表示一组互相平行的直线. 2.当B >0时,截距最大时,z 取得最大值,截距最小时,z 取得最小值;当B <0时,截距最大时,z 取得最小值,截距最小时,z 取得最大值.对点讲练知识点一 求线性目标函数的最值问题例1:线性约束条件⎩⎪⎨⎪⎧ x +3y ≥12x +y ≤103x +y ≥12下,求z =2x -y 的最大值和最小值.变式训练1:设变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧ x +y ≥3,x -y ≥-1,2x -y ≤3,则目标函数z =2x +3y 的最小值为( )A .6B .7C .8D .23 知识点二 求非线性目标函数的最值问题例2:已知实数x 、y 满足⎩⎪⎨⎪⎧2x +y -2≥0x -2y +4≥03x -y -3≤0,试求z =y +1x +1的最大值和最小值.总结 若目标函数为形如z =y -b x -a ,可考虑(a ,b )与(x ,y )两点连线的斜率. 若目标函数为形如z =(x -a )2+(y -b )2,可考虑(x ,y )与(a ,b )两点距离的平方.变式训练2:已知⎩⎪⎨⎪⎧ 2x +y -5≥03x -y -5≤0x -2y +5≥0,则x 2+y 2的最小值和最大值分别是________.知识点三 和平面区域有关的参数问题例3:设二元一次不等式组⎩⎪⎨⎪⎧ x +2y -19≥0x -y +8≥02x +y -14≤0,所表示的平面区域为M ,使函数y =a x (a >0,a ≠1)的图象过区域M 的a 的取值范围是( )A .(1,3]B .[2,10]C .[2,9]D .[10,9]总结 准确作出可行域,熟知指数函数y =a x 的图象特征是解决本题的关键.变式训练3:若不等式组⎩⎪⎨⎪⎧ x -y ≥0,2x +y ≤2,y ≥0,x +y ≤a ,表示的平面区域是一个三角形,则a 的取值范围是________.课堂小结:1.用图解法求线性目标函数的最值时,要搞清楚z 的含义,z 总是与直线在y 轴上的截距有关.2.作不等式组表示的可行域时,注意标出相应的直线方程,还要给可行域的各顶点标上字母,平移直线时,要注意线性目标函数的斜率与可行域中边界直线的斜率进行比较,确定最优解.3.在解决与线性规划相关的问题时,首先考虑目标函数的几何意义,利用数形结合方法可迅速解决相关问题.课堂检测:1.已知点P (x ,y )的坐标满足条件⎩⎪⎨⎪⎧ x +y ≤4,y ≥x ,x ≥1,则x 2+y 2的最大值为( ) A .10 B .8 C .16 D .102.若变量x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧2x +y ≤40,x +2y ≤50,x ≥0,y ≥0,则z =3x +2y 的最大值是( ) A .90 B .80 C .70 D .403.若实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧ x -y +1≤0,x >0,则y x -1的取值范围是( ) A .(-1,1) B .(-∞,-1)∪(1,+∞)C .(-∞,-1)D .[1,+∞) 4.设变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧ y ≥x ,x +2y ≤2,x ≥-2.则z =x -3y 的最小值为________. 5.已知⎩⎪⎨⎪⎧ x +y -1≤0,x -y +1≥0,y ≥-1,且u =x 2+y 2-4x -4y +8,则u 的最小值为________.6.已知1≤x +y ≤5,-1≤x -y ≤3,求2x -3y 的取值范围.7.求不等式组⎩⎪⎨⎪⎧(x +y )(x -y +5)≥0-3≤x ≤3表示的平面区域的面积.参考答案对点讲练例1:解:如图作出线性约束条件⎩⎪⎨⎪⎧ x +3y ≥12x +y ≤103x +y ≥12下的可行域,包含边界:其中三条直线中x +3y =12与3x +y =12交于点A (3,3),x +y =10与x +3y =12交于点B (9,1),x +y =10与3x +y =12交于点C (1,9),作一组与直线2x -y =0平行的直线l :2x -y =z即y =2x -z ,然后平行移动直线l ,直线l 在y 轴上的截距为-z ,当l 经过点B 时,-z 取最小值,此时z 最大,即z max =2×9-1=17;当l 经过点C 时,-z 取最大值,此时z 最小,即z min =2×1-9=-7.∴z max =17,z min =-7.变式训练1:B【解析】作出可行域如图所示:由图可知,z =2x +3y 经过点A (2,1)时,z 有最小值,z 的最小值为7.例2:解:由题意知,作出线性约束条件下的可行域如图所示,且可求得A (2,3),B (0,2),C (1,0).由于z =y +1x +1=y -(-1)x -(-1), 所以z 的几何意义是点(x ,y )与点M (-1,-1)连线的斜率,因此y +1x +1的最值就是点(x ,y )与点M (-1,-1)连线的斜率的最值, 结合图可知,直线MB 的斜率最大,直线MC 的斜率最小,即z max =k MB =3, 此时x =0,y =2;z min =k MC =12,此时x =1,y =0.变式训练2:5,25【解析】作出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧ 2x +y -5≥03x -y -5≤0x -2y +5≥0的可行域如图所示,由⎩⎪⎨⎪⎧x -2y +5=02x +y -5=0, 得A (1,3), 由⎩⎪⎨⎪⎧x -2y +5=03x -y -5=0, 得B (3,4),由⎩⎪⎨⎪⎧ 3x -y -5=02x +y -5=0, 得C (2,1),设z =x 2+y 2,则它表示可行域内的点到原点的距离的平方,结合图形知,原点到点B 的距离最大,注意到OC ⊥AC ,∴原点到点C 的距离最小.故z max =|OB →|2=25,z min =|OC →|2=5.例3:C【解析】作二元一次不等式组的可行域如图所示,由题意得A (1,9),C (3,8).当y =a x 过A (1,9)时,a 取最大值,此时a =9;当y =a x 过C (3,8)时,a 取最小值,此时a =2,∴2≤a ≤9.]变式训练3:0<a ≤1或a ≥43【解析】不等式表示的平面区域如图所示,当x +y =a 过A ⎝⎛⎭⎫23,23时表示的区域是△AOB ,此时a =43; 当a >43时,表示区域是△AOB ; 当x +y =a 过B (1,0)时表示的区域是△DOB ,此时a =1;当0<a <1时可表示三角形;当a <0时不表示任何区域,当1<a <43时,区域是四边形. 故0<a ≤1或a ≥43. 课堂检测:1.D【解析】画出不等式组对应的可行域如下图所示:易得A (1,1),OA =2,B (2,2),OB =22,C (1,3),OC =10.∴(x 2+y 2)max =OC 2=(10)2=10.∴(x 2+y 2)max =OC 2=(10)2=10.2.C【解析】作出可行域如图所示 .由于2x +y =40、x +2y =50的斜率分别为-2、-12,而3x +2y =0的斜率为-32,故线性目标函数的倾斜角大于2x +y =40的倾斜角而小于x +2y =50的倾斜角,由图知,3x +2y =z 经过点A (10,20)时,z 有最大值,z 的最大值为70.3.B【解析】可行域如图阴影部分所示,y x -1的几何意义是区域内点与(1,0)连线的斜率, 易求得y x -1>1或y x -1<-1.4.-8【解析】作出可行域如图所示.可知当x -3y =z 经过点A (-2,2)时,z 有最小值,此时z 的最小值为-2-3×2=-8. 5.92【解析】点(x ,y )在图中阴影部分,由已知得(x -2)2+(y -2)2=(u )2, 则u min =|2+2-1|1+1=32,u min =92. 6.解:作出一元二次方程组⎩⎪⎨⎪⎧1≤x +y ≤5-1≤x -y ≤3所表示的平面区域(如图)即可行域.考虑z =2x -3y ,把它变形为y =23x -13z ,得到斜率为23,且随z 变化的一组平行直线,-13z 是直线在y 轴上的截距,当直线截距最大且满足约束条件时目标函数z =2x -3y 取得最小值;当直线截距最小且满足约束条件时目标函数z =2x -3y 取得最大值.由图可知,当直线z =2x -3y 经过可行域上的点A 时,截距最大,即z 最小.解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x -y =-1x +y =5, 得A 的坐标为(2,3).所以z min =2x -3y =2×2-3×3=-5.当直线z =2x -3y 经过可行域上的点B 时,截距最小,即z 最大.解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x -y =3x +y =1, 得B 的坐标为(2,-1),所以z max =2x -3y =2×2-3×(-1)=7.∴2x -3y 的取值范围是[-5,7].7.解:不等式组⎩⎪⎨⎪⎧(x +y )(x -y +5)≥0-3≤x ≤3 所表示的可行域如图所示,其可行域为两个等腰直角三角形,其底边长分别为1与11,高分别为12与112, 所以,可行域的面积为12×1×12+12×11×112=612.。
《简单的线性规划问题》学案

04 对偶理论与灵敏度分析应 用
对偶问题概念及性质阐述
对偶问题定义
在线性规划问题中,每一个原问 题都存在一个与之对应的对偶问
题,两者在结构上密切相关。
对偶性质
对偶问题的解与原问题的解存在对 应关系,如互补松弛性、弱对偶性 等,这些性质为解决线性规划问题 提供了重要依据。
对偶问题意义
通过对偶问题的求解,可以进一步 了解原问题的性质,为决策提供更 多信息。
模型建立
结果分析
将问题转化为线性规划标准型,使用单纯 形法求解。
根据求解结果制定生产计划,分析各种资源 的使用情况和利润水平。如有必要,对生产 计划进行调整和优化。
03 单纯形法原理及步骤详解
单纯形法基本原理介绍
单纯形法是一种求解线性规划问 题的有效算法。
它通过不断地在可行域的一个顶 点上进行迭代,逐步逼近最优解。
根据问题的特点和求解目标, 选择合适的数学模型进行建模 。
模型检验与修正
对建立的模型进行检验,确保其 正确反映实际问题的本质。如有 必要,对模型进行修正和改进。
案例分析:生产安排优化
案例背景
问题分析
某企业生产多种产品,需要合理安排生产 计划以最大化利润。
确定决策变量(各种产品的生产量),明 确目标函数(利润最大化),列出约束条 件(原材料、设备、人力等资源限制)。
常见误区提示及避免策略
误区一
忽略非负性约束。在线性规划问题中,所有变量的取值都 应该是非负的。如果忽略了这一点,可能会导致求解结果 出现错误。
误区三
错误地处理约束条件。约束条件是线性规划问题中的重要 组成部分,如果错误地处理了约束条件,可能会导致求解 结果不满足实际问题的需求。
误区二
《简单的线性规划问题》学案

§3.3.2简单的线性规划问题(1)【学习目标】1.了解线性规划的意义,了解线性约束条件、线性目标函数、可行解、可行域、最优解等基本概念.2.掌握线性规划问题的图解法,会用图解法求目标函数的最大值、最小值.3.训练数形结合、化归等思想方法,培养和发展数学应用意识.【学习过程】一、复习引入前面我们学习了二元一次不等式(组)与平面区域,如何判断二元一次不等式表示的平面区域?二、自主学习1.线性规划相关概念2.函数的最值设函数)fy=的最大值是指:(x(xfy=的定义域为I,M是函数)(1) 对于任意的I x ∈,都有M x f ≤)(;(2) 存在I x ∈0,使得M x f =)(0.三、展示点拨例1 已知实数 x ,y 满足 ⎪⎩⎪⎨⎧-≥≤+-≤111y y x x y ,(1)求y x z +=2的最大值和最小值;(2)求y x z +=2的最大值;(3)求y x z -=2的最小值;(4)求y x z 2-=的最小值;(5)求22y x z +=的最小值;(6)求62--=x y z 的取值范围;(7)求51243-+=y x z 的最值.例2 已知实数 x ,y 满足 ⎪⎩⎪⎨⎧-≥≤+-<111y y x x y ,求y x z +=2的最大值和最小值.四、检测反馈1、 已知实数 x ,y 满足 ⎪⎩⎪⎨⎧-≥≤+-≤111y y x x y ,(1)求y x z 2+=的最大值和最小值;(2)求y x z 3-=的最小值;(3)求y x z 3-=的最小值;(4)求22)1()1(-+-=y x z 的最值;(5)求x y z 1-=的取值范围;(6)求51243+-=y x z 的最值.2、已知实数 x ,y 满足 ⎪⎩⎪⎨⎧->≤+-<111y y x x y ,求y x z +=2的最大值,最小值和取值范围.五、归纳盘点1、目标函数一般有哪几种类型?2、在线性约束条件下,最优解唯一吗?3、线性目标函数)0(>+=B By Ax z 的最大值 对应于目标函数直线纵截距的最 值;4、线性目标函数)0(<+=B By Ax z 的最大值 对应于目标函数直线纵截距的最 值.。
简单线性规划学案含答案

)(一3.5.2简单线性规划自主学习知识梳理线性规划中地基本概念在线性目标函数z=Ax+By (B≠0)中,目标函数z地最值与截距之间有怎样地对应关系?请完成下面地填空.1.线性目标函数z=Ax+By (B≠0)对应地斜截式直线方程是__________________,在y轴上地截距是________,当z变化时,方程表示一组____________地直线.2.当B>0时,截距最大时,z取得________值,截距最小时,z取得________值;当B<0时,截距最大时,z取得________值,截距最小时,z取得________值.对点讲练知识点一求线性目标函数地最值问题12y≥x+3???10≤+xy 地最大值和最小值.-y=,1例线性约束条件求z2x下??12y ≥3x+,≥3x+y???,≥-1x-y地最小值为3x,y满足约束条件yz=2x+则目标函数变式训练1设变量??,y≤32x-)(23.8D.A.6B.7C 知识点二求非线性目标函数地最值问题0≥x+y-22??1y+?04≥x-2y+=地最大值和最小值.,例2已知实数x、y满足试求z1+x??0≤3x-y-3b-y 两点连线地斜率.x,y)(a,b)与(总结若目标函数为形如z=,可考虑ax-)b(y-=(x-a)+若目标函数为形如z22 b)两点距离地平方.a,y)与(,,可考虑(x05≥2x+y-??22?0-y-5≤3x ________+y.地最小值和最大值分别是,则变式训练2已知x??02-y+5≥x和平面区域有关地参数问题知识点三0≥2y-19x+??x?0≥+8x-y y=a例3设二元一次不等式组,所表示地平面区域为M,使函数??02x+y-14≤地取值范围是()地图象过区域M地a≠(a>0,a1)A.(1,3] B.[2,10] C.[2,9]D.[10,9]地图象特征是解决本题地关键.x a,熟知指数函数y=总结准确作出可行域,≥0x-y??,2+y≤2x?地取值范围a则变式训练3若不等式组,表示地平面区域是一个三角形,≥0y??,x+y≤a .是________轴上地截距y总是与直线在z,地含义z要搞清楚,用图解法求线性目标函数地最值时.1.有关.还要给可行域地各顶点标上注意标出相应地直线方程,2.作不等式组表示地可行域时,确定最要注意线性目标函数地斜率与可行域中边界直线地斜率进行比较,,平移直线时,字母优解.利用数形结合方法首先考虑目标函数地几何意义,3.在解决与线性规划相关地问题时,.可迅速解决相关问题课时作业一、选择题,4+y≤x???,y≥x )地坐标满足条件x,y1.已知点P(??,≥1x22)+y地最大值为(则x10 .16D.A.10B.8C,≤402x+y??,≤50x+2y?则z=3x+2x,y满足y地最大值是()2.若变量,0x≥??,0y≥40.70D.A.90B.80C??0≥y?????x≤yN?,|区域M==其中区域3.在坐标平面上有两个???xy≤2-{(x,y)|t≤x≤t+1,0≤t≤1},区域M和N公共部分地面积用函数区域M和N,?x,y?f(t)表示,则f(t)地表达式为()122+2t2tt +t+B.-A.-21122 2)(t.1-t-D.C22x-y+1≤0,?y?4.若实数x,y满足则地取值范围是()?1-xx>0,??A.(-1,1) B.(-∞,-1)∪(1,+∞)C.(-∞,-1) D.[1,+∞)二、填空题,≥xy???,≤2+2yx则z=x满足约束条件5.设变量x,y-3y地最小值为________. ??2.x≥-,≤0yx+-1??22?,1≥0-xy+-4x-4y+8,则u=且uxy+6.已知地最小值为________.??,1≥-y三、解答题7.已知1≤x+y≤5,-1≤x-y≤3,求2x-3y地取值范围.0?≥y+5x?+y??x-??.求不等式组表示地平面区域地面积.8?3x≤-3≤??3.5.2简单线性规划(一)知识梳理不等式或方程一次一次线性约束条件可行解最大值或最小值线性约束自主探究Azz1.y=-x+互相平行BBB2.最大最小最小最大对点讲练例1解如图作出线性约束条件?12≥x+3y??下地可行域,包含边界:其中三条直线中x+3y=12与3x+y=12交于10y≤x+??12≥3x+y(3,3),A点x+y=10与x+3y=12交于点B(9,1),x+y=10与3x+y=12交于点C(1,9),作一组与直线2x-y=0平行地直线l:2x-y=z即y=2x-z,然后平行移动直线l,直线l在y轴上地截距为-z,当l经过点B时,-z取最小值,此时z最大,即z=2×9-1=17;当l经过点C时,-z取最大值,此时z最小,即z=minmax=17,z=-7.z∴=-7.2×1-9minmax变式训练1B[作出可行域如图所示:由图可知,z=2x+3y经过点A(2,1)时,z有最小值,z地最小值为7.]例2解由题意知,作出线性约束条件下地可行域如图所示,且可求得y+1y-?-1?=,=zC(1,0).由于A(2,3),B(0,2),?1-?x+-1x所以z地几何意义是点(x,y)与点M(-1,-1)连线地斜率,y+1因此地最值就是点(x,y)与点M(-1,-1)连线地斜率地最值,1+x结合图可知,直线MB地斜率最大,直线MC地斜率最小,即z=k=3,此时x=0,y=MBmax2;1=k=,此时x=z1,y=0.MCmin225,25变式训练?05≥2x +y -??地可行域如图所示,0-y -5≤3x 作出不等式组解读??0≥+5yx -2?0+y5=x-2?由?,?0=x2+y-5?(1,3),A得?x-2y+5=0?由?, ?3x-y-5=0?(3,4),B得.?05=x-y-3?由?,?0=+y-52x?(2,1),得Cyx+设z=22地距原点到点B,结合图形知,,则它表示可行域内地点到原点地距离地平方, 离最大C地距离最小.,∴原点到点注意到OC⊥AC→→5.==|OCzz=|OB=25,故22||minmax,作二元一次不等式组地可行域如图所示3C[例.(1,9),C(3,8)由题意得A ;=9a取最大值,此时aA当y=a过(1,9)时,x2, =此时a,a取最小值,a 当y=过C(3,8)时x9.]a≤≤∴24 a≥a≤1或变式训练30< 3 解读,不等式表示地平面区域如图所示22??,AOB时表示地区域是a+y=过A△当x??334 ;此时a=34 ;△AOB>时,表示区域是a当 3 ;1=a此时,DOB△时表示地区域是(1,0)B过a=y+x当时可表示三角形;a当0<<1, 当a<0时不表示任何区域4 区域是四边形.,<1<当a时34≥1a故0<≤或a.3 课时作业画出不等式组对应地可行域如下图所示:[D.1.OC=C(1,3),OA=B(2,2),OB=A易得(1,1),==OC=10. +y2222)∴(x max+y=OC==10.] 2222)∴(x max2.C[作出可行域如图所示.13由于2x +y =40、x +2y =50地斜率分别为-2、-,而3x +2y =0,故线性22目标函数地倾斜角大于2x +y =40地倾斜角而小于x +2y =50地倾斜角,由图知,3x +2y =z 经过点A(10,20)时,z 有最大值,z 地最大值为70.]0y ≥??xy ≤所表示地平面区域. 作出不等式组3.A [?x ≤2-y得t≤1,x≤t+1,0≤≤由tS--S (tS)=f△△BFCAODOEF△111+tt-=-+=1222 )(1-t222B.4y地几何意义是区域内点与(1,0)连线地斜率,易求得,[可行域如图阴影部分所示x-1yy>1或<-1.] x-1x-15.-8作出可行域如图所示.解读8. 3×2=-2时,z有最小值,此时z地最小值为--y可知当x-3=z经过点A(-2,2)96.2, ,y)在图中阴影部分解读点(x)=x-2)+(y-2)由已知得(222, 1|-|2+293===则,u minmin221+17.解作出一元二次方程组?5y≤≤x+1? )即可行域.所表示地平面区域(如图?3≤-≤xy-1??12=yy,把它变形为z=2x-3考虑得到斜率为-z,3312当直线截距最大且满足约束,y 轴上地截距变化地一组平行直线,-z是直线在,且随z33x2z=-3y取得最小值;当直线截距最小且满足约束条件时目标函数条件时目标函数z=2x 取得最大值.3y-z最小.,截距最大,即2x-3y经过可行域上地点A时由图可知,当直线z=?1y=-x-?解方程组?,?5=x+y?.A地坐标为(2,3)得5.=-×3×2-32=所以z2x-3y=min最大.z截距最小,即yx-3经过可行域上地点B时,2当直线z=?3=x-y?解方程组?,?1y=x+?7.=1)-(×3-2z1),(2,B得地坐标为-所以×2=y3-x2=max∴2x-3y地取值范围是[-5,7].?0≥5?x-y+???x+y??不等式组8.解3x≤-3≤??,所表示地可行域如图所示111与高分别为与11,,其可行域为两个等腰直角三角形其底边长分别为1 226111111=+,可行域地面积为所以.×11××1×22222。
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3.3.2简单的线性规划问题学案(一)
预习案(限时20分钟)
学习目标:1.了解线性规划的意义,了解线性规划的基本概念;2.掌握线性规划问题的图解法.3.能用线性规划的方法解决一些简单的实际问题,提高学生解决实际问题的能力.
学习重点,难点:
会画二元一次不等式(组)所表示的平面区域及理解数形结合思想,求目标函数的值。
预习指导:预习课本P87-91
1.如果两个变量y x ,满足一组一次不等式组,则称不等式组是变量y x ,的约束条件,这组约束条件都是关于y x ,的 次不等式,故又称 条件.
2.关于y x ,的一次式),(y x f z =是达到最大值或最小值所涉及的变量y x ,的解析式,叫线性目标函数.
3.一般地,求线性目标函数在线性约束条件下的最大值或最小值的问题,统称为 规划问题.
4.可行解、可行域和最优解:在线性规划问题中,
①满足线性约束条件的解(,)x y 叫 ;②由所有可行解组成的集合叫做 ; ③使目标函数取得最大或最小值的可行解叫线性规划问题的 解.
线性规划问题,就是求线性目标函数在线性约束条件下的最大值或最小值的问题.
预习检测
1.设变量y x ,满足约束条件⎪⎩
⎪⎨⎧≥+≤+≥-12102y x y x y x ,则目标函数y x z +=2的最大值为 ( )
A .。
34
B .2
C .23
D .2
3- 2.若变量y x ,满足约束条件⎪⎩
⎪⎨⎧-≥≤+≤1,1y y x x y 且y x z +=2的最大值和最小值分别为m 和n ,则n m -=( )
A .5
B . 6
C . 7
D . 8
3.若y x ,满足约束条件103030x y x y x -+≥⎧⎪+-≥⎨⎪-≤⎩
,则目标函数2z x y =-的最小值为__________
4.求35z x y =+的最大值和最小值,使式中的y x ,满足约束条件5315153x y y x x y +≤⎧⎪≤+⎨⎪-≥⎩
.
巩固练习
1.某公司计划在甲、乙两个电视台做总时间不超过300分钟的广告,且广告总费用不超过9万元,甲、乙两个电视台的收费标准分别为500元/分钟和200元/分钟,已知甲、乙两个电视台每分钟所做的广告能给该公司带来的收益分别为3.0万元和
2.0万元.设公司在甲电视台和乙电视台做广告的时间分别为x 分钟和y 分钟,总收益为z 元,则线性目标函数为 ( )
A .y x z +=
B .z=3000x+2000y
C .z=200x+500y
D .z=500x+200y
2.在△ABC 中,三个顶点分别为)0,1(),2,1(),4,2(C B A -,点P (x ,y )在△ABC 的内部及其边界上运动,则x y -的取值范围为 ( )
A .[]3,1
B . []1,3-
C .[]3,1-
D .[]1,3--
3.已知实数y x ,满足约束条件⎪⎩
⎪⎨⎧≤--≥+-≤+02202202y x y x y x ,则目标函数z=x+y 的最大值为 .
4.某企业生产B A ,两种产品,生产每一吨产品所需的劳动力和煤、电耗如下表:
已知生产每吨A 产品的利润是7万元,生产每吨B 产品的利润是12万元,现因条件限制,该企业仅有劳动力300个,煤360吨,并且供电局只能供电200千瓦,试问该企业生产B A ,两种产品各多少吨,才能获得最大利润?
5.点),(y x 位于曲线1-=x y 与直线2=y 所围成的封闭区域内,在直角坐标系中画出该区域,并求y x -2的最小值.
6.给出平面可行域(如图),若使目标函数y ax z +=取最大值的最优解有无穷多个,则=a ( ) A .41 B . 53 C .4 D .3
5
产品品
种
劳动力(个) 煤(吨) 电(千瓦) A 产品
3 9
4 B 产品
10 4 5
3.3.2简单的线性规划问题学案(二)
解题思想
1.问题的切入点是赋予“z ”恰当的几何意义:纵截距或横截距或其他;
2.线性目标函数的最大值、最小值一般在可行域的顶点处取得;
3.线性目标函数的最大值、最小值也可能在可行域的边界上取得,即满足条件的最优解有无数多个,此时目标函数的图象一定与区域中的一条边界直线平行.
一、基础练习
1.若变量y x ,满足约束条件⎪⎩
⎪⎨⎧-≥≤+≤11y y x x y ,则y x +2的最大值是 ( )
A. 3
B. 2
C. 4
D. 5
2.若变量x ,y 满足约束条件⎪⎪⎩
⎪⎪⎨⎧≤≤≥-+≥+3002202y x y x y x ,则目标函数z=x+y 的最大值为 ( ) A. 32 B. 1 C. 2
3 D. 3 3.设变量,x y 满足约束条件2030230x x y x y +≥⎧⎪-+≥⎨⎪+-≤⎩
,则目标函数6z x y =+的最大值为 ( )
A.3
B.4
C. 18
D. 40
4.设z=kx+y ,其中实数x ,y 满足⎪⎩
⎪⎨⎧≤--≥+-≥0420422y x y x x ,若z 的最大值为12,则实数k= .
5.已知x ,y 满足约束条件k k y x x y y (020⎪⎩
⎪⎨⎧≤++≤≥为常数),且目标函数z=x+3y 的最大值为12,则k 的值为 .
二、已知目标函数的最值求参数.
6.已知变量x ,y 满足条件230,330,10.x y x y y +-≤⎧⎪+-≥⎨⎪-≤⎩
若目标函数z =ax +y (其中a >0)仅在点(3,0)处取得最大值,则
a 的取值范围是 ( ). A.1,2⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭ B. 1,02⎛⎫- ⎪⎝⎭ C. 10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭ D. 1,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭
7.若,x y 满足约束条件1,1,22,x y x y x y +≥⎧⎪-≥-⎨⎪-≤⎩
目标函数2z ax y =+仅在点(1,0)处取得最小值,则a 的取值范围( ) A.(-1,2) B.(-4,2) C(-4,0) D.(-2,4)
8.已知实数,x y 满足1,21,,y y x x y m ≥⎧⎪≤-⎨⎪+≤⎩
如果目标函数z x y =-的最小值为1-,则实数m 等于 A.7 B.5 C.4 D.3
9.已知点P (x ,y )的坐标满足约束条件⎪⎩
⎪⎨⎧≥+-≥-+≤-022010y x y x y x 若z=x+3y+m 的最小值为6,则m= ( ) A .1 B .2 C .3 D .4
三、非线性目标函数
10.已知实数x ,y 满足约束条件⎪⎩
⎪⎨⎧≥-≥+≤2222y x y x x ,则x y k =的取值范围是 ( ) A .[]1,0 B . ⎥⎦⎤⎢⎣⎡1,21 C .⎥⎦⎤⎢⎣⎡34,0 D .⎥⎦
⎤⎢⎣⎡1,31 11.已知实数x ,y 满足不等式组⎪⎩
⎪⎨⎧≤-+≥≥-0001a y x y x ,若11+-=x y z 的最大值为1,则正数a 的值为 ( ) A .21 B .1 C .2 D .4
12.已知x ,y 满足约束条件⎪⎩
⎪⎨⎧≥+≥≥100y x y x ,则(x+3)2+y 2的最小值为 ( )
A .10
B .22
C .8
D .10
13.在平面直角坐标系xOy 中,M 为不等式组⎪⎩
⎪⎨⎧≥≥-+≤-+0020632y y x y x 所表示的区域上一动点,则OM 的最小值是 .
14.变量x ,y 满足⎪⎩
⎪⎨⎧≥≤-+≤+-102553034x y x y x ,
(1)设y x z 34-=,求z 的最大值;
(2)设x
y z =,求z 的最小值; (3)设22y x z +=,求z 的取值范围.。