八种经典线性规划例题最全总结(经典)
线性规划问题求解例题和知识点总结

线性规划问题求解例题和知识点总结线性规划是运筹学中研究较早、发展较快、应用广泛、方法较成熟的一个重要分支,它是辅助人们进行科学管理的一种数学方法。
在经济管理、交通运输、工农业生产等领域都有着广泛的应用。
下面我们通过一些具体的例题来深入理解线性规划问题,并对相关知识点进行总结。
一、线性规划的基本概念线性规划问题是在一组线性约束条件下,求一个线性目标函数的最大值或最小值的问题。
其数学模型一般可以表示为:目标函数:$Z = c_1x_1 + c_2x_2 +\cdots + c_nx_n$约束条件:$\begin{cases}a_{11}x_1 + a_{12}x_2 +\cdots +a_{1n}x_n \leq b_1 \\ a_{21}x_1 + a_{22}x_2 +\cdots +a_{2n}x_n \leq b_2 \\\cdots \\ a_{m1}x_1 + a_{m2}x_2 +\cdots + a_{mn}x_n \leq b_m \\ x_1, x_2, \cdots, x_n \geq0\end{cases}$其中,$x_1, x_2, \cdots, x_n$是决策变量,$c_1, c_2, \cdots, c_n$是目标函数的系数,$a_{ij}$是约束条件的系数,$b_1, b_2, \cdots, b_m$是约束条件的右端项。
二、线性规划问题的求解方法常见的求解线性规划问题的方法有图解法和单纯形法。
1、图解法适用于只有两个决策变量的线性规划问题。
步骤如下:画出直角坐标系。
画出约束条件所对应的直线。
确定可行域(满足所有约束条件的区域)。
画出目标函数的等值线。
移动等值线,找出最优解。
例如,求解线性规划问题:目标函数:$Z = 2x + 3y$约束条件:$\begin{cases}x + 2y \leq 8 \\ 2x + y \leq 10 \\ x \geq 0, y \geq 0\end{cases}$首先,画出约束条件对应的直线:$x + 2y = 8$,$2x + y =10$,以及$x = 0$,$y = 0$。
线性规划经典例题

线性规划常见题型及解法由已知条件写出约束条件,并作出可行域,进而通过平移直线在可行域内求线性目标函数的最优解是最常见的题型,除此之外,还有以下六类常见题型。
一、求线性目标函数的取值范围例1、 若x 、y 满足约束条件222x y x y ≤⎧⎪≤⎨⎪+≥⎩,则z=x+2y 的取值范围是 ( )A 、[2,6]B 、[2,5]C 、[3,6]D 、(3,5] 解:如图,作出可行域,作直线l :x+2y =0,将l 向右上方平移,过点A (2,0)时,有最小值2,过点B (2,2)时,有最大值6,故选A二、求可行域的面积例2、不等式组260302x y x y y +-≥⎧⎪+-≤⎨⎪≤⎩表示的平面区域的面积为( )A 、4B 、1C 、5D 、无穷大解:如图,作出可行域,△ABC 的面积即为所求,由梯形OMBC 的面积减去梯形OMAC 的面积即可,选B三、求可行域中整点个数例3、满足|x|+|y|≤2的点(x ,y )中整点(横纵坐标都是整数)有( )A 、9个B 、10个C 、13个D 、14个解:|x|+|y|≤2等价于2(0,0)2(0,0)2(0,0)2(0,0) x y x yx y x yx y x yx y x y+≤≥≥⎧⎪-≤≥⎪⎨-+≤≥⎪⎪--≤⎩ppp p作出可行域如右图,是正方形内部(包括边界),容易得到整点个数为13个,选D四、求线性目标函数中参数的取值范围例4、已知x、y满足以下约束条件5503x yx yx+≥⎧⎪-+≤⎨⎪≤⎩,使z=x+ay(a>0)取得最小值的最优解有无数个,则a的值为()A、-3B、3C、-1D、1解:如图,作出可行域,作直线l:x+ay=0,要使目标函数z=x+ay(a>0)取得最小值的最优解有无数个,则将l向右上方平移后与直线x+y=5重合,故a=1,选D五、求非线性目标函数的最值例5、已知x、y满足以下约束条件220240330x yx yx y+-≥⎧⎪-+≥⎨⎪--≤⎩,则z=x2+y2的最大值和最小值分别是()A、13,1 B、13,2C、13,45D、5解:如图,作出可行域,x2+y2是点(x,y)到原点的距离的平方,故最大值为点A(2,3)到原点的距离的平方,即|AO|2=13,最小值为原点到直线2x +y -2=0的距离的平方,即为45,选C 六、求约束条件中参数的取值范围例6、已知|2x -y +m|<3表示的平面区域包含点(0,0)和(-1,1),则m 的取值范围是 ( )A 、(-3,6)B 、(0,6)C 、(0,3)D 、(-3,3)解:|2x -y +m|<3等价于230230x y m x y m -++>⎧⎨-+-<⎩由右图可知3330m m +>⎧⎨-<⎩ ,故0<m <3,选C七·比值问题当目标函数形如y az x b-=-时,可把z 看作是动点(,)P x y 与定点(,)Q b a 连线的斜率,这样目标函数的最值就转化为PQ 连线斜率的最值。
线性规划例题和知识点总结

线性规划例题和知识点总结线性规划是运筹学中研究较早、发展较快、应用广泛、方法较成熟的一个重要分支,它是辅助人们进行科学管理的一种数学方法。
在实际生活中,有很多问题都可以通过线性规划来解决,比如资源分配、生产计划、运输调度等。
下面我们通过一些具体的例题来深入理解线性规划,并对相关知识点进行总结。
一、线性规划的基本概念线性规划问题是在一组线性约束条件下,求一个线性目标函数的最大值或最小值。
线性规划的数学模型通常可以表示为:目标函数:$Z = c_1x_1 + c_2x_2 +\cdots + c_nx_n$约束条件:$\begin{cases}a_{11}x_1 + a_{12}x_2 +\cdots +a_{1n}x_n \leq b_1 \\ a_{21}x_1 + a_{22}x_2 +\cdots +a_{2n}x_n \leq b_2 \\\cdots \\ a_{m1}x_1 + a_{m2}x_2 +\cdots + a_{mn}x_n \leq b_m \\ x_1, x_2, \cdots, x_n \geq0\end{cases}$其中,$x_1, x_2, \cdots, x_n$是决策变量,$c_1, c_2, \cdots, c_n$是目标函数的系数,$a_{ij}$是约束条件的系数,$b_i$是约束条件的右端项。
二、线性规划的解题步骤1、建立数学模型:根据实际问题,确定决策变量、目标函数和约束条件。
2、画出可行域:将约束条件在直角坐标系中表示出来,得到可行域。
3、求出最优解:在可行域内,通过寻找目标函数的等值线与可行域边界的交点,求出最优解。
三、例题分析例 1:某工厂生产甲、乙两种产品,已知生产 1 单位甲产品需要消耗 A 资源 2 单位,B 资源 3 单位,可获利 5 万元;生产 1 单位乙产品需要消耗 A 资源 3 单位,B 资源 2 单位,可获利 4 万元。
现有 A 资源12 单位,B 资源 10 单位,问如何安排生产,才能使工厂获得最大利润?解:设生产甲产品$x_1$单位,生产乙产品$x_2$单位。
八种经典线性规划例题(超实用)

线性规划常见题型及解法由已知条件写出约束条件,并作出可行域,进而通过平移直线在可行域内求线性目标函数的最优解是最常见的题型,除此之外,还有以下六类常见题型。
一、求线性目标函数的取值范围例1、 若x 、y 满足约束条件222x y x y ≤⎧⎪≤⎨⎪+≥⎩,则z=x+2y 的取值范围是 ( )A 、[2,6]B 、[2,5]C 、[3,6]D 、(3,5]解:如图,作出可行域,作直线l :x+2y =0,将l 向右上方平移,过点A (2,0)时,有最小值 2,过点B (2,2)时,有最大值6,故选 A二、求可行域的面积例2、不等式组260302x y x y y +-≥⎧⎪+-≤⎨⎪≤⎩表示的平面区域的面积为 ( )A 、4B 、1C 、5D 、无穷大解:如图,作出可行域,△ABC 的面积即为所求,由梯形OMBC的面积减去梯形OMAC 的面积即可,选 B三、求可行域中整点个数例3、满足|x|+|y|≤2的点(x ,y )中整点(横纵坐标都是整数)有( ) A 、9个 B 、10个 C 、13个 D 、14个解:|x|+|y|≤2等价于2(0,0)2(0,0)2(0,0)2(0,0)x y x y x y x y x y x y x y x y +≤≥≥⎧⎪-≤≥⎪⎨-+≤≥⎪⎪--≤⎩作出可行域如右图,是正方形内部(包括边界),容易得到整点个数为13个,选 D四、求线性目标函数中参数的取值范围例4、已知x 、y 满足以下约束条件5503x y x y x +≥⎧⎪-+≤⎨⎪≤⎩,使z=x+ay(a>0)取得最小值的最优解有无数个,则a 的值为 ( ) A 、-3 B 、3 C 、-1 D 、1解:如图,作出可行域,作直线l :x+ay =0,要使目标函数z=x+ay (a>0)取得最小值的最优解有无数个,则将l 向右上方平移后与直线x+y =5重合,故a=1,选 D五、求非线性目标函数的最值例5、已知x 、y 满足以下约束条件220240330x y x y x y +-≥⎧⎪-+≥⎨⎪--≤⎩,则z=x 2+y 2的最大值和最小值分别是( )A 、13,1B 、13,2C 、13,45D 、5解:如图,作出可行域,x 2+y 2是点(x ,y )到原点的距离的平方,故最大值为点A (2,3)到原点的距离的平方,即|AO|2=13,最小值为原点到直线2x +y -2=0的距离的平方,即为45,选 C 六、求约束条件中参数的取值范围例6、已知|2x -y +m|<3表示的平面区域包含点(0,0)和(-1,1),则m 的取值范围是 ( ) A 、(-3,6) B 、(0,6) C 、(0,3) D 、(-3,3)解:|2x -y +m|<3等价于230230x y m x y m -++>⎧⎨-+-<⎩由右图可知3330m m +>⎧⎨-<⎩ ,故0<m <3,选 C七·比值问题当目标函数形如y az x b-=-时,可把z 看作是动点(,)P x y 与定点(,)Q b a 连线的斜率,这样目标函数的最值就转化为PQ 连线斜率的最值。
线性规划典型例题(老师)

二元一次不等式与简单的线性规划问题典型例题一例1 画出不等式组⎪⎩⎪⎨⎧≤+-≤-+≤-+-.0330402y x y x y x ,,表示的平面区域.分析:采用“图解法”确定不等式组每一不等式所表示的平面区域,然后求其公共部分.解:把0=x ,0=y 代入2-+-y x 中得0200<-+-∴ 不等式02≤-+-y x 表示直线02=-+-y x 下方的区域(包括边界), 即位于原点的一侧,同理可画出其他两部分,不等式组所表示的区域如图所示. 说明:“图解法”是判别二元一次不等式所表示的区域行之有效的一种方法.典型例题二例2 画出332≤<-y x 表示的区域,并求所有的正整数解),(y x .分析:原不等式等价于⎩⎨⎧≤->.3,32y x y 而求正整数解则意味着x ,y 还有限制条件,即求⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤->∈∈>>.3,32,,,0,0y x y z y z x y x .解:依照二元一次不等式表示的平面区域,知332≤<-y x 表示的区域如下图:对于332≤<-y x 的正整数解,先画出不等式组.⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤->∈∈>>.3,32,,,0,0y x y z y z x y x 所表示的平面区域,如图所示.容易求得,在其区域内的整数解为)1,1(、)2,1(、)3,1(、)2,2(、)3,2(.说明:这类题可以将平面直角坐标系用网络线画出来,然后在不等式组所表示的平面区域内找出符合题设要求的整数点来.典型例题三例3 求不等式组⎪⎩⎪⎨⎧+-≤-+≥111x y x y 所表示的平面区域的面积.分析:本题的关键是能够将不等式组所表示的平面区域作出来,判断其形状进而求出其面积.而要将平面区域作出来的关键又是能够对不等式组中的两个不等式进行化简和变形,如何变形?需对绝对值加以讨论. 解:不等式11-+≥x y 可化为)1(-≥≥x x y 或)1(2-<--≥x x y ;不等式1+-≤x y 可化为)0(1≥+-≤x x y 或)0(1<+≤x x y . 在平面直角坐标系内作出四条射线)1(-≥=x x y AB :, )1(2-<--=x x y AC : )0(1≥+-=x x y DE :,)0(1<+=x x y DF :则不等式组所表示的平面区域如图由于AB 与AC 、DE 与DF 互相垂直,所以平面区域是一个矩形.根据两条平行线之间的距离公式两平行直线距离公式d=|C1-C2|/根号(A^2+B^2)可得矩形的两条边的长度分别为22和223.所以其面积为23.典型例题四例4 若x 、y 满足条件⎪⎩⎪⎨⎧≤+-≥+-≤-+.0104010230122y x y x y x ,,求y x z 2+=的最大值和最小值.分析:画出可行域,平移直线找最优解.解:作出约束条件所表示的平面区域,即可行域,如图所示.作直线z y x l =+2:,即z x y 2121+-=,它表示斜率为21-,纵截距为2z的平行直线系,当它在可行域内滑动时,由图可知,直线l 过点时,z 取得最大值,当l 过点B 时,z 取得最小值. ∴ 18822max =⨯+=z ∴ 2222min =⨯+-=z说明:解决线性规划问题,首先应明确可行域,再将线性目标函数作平移取得最值.典型例题五例5 用不等式表示以)4,1(A ,)0,3(-B ,)2,2(--C 为顶点的三角形内部的平面区域.分析:首先要将三点中的任意两点所确定的直线方程写出来,然后结合图形考虑三角形内部区域应怎样表示。
(完整word)线性规划题型总结,推荐文档

线性规划题型总结一、设变量x 、y 满足约束条件⎪⎩⎪⎨⎧≥+-≥-≤-1122y x y x y x 【类型一:已知线性约束条件,探求线性目标关系最值问题】例1.求y x z 32+=的最大值.【类型二:已知线性约束条件,探求分式目标关系最值问题】例2.求112++=y x z 的取值范围.【类型三:已知线性约束条件,探求平方和目标关系最值问题】例3.求22)2(-+=y x z 的最值,以及此时对应点的坐标.【类型四:已知线性约束条件,探求区域面积与周长问题】例4.试求所围区域的面积与周长.【类型五:已知最优解,探求目标函数参数问题】例5.已知目标函数z ax y =+(其中0<a )仅在(3,4)取得最大值,求a 的取值范围.【类型六:已知最优解,探求约束条件参数问题】 例6.设变量x 、y 满足约束条件⎪⎩⎪⎨⎧≥+≥-≤-122y x m y x y x ,目标函数y x z 32+=在(4,6)取得最大值,求m .二、线性规划的实际应用线性规划的实际应用题型大体有两类,一类是一项任务确定后,如何统一安排,做到以最少的人力物力完成任务;另一类是在人力物力一定的条件下,如何安排使得最大化的发挥效益.两类题型是同一个问题的两面,主要依据以下步骤:1.认真分析实际问题的数学背景,将对象间的生产关系列成表格;2.根据问题设未知量,并结合表格将生产关系写出约束条件;3.结合图形求出最优解.例1.配制A 、B 两种药剂,需要甲、乙两种原料,已知配一剂A 种药需甲料3 mg ,乙料5 mg ;配一剂B 种药需甲料5 mg ,乙料4 mg.今有甲料20 mg ,乙料25 mg ,若A 、B 两种药至少各配一剂,问共有多少种配制方法?例2. 某汽车公司有两家装配厂,生产甲、乙两种不同型号的汽车,若A 厂每小时可完成1辆甲型车和2辆乙型车;B 厂每小时可完成3辆甲型车和1辆乙型车.今欲制造40辆甲型车和20辆乙型车,问这两家工厂各工作几小时,才能使所费的总工作时数最少?针对练习一、选择题1.下列四个命题中真命题是( )A .经过点P (x o ,y o )的直线都可以用方程y -y o =k (x -x o )表示;B .经过任意两不同点P 1(x 1,y 1), P 2(x 2,y 2)的直线都可以用方程(y -y 1)(x 2-x 1)=(x -x 1)(y 2-y 1)表示;C .不经过原点的直线都可以用方程1=+by a x 表示; D .经过定点A (0,b )的直线都可以用方程y =kx +b 表示2.设直线0ax by c ++=的倾斜角为α,且sin cos 0αα+=,则,a b 满足( ).A 1=+b a .B 1=-b a .C 0=+b a .D 0=-b a3.下面给出四个点中,位于1010x y x y +-<⎧⎨-+>⎩,表示的平面区域内的点是( ) A.(02), B.(20)-,C.(02)-, D.(20), 4.若变量x 、y 满足约束条件 1.0.20.y x y x y ≤⎧⎪+≥⎨⎪--≤⎩则z =x-2y 的最大值为A.4B.3C.2D.15.在约束条件0024x y y x s y x ≥⎧⎪≥⎪⎨+≤⎪⎪+≤⎩下,当35s ≤≤时,目标函数32z x y =+最大值的变化范围是( ) A.[6,15] B. [7,15] C. [6,8] D. [7,8]6.在平面直角坐标系中,不等式组20200x y x y y +-≤⎧⎪-+≥⎨⎪≥⎩表示的平面区域的面积是()A. B.4C. D.27.某公司招收男职员x 名,女职员y 名,x 和y 须满足约束条件⎪⎩⎪⎨⎧≤≥+-≥-.112,932,22115x y x y x 则1010z x y =+的最大值是( )A.80B.85C. 90D.958.已知变量x y ,满足约束条件20170x y x x y -+⎧⎪⎨⎪+-⎩≤,≥,≤,则y x 的取值范围是( ).A ⎥⎦⎤⎢⎣⎡6,59 .B [)965⎛⎤-∞+∞ ⎥⎝⎦U ,, .C (][)36-∞+∞U ,, .D [36],二、填空题9.已知1,10,220x x y x y ≥⎧⎪-+≤⎨⎪--≤⎩则22x y +的最小值是 ;10.若A 为不等式组002x y y x ≤⎧⎪≥⎨⎪-≤⎩表示的平面区域,则当a 从-2连续变化到1时,动直线x y a +=扫过A 中的那部分区域的面积为 ;11.已知变量x ,y 满足约束条件1422x y x y ≤+≤⎧⎨-≤-≤⎩。
线性规划经典例题

线性规划经典例题引言概述:线性规划是一种数学优化方法,被广泛应用于经济、管理、工程等领域。
本文将介绍几个经典的线性规划例题,通过这些例题的详细阐述,匡助读者更好地理解线性规划的原理和应用。
一、背包问题1.1 背包问题的定义和目标1.2 线性规划模型的建立1.3 求解背包问题的方法二、产销平衡问题2.1 产销平衡问题的背景和目标2.2 线性规划模型的建立2.3 求解产销平衡问题的方法三、投资组合问题3.1 投资组合问题的定义和目标3.2 线性规划模型的建立3.3 求解投资组合问题的方法四、生产计划问题4.1 生产计划问题的背景和目标4.2 线性规划模型的建立4.3 求解生产计划问题的方法五、运输问题5.1 运输问题的定义和目标5.2 线性规划模型的建立5.3 求解运输问题的方法正文内容:一、背包问题1.1 背包问题是指在给定的一组物品中,选择一些物品放入背包中,使得背包的总分量不超过限定值,同时使得背包中物品的总价值最大化。
1.2 线性规划模型可以通过引入决策变量和约束条件来描述背包问题。
决策变量表示选择放入背包的物品,约束条件包括背包总分量不超过限定值以及每一个物品的数量限制。
1.3 求解背包问题可以使用线性规划的求解算法,如单纯形法或者内点法。
通过对目标函数和约束条件进行线性化处理,可以将背包问题转化为标准的线性规划问题进行求解。
二、产销平衡问题2.1 产销平衡问题是指在给定的一组产品和市场需求的情况下,确定各个产品的生产量和销售量,使得总利润最大化。
2.2 线性规划模型可以通过引入决策变量和约束条件来描述产销平衡问题。
决策变量表示各个产品的生产量和销售量,约束条件包括生产能力限制和市场需求限制。
条件进行线性化处理,可以将产销平衡问题转化为标准的线性规划问题进行求解。
三、投资组合问题3.1 投资组合问题是指在给定的一组投资标的中,确定各个标的的投资金额,使得投资组合的风险最小或者收益最大。
3.2 线性规划模型可以通过引入决策变量和约束条件来描述投资组合问题。
最新八种 经典线性规划例题(超实用)

线性规划常见题型及解法由已知条件写出约束条件,并作出可行域,进而通过平移直线在可行域内求线性目标函数的最优解是最常见的题型,除此之外,还有以下六类常见题型。
一、求线性目标函数的取值范围例1、若x、y满足约束条件222xyx y≤⎧⎪≤⎨⎪+≥⎩,则z=x+2y的取值范围是()A、[2,6]B、[2,5]C、[3,6]D、(3,5]解:如图,作出可行域,作直线l:x+2y=0,将l向右上方平移,过点A(2,0)时,有最小值2,过点B(2,2)时,有最大值6,故选 A二、求可行域的面积例2、不等式组260302x yx yy+-≥⎧⎪+-≤⎨⎪≤⎩表示的平面区域的面积为()A、4B、1C、5D、无穷大解:如图,作出可行域,△ABC的面积即为所求,由梯形OMBC 的面积减去梯形OMAC的面积即可,选 B三、求可行域中整点个数例3、满足|x|+|y|≤2的点(x,y)中整点(横纵坐标都是整数)有()A、9个B、10个C、13个D、14个解:|x|+|y|≤2等价于2(0,0)2(0,0)2(0,0)2(0,0) x y x yx y x yx y x yx y x y+≤≥≥⎧⎪-≤≥⎪⎨-+≤≥⎪⎪--≤⎩作出可行域如右图,是正方形内部(包括边界),容易得到整点个数为13个,选 D四、求线性目标函数中参数的取值范围例4、已知x、y满足以下约束条件5503x yx yx+≥⎧⎪-+≤⎨⎪≤⎩,使z=x+ay(a>0)取得最小值的最优解有无数个,则a的值为()A、-3B、3C、-1D、1解:如图,作出可行域,作直线l:x+ay=0,要使目标函数z=x+ay(a>0)取得最小值的最优解有无数个,则将l向右上方平移后与直线x+y=5重合,故a=1,选 D五、求非线性目标函数的最值例5、已知x、y满足以下约束条件220240330x yx yx y+-≥⎧⎪-+≥⎨⎪--≤⎩,则z=x2+y2的最大值和最小值分别是()A、13,1B、13,2C、13,45D、解:如图,作出可行域,x2+y2是点(x,y)到原点的距离的平方,故最大值为点A(2,3)到原点的距离的平方,即|AO|2=13,最小值为原点到直线2x+y-2=0的距离的平方,即为45,选 C六、求约束条件中参数的取值范围例6、已知|2x-y+m|<3表示的平面区域包含点(0,0)和(-1,1),则m的取值范围是()A、(-3,6)B、(0,6)C、(0,3)D、(-3,3)解:|2x-y+m|<3等价于230 230x y mx y m-++>⎧⎨-+-<⎩由右图可知3330m m +>⎧⎨-<⎩ ,故0<m <3,选 C七·比值问题当目标函数形如y az x b-=-时,可把z 看作是动点(,)P x y 与定点(,)Q b a 连线的斜率,这样目标函数的最值就转化为PQ 连线斜率的最值。
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线性规划常见题型及解法
由已知条件写出约束条件,并作出可行域,进而通过平移直线在可行域内求线性目标函数的最优解是最常见的题型,除此之外,还有以下六类常见题型。
一、求线性目标函数的取值范围
例1、若x、y满足约束条件
,则z=x+2y的取值范围是()
A、[2,6]
B、[2,5]
C、[3,6]
D、(3,5]
解:如图,作出可行域,作直线l:x+2y=0,将
l向右上方平移,过点A(2,0)时,有最小值
2,过点B(2,2)时,有最大值6,故选A
二、求可行域的面积
例2、不等式组
表示的平面区域的面积为()
A、4
B、1
C、5
D、无穷大
解:如图,作出可行域,△ABC的面积即为所求,由梯形OMBC的面积减去梯形OMAC的面积即可,选B
三、求可行域中整点个数
例3、满足|x|+|y|≤2的点(x,y)中整点(横纵坐标都是整数)有()
A、9个
B、10个
C、13个
D、14个
解:|x|+|y|≤2等价于
作出可行域如右图,是正方形内部(包括边界),容易得到整点个数为13个,选D
四、求线性目标函数中参数的取值范围
例4、已知x、y满足以下约束条件
,使z=x+ay(a>0)取得最小值的最优解有无数个,则a的值为()
A、-3
B、3
C、-1
D、1
解:如图,作出可行域,作直线l:x+ay=0,要使目标函数z=x+ay(a>0)取得最小值的最优解有无数个,则将l向右上方平移后与直线x+y=5重合,故
a=1,选D
五、求非线性目标函数的最值
例5、已知x、y满足以下约束条件
,则z=x2+y2的最大值和最小值分别是()
A、13,1
B、13,2
C、13,
D、
,
解:如图,作出可行域,x2+y2是点(x,y)到原点的距离的平方,故最大值为点A(2,3)到原点的距离的平方,即|AO|2=13,最小值为原点到直线2x+y-2=0的距离的平方,即为
,选C
六、求约束条件中参数的取值范围
例6、已知|2x-y+m|<3表示的平面区域包含点(0,0)和(-1,1),则m的取值范围是()
A、(-3,6)
B、(0,6)
C、(0,3)
D、(-3,3)
解:|2x-y+m|<3等价于
由右图可知
,故0<m<3,选C
七、比值问题
当目标函数形如
时,可把z看作是动点
与定点
连线的斜率,这样目标函数的最值就转化为PQ连线斜率的最值。
例已知变量x,y满足约束条件
则
的取值范围是().
(A)[
,6] (B)(-∞,
]∪[6,+∞)
(C)(-∞,3]∪[6,+∞)(D)[3,6]
解析
是可行域内的点M(x,y)与原点O
(0,0)连线的斜率,当直线OM过点(
,
)时,
取得
最小值
;当直线OM过点(1,6)时,
取得最大值6. 答案A
八、线性规划应用
例1、某工厂利用两种燃料生产三种不同的产品
、
、
,每消耗一吨燃料与产品
、
、
有下列关系:
现知每吨燃料甲与燃料乙的价格之比为
,现需要三种产品
、
、
各50吨、63吨、65吨.问如何使用两种燃料,才能使该厂成本最低?
分析:由于该厂成本与两种燃料使用量有关,而产品
、
、
又与这两种燃料有关,且这三种产品的产量也有限制,因此这是一道求线性目标函数在线性约束条件下的最小值问题,这类简单的线性规划问题一般都可以利用二元一次不等式求在可行域上的最优解.
解:设该厂使用燃料甲
吨,燃料乙
吨,甲每吨
元,
则成本为
.因此只须求
的最小值即可.
又由题意可得
、
满足条件
作出不等式组所表示的平面区域(如图)
由
得
由
得
作直线
,把直线
向右上方平移至可行域中的点
时,
.
∴最小成本为
.
答:应用燃料甲
吨,燃料乙
吨,才能使成本最低.
说明:本题中燃料的使用不需要是整数吨,若有些实际应用问题中的解是整数解,又该如何来考虑呢?
例2、咖啡馆配制两种饮料,甲种饮料每杯含奶粉9克、咖啡4克、糖3克,乙种饮料每杯含奶粉4克、咖啡5克、糖10克.已知每天原料的使用限额为奶粉3600克、咖啡2000克、糖3000克.如果甲种饮料每杯能获利0.7元,乙种饮料每杯能获利1.2元,每天在原料的使用限额内饮料能全部售出,每天应配制两种饮料各多少杯能获利最大?
分析:这是一道线性规划的应用题,求解的困难在于从实际问题中抽象出不等式组.只要能正确地抽象出不等式组,即可得到正确的答案.
解:设每天配制甲各饮料
杯、乙种饮料
杯可获得最大利润,利润总额为
元.
由条件知:
.变量
、
满足
作出不等式组所表示的可行域(如图)
作直线
,把直线
向右上方平移至经过
点的位置时,
取最大值.
由方程组:
得
点坐标
.
答:应每天配制甲种饮料200杯,乙种饮料240杯方可获利最大.
高考真题练习
1.(2010年浙江理7)若实数
,
满足不等式组
且
的最大值为9,则实数
(A)
(B)
(C)1 (D)2
解析:将最大值转化为y轴上的截距,将m等价为斜率的倒数,数形结合可知答案选C,本题主要考察了用平面区域二元一次不等式组,以及简单的转化思想和数形结合的思想,属中档题
2.(2009年陕西理11)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
(A) (
,2 ) (B) (
,2 ) (C)
(D)
答案:B解析:根据图像判断,目标函数需要和
,
平行,
由图像知函数a的取值范围是(
,2 )
3.(2009年山东理12) 设x,y满足约束条件
,
若目标函数z=ax+by(a>0,b>0)的值是最大值为12,
则
的最小值为( ).
A.
B.
C.
D. 4
【解析】:不等式表示的平面区域如图所示阴影部分,当直线ax+by= z
(a>0,b>0)
过直线x-y+2=0与直线3x-y-6=0的交点(4,6)时,
目标函数z=ax+by(a>0,b>0)取得最大12,
即4a+6b=12,即2a+3b=6, 而
=
,故选A.
【命题立意】:本题综合地考查了线性规划问题和由基本不等式求函数的最值问题.要求能准确地画出不等式表示的平面区域,并且能够求得目标函数的最值,对于形如已知2a+3b=6,求
的最小值常用乘积进而用基本不等式解答
4.(2009年安徽理7)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)
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[解析]:不等式表示的平面区域如图所示阴影部分△ABC 由
得A(1,1),又B(0,4),C(0,
)
∴
△ABC=
,设
与
的
交点为D,则由
知
,∴
∴
选A。
5.(2008年山东理12)设二元一次不等式组
所表示的平面区域为
,
使函数
的图象过区域
的
的取
值范围是()
A.
B.
C.
D.
解:C,区域
是三条直线相交构成的三角形(如图)显然
,只需研究过
、
两种情形,
且
即
6.(2010年安徽理13)设
满足约束条件
,若目标函数
的最大值为8,则
的最小值为________。
【答案】4【解析】不等式表示的区域是一个四边形,4个顶点是
,易见目标函数在
取最大值8,
所以
,所以,在
时是等号成立。
所以
的最小值为
4.
【规律总结】线性规划问题首先作出可行域,若为封闭区域(即几条直线围成的区域)则区域端点的值是目标函数取得最大或最小值,求出直线交点坐标代入得
,要想求
的最小值,显然要利用基本不等式.
7.( 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
.。