线性规划经典例题及详细解析
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

线性规划经典例题一、问题描述我们考虑一个典型的线性规划问题,假设有一个工厂需要生产两种产品:产品A和产品B。
工厂有两个生产车间:车间1和车间2。
生产产品A需要在车间1和车间2进行加工,而生产产品B只需要在车间2进行加工。
每一个车间的加工时间和加工费用都是不同的。
我们的目标是找到最佳的生产计划,使得总的加工时间和加工费用最小。
二、问题分析1. 定义变量:- x1:在车间1生产产品A的数量- x2:在车间2生产产品A的数量- y:在车间2生产产品B的数量2. 定义目标函数:目标函数是最小化总的加工时间和加工费用。
假设车间1生产产品A的加工时间为t1,车间2生产产品A的加工时间为t2,车间2生产产品B的加工时间为t3,车间1生产产品A的加工费用为c1,车间2生产产品A的加工费用为c2,车间2生产产品B的加工费用为c3,则目标函数可以表示为:Z = t1 * x1 + t2 * x2 + t3 * y + c1 * x1 + c2 * x2 + c3 * y3. 约束条件:- 车间1生产产品A的数量不能超过车间1的生产能力:x1 <= capacity1- 车间2生产产品A的数量不能超过车间2的生产能力:x2 <= capacity2- 车间2生产产品B的数量不能超过车间2的生产能力:y <= capacity2 - 产品A的总需求量必须满足:x1 + x2 >= demandA- 产品B的总需求量必须满足:y >= demandB4. 线性规划模型:综上所述,我们可以建立如下的线性规划模型:最小化 Z = t1 * x1 + t2 * x2 + t3 * y + c1 * x1 + c2 * x2 + c3 * y满足约束条件:- x1 <= capacity1- x2 <= capacity2- y <= capacity2- x1 + x2 >= demandA- y >= demandB- x1, x2, y >= 0三、数据和解决方案为了展示如何求解该线性规划问题,我们假设以下数据:- 车间1的生产能力为100个产品A- 车间2的生产能力为150个产品A和100个产品B- 产品A的总需求量为200个- 产品B的总需求量为80个- 车间1生产产品A的加工时间为2小时,加工费用为10元/个- 车间2生产产品A的加工时间为1小时,加工费用为8元/个- 车间2生产产品B的加工时间为3小时,加工费用为15元/个根据以上数据,我们可以得到线性规划模型如下:最小化 Z = 2 * x1 + 1 * x2 + 3 * y + 10 * x1 + 8 * x2 + 15 * y满足约束条件:- x1 <= 100- x2 <= 150- y <= 100- x1 + x2 >= 200- y >= 80- x1, x2, y >= 0接下来,我们可以使用线性规划求解器来求解该问题。
线性规划题及答案

线性规划题及答案引言概述:线性规划是运筹学中的一种数学方法,用于寻觅最优解决方案。
在实际生活和工作中,线性规划问题时常浮现,通过对问题进行建模和求解,可以得到最优的决策方案。
本文将介绍一些常见的线性规划题目,并给出详细的答案解析。
一、生产规划问题1.1 生产规划问题描述:某工厂生产两种产品A和B,产品A每单位利润为100元,产品B每单位利润为150元。
每天工厂有8小时的生产时间,产品A每单位需要2小时,产品B每单位需要3小时。
问工厂每天应该生产多少单位的产品A 和产品B,才干使利润最大化?1.2 生产规划问题答案:设产品A的生产单位为x,产品B的生产单位为y,则目标函数为Max Z=100x+150y,约束条件为2x+3y≤8,x≥0,y≥0。
通过线性规划方法求解,得出最优解为x=2,y=2,最大利润为400元。
二、资源分配问题2.1 资源分配问题描述:某公司有两个项目需要投资,项目A每万元投资可获得利润2万元,项目B每万元投资可获得利润3万元。
公司总共有100万元的投资额度,问如何分配投资额度才干使利润最大化?2.2 资源分配问题答案:设投资项目A的金额为x万元,投资项目B的金额为y万元,则目标函数为Max Z=2x+3y,约束条件为x+y≤100,x≥0,y≥0。
通过线性规划方法求解,得出最优解为x=40,y=60,最大利润为240万元。
三、运输问题3.1 运输问题描述:某公司有两个仓库和三个销售点,每一个销售点的需求量分别为100、150、200,每一个仓库的库存量分别为80、120。
仓库到销售点的运输成本如下表所示,问如何安排运输方案使得总成本最小?3.2 运输问题答案:设从仓库i到销售点j的运输量为xij,则目标函数为Min Z=∑(i,j) cij*xij,约束条件为每一个销售点的需求量得到满足,每一个仓库的库存量不超出。
通过线性规划方法求解,得出最优的运输方案,使得总成本最小。
四、投资组合问题4.1 投资组合问题描述:某投资者有三种投资标的可选择,预期收益率和风险如下表所示。
线性规划经典例题

线性规划经典例题一、问题描述假设某公司生产两种产品:A和B。
产品A每单位售价为10元,每单位成本为5元;产品B每单位售价为8元,每单位成本为3元。
公司有两个部门进行生产,分别是部门X和部门Y。
部门X每天生产产品A需要2小时,生产产品B需要1小时;部门Y每天生产产品A需要1小时,生产产品B需要3小时。
公司每天有8小时的生产时间。
现在的问题是,如何安排生产使得公司的利润最大化?二、数学建模1. 定义变量:设部门X生产的产品A的数量为x,部门X生产的产品B的数量为y,部门Y生产的产品A的数量为z,部门Y生产的产品B的数量为w。
2. 建立目标函数:公司的利润为销售收入减去成本,即利润=10x + 8y - 5x - 3y = 5x + 5y。
3. 建立约束条件:a) 部门X每天生产产品A需要2小时,生产产品B需要1小时,部门Y每天生产产品A需要1小时,生产产品B需要3小时,公司每天有8小时的生产时间,因此有约束条件:2x + y ≤ 8,x + 3w ≤ 8。
b) 产品的数量不能为负数,因此有约束条件:x ≥ 0,y ≥ 0,z ≥ 0,w ≥ 0。
三、线性规划模型最大化目标函数:maximize 5x + 5y满足约束条件:2x + y ≤ 8x + 3w ≤ 8x ≥ 0, y ≥ 0, z ≥ 0, w ≥ 0四、求解线性规划问题可以使用线性规划求解器进行求解,例如使用MATLAB的linprog函数或者Python的scipy.optimize.linprog函数。
五、求解结果分析假设求解结果为x = 2,y = 4,z = 1,w = 1。
根据求解结果可知,部门X生产2个产品A和4个产品B,部门Y生产1个产品A和1个产品B,公司的利润最大化为5*2 + 5*4 = 30元。
六、结论通过合理安排生产,部门X生产2个产品A和4个产品B,部门Y生产1个产品A和1个产品B,公司的利润最大化为30元。
以上是关于线性规划经典例题的详细解答,希翼能对您有所匡助。
第8课线性规划(经典例题练习、附答案)

第8课线性规划(经典例题练习、附答案)第8课线性规划◇考纲解读①从实际情境中抽象出⼆元⼀次不等式组;②了解⼆元⼀次不等式的⼏何意义,能⽤平⾯区域表⽰⼆元⼀次不等式组;③从实际情境中抽象出⼀些简单的⼆元线性规划问题,并能加以解决.◇知识梳理1.平⾯区域①⼆元⼀次不等式0Ax By C ++>在平⾯直⾓坐标系中表⽰0Ax By C ++=某⼀侧所有点组成的__________.②在直线的某⼀侧取⼀特殊点(x 0,y 0),从Ax 0+By 0+C 的正负即可判断Ax +By +C >0表⽰直线哪⼀侧的平⾯区域.(特殊地,当C ≠0时,常把_______作为此特殊点)王新敞③在坐标系中画不等式0Ax By C ++>所表⽰的平⾯区域时,把直线0Ax By C ++=画成虚线,表⽰区域__________边界直线.④在坐标系中画不等式0Ax By C ++≥所表⽰的平⾯区域时,把直线0Ax By C ++=画成实线,表⽰区域____________边界直线.2.线性规划:①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________问题②满⾜线性约束条件的解(x ,y )叫做__________,由所有可⾏解组成的集合叫做__________.(类似函数的定义域);③使⽬标函数取得最⼤值或最⼩值的可⾏解叫做____________ 线性规划问题⼀般⽤图解法,其步骤如下:(1)根据题意,设出变量x 、y ;(2)找出线性约束条件;(3)确定线性⽬标函数z =f (x ,y );(4)画出可⾏域(即各约束条件所⽰区域的公共区域);(5)利⽤线性⽬标函数作平⾏直线系f (x ,y )=t (t 为参数);(6)观察图形,找到直线f (x ,y )=t 在可⾏域上使t 取得欲求最值的位置,以确定最优解,给出答案◇基础训练1.(2008⼭东青岛)若y x z y y x x y y x +=??-≥≤+≤2,11,则满⾜约束条件的最⼤值为()A .2B .3C .4D .52. (2008佛⼭⼀模)在平⾯直⾓坐标系中,不等式组0401x y x y x +≥??-+≥??≤?表⽰的平⾯区域⾯积是().A .3B .6C .92D .9 3.设实数x , y 满⾜的最⼤值是则x y y y x y x ,03204202??≤->-+≤-- _________4.(2008⼭东济宁)已知点(,)P x y 的坐标满⾜条件41x y y x x +≤??≥??≥?,点O 为坐标原点,那么||PO 的最⼤值等于_______,最⼩值等于____________.◇典型例题例1.已知实数x ,y 满⾜不等式组22021x y x y +-≥??≤??≤?,求22z x y =+-⼤值和最⼩值.例2.为迎接2008年奥运会召开,某⼯艺品加⼯⼚准备⽣产具收藏价值奥运会标志——“中国印·舞动的北京”和奥运会吉祥物——“福娃”.该⼚所⽤的主要原料为A 、B 两种贵重⾦属,已知⽣产⼀套奥运会标志需⽤原料A 和原料B 的量分别为4盒和3盒,⽣产⼀套奥运会吉祥物需⽤原料A 和原料B 的量分别为5盒和10盒.若奥运会标志每套可获利700元,奥运会吉祥物每套可获利1200元,该⼚⽉初⼀次性购进原料A 、B 的量分别为200盒和300盒.问该⼚⽣产奥运会标志和奥运会吉祥物各多少套才能使该⼚⽉利润最⼤,最⼤利润为多少?◇能⼒提升1.(2007⼴州⼆模)已知⽅程2x bx 10(b R 0)a a a +-=∈>、且有两个实数根,其中⼀个根在区间(1,2)内,则a -b 的取值范围为()A .()+∞-1,B .()1,-∞-C .()1,∞-D .()1,1-2.给出平⾯区域(包括边界)如图所⽰,若使⽬标函数(0)z ax y a =+>取得最⼤值的最优解有⽆穷多个,则a 的值为() A .14 B .35 C .4 D .533.(2008佛⼭⼆模)已知A 为xOy 平⾯内的⼀个区域.命题甲:点20(,){(,)|0}360x y a b x y x x y -+≤??∈≥??+-≤?;命题⼄:点A b a ∈),(.如果甲是⼄的充分条件,那么区域A的⾯积的最⼩值是(). A .1 B .2 C .3 D .44.(2008深圳⼆模)当点(,)M x y 在如图所⽰的三⾓形ABC 内(含边界)运动时,⽬标函数z kx y =+取得最⼤值的⼀个最优解为(1,2),则实数k 的取值范围是()A .(,1][1,)-∞-+∞B .[1,1]-C .(,1)(1,)-∞-+∞D .(1,1)-5.实数x ,y 满⾜不等式组00220y x y x y ≥??-≥??--≥?若ωω则,11+-=x y 的取值范围是 . 6.(2008韶关⼆模)某车间⽣产甲、⼄两种产品,已知制造⼀件甲产品需要A 种元件5个,B 种元件2个,制造⼀件⼄种产品需要A 种元件3个,B 种元件3个,现在只有A 种元件180个,B 种元件135个,每件甲产品可获利润20元,每件⼄产品可获利润15元,试问在这种条件下,应如何安排⽣产计划才能得到最⼤利润?2)第8课线性规划◇知识梳理1. ①平⾯区域,②原点,③不包括,④包括. 2. ①线性规划,②可⾏解,③最优解。
【教学随笔】线性规划典型题例解析

线性规划典型题例归类解析简单的线性规划”是在学习了直线方程的基础上, 介绍直线方程的一个简单应用,考中占有一席之地,既有考查线性规划自身理论系统知识的试题, 究实际应用问题的试题,同时也有与其它知识相结合的交汇性试题 题型进行分类解析.一、求约束条件下的平面区域的面积r x+y — 2>0例1在平面直角坐标系中,不等式组 \ x — y+2 >0,表示的平面区域的面积是I x < 2(A)4W(B)4(C)2 羽(D)2分析:先根据约束条件作出平面区域,然后根据区域的图形特征求面积 解:由条件作图可知可行域为△ABC ,求出各个交点坐标为 A(2 ,4)、0)、C(0, 2),贝y S^ABC = 1|AB | • |OB| = 14-2 = 4,故选择 B.面积;如果平行区域不是一个三角形,可将区域划分为几个易求面积三角 形.二、求解与约束条件下与平面区域相关的距离问题I X A 1例2已知1 x — y+1 w 0 ,则X 2+ y 2的最小值是 ___________ .[2x — y — 2 w 0分析:先根据约束条件作出平面区域, 然后根据X 2+ y 2(平面区域内的点到原点的距离的平方)的几何意义进行求解.〔X > 1解:由$ X — y+1w 0 ,画出可行域,求得交点A(1 , 2), B(3 , 4),则[2x- y — 2w 0 由图观察知,平面区域内的点到原点距离最小的点为 A 点,而|OA| = 0T P =^/5,所以X 2+ y 2的最小值是5.点评:解答本题的关键就是要明确的几何意义 面区域内的点到原点距离的平方.三、求解与约束条件下的平面区域相关的斜率问题「y A 0例3实数X, y 满足不等式组S X — yA0 ,、2x — y — 2 A 0 分析:因为表达式 巳与斜率的坐标公式类似,x+ 1 来解决.解:满足已知不等式的可行域如图所示, 视(x ,y)为坐标平面可行域内y — 1的点,贝y u= --表示动点(x , y)与定点(一1, 1)连线的斜率,A. I I由条件求得各交点的坐标 0(0, 0) , A(2 , 2)、B(1 , 0),11在咼也有考查利用线性规划研 .下面就线性规划的常x 2+y 2,即X 2+ y 2表示平因此可转化为斜率问题u = 2的取值范围.x+ 1由斜率公式得 k pA= R k op=— 1,所以一1W uw T.3 3点评:此类题型在确定斜率的取值范围时遵循: 如果垂直于x 轴的直线满足条件, 则所求的斜率在两条边界直线的斜率之外; 如果垂直于x 轴的直线不满足条件, 则所求的斜率在两条边界直线的斜率之间,注意“等号”是否可取 . 四、求解约束条件下的线性目标函数的最值问题 例4在约束条件 r y+x < s { y+2x w 4 下,当3W s< 5时,目标函数z= 3x + 2y 的最大值的变化I x> 0, y > 0 范围是( A.[6 , 分析: ) 15]由于约束条件中含有参数B.[7 , 15]C.[6 , 8]D.[7 , 8]s,因此可行域是一个动态的区域,因此 y+2x=4 杪 在确定最大值时要注意分类 . X E(0,4)x=4 — s -r ',所以各交点坐标分别为 A(0 , 2), B(0 , y=2s — 4s), E(0 , 4), x+y=sy+2x=4,得s), C(4 — s, 2s — 4), D(0 ,(1) 当3w SV 4时可行域是四边形 OACD ,此时,目标函数在 C 点取得 ^G(4 -S ,23-4) 最大值 z = 3(4— s) + 2(2s — 4) = s + 4,所以 7w zv 8; (2) 当4w sw 5时可行域是△ OAE,此时,目标函数在 E 点取得最大值 4= 8,所以 Z max = 8,故选 D. 点评:对参数的处理是解答本题的一个关键, 进行分类讨论的标准是根据由约束条件所 形成的可行域的不同形状.在解答过程中要注意将目标函数 z 转化为关于s 的函数进行求解. 五、 求解在约束条件下目标函数中参数的问题 例5已知变量x, y 满足约束条件1 w x + yw 4,— 2w x — yw 2.若目标函数 中a> 0)仅在点(3 , 1)处取得最大值,贝y a 的取值范围为 ____________ . 解析:变量x, y 满足约束条件1 w x+ yw 4, — 2w x — yw 2在坐标系中 画出可行域,如图为四边形 ABCD ,其中A(3 , 1), k AD = 1, k AB =— 1, 由目标函数z= ax+y (其中a> 0)得y=— ax+z,则z 表示斜率为一a 的直线系中的截距的大小,若仅在点 A(3 , 1)处取得最大值,则直线 y=—ax+ z 应在直线x + y= 4与直线x = 3之间,直线斜率应小于 k AB =— 1, 即卩' —av — 1,所以a 的取值范围为(1 ,+s ).点评:本题的目标函数对应的直线的斜率是变化的, 一般求解目标函数 的最值时要将目标函数对应的直线的斜率与线性约束条件下的对应的直线的斜率进行比较, 若目标函数对应的直线过两条直线的交点, 且位于两直线之间,则其对应的斜率也就在两个 相交直线的斜率之间.另外解答本题的一个关健是挖掘出— a 与z 的几何意义. 六、 求平面区域的约束条件 例6双曲线x 2— y 2= 4的两条渐近线与直线 不等式组是( ) j x — y>0 (A) S x + y 》0 \ 0w xw 3 x — y > 0 (B) S x + y w 00< x w 3 z= 3X0+2X z= ax+ y(其 z^ax+y * \ 盘 y= (3-1)x=3围成一个三角形区域,表示该区域的 K+y=l \ Xx+yMx — yw 0 j x — y w 0 (C) x + yw 0 (D 门 x + y >0 _ 0w xw 3 I 0w xw 3 然后确定各边界所在的直线方程, 再 分析:本题要从根据题设条件作出平面区域入手, 确定其所对应的代数式的符号 . 解:双曲线x 2— y 2= 4的两条渐近线方程为 y =± x,与直线x = 3围成 一个三角形区域,如图所示, 在区域内取点 A(1 , 0),代入代数式:x — y 、x + y 、x 得x — y = 1, xr X — y > 0+ y = 1, x= 1,则该区域的约束条件为 \ X + y > 0,故选A.I 0w Xw 3点评:本题是一道逆向思维性题, 其难点主要是确定各边界所在的直线方程 Ax +By+ C =0对应的代数式 Ax + By+ C 的符号,一般根据平面区域的一个特殊点的坐标代入 Ax+ By+ C 即可确定.另外要注意边界所在直线的虚实 .七、求解可行域内的最优整数解问题直线90x + 100y = t 中的截距最大,但不是整数解.整数解X = 1与X = 2两条直线上,而离点 M 较近的两个点为(1 ,「X = 1代入z= 90x + 100y 比较可知当{ C 时,z = 90x + 100取得最大值390.,=3点评:在求使目标函数的最优整数解时,如果使目标函数取得最值的点 M (X 0, y 。
高中数学线性规划练习题及讲解

高中数学线性规划练习题及讲解线性规划是高中数学中的一个重要概念,它涉及到资源的最优分配问题。
以下是一些线性规划的练习题,以及对这些题目的简要讲解。
### 练习题1:资源分配问题某工厂生产两种产品A和B,每生产一件产品A需要3小时的机器时间和2小时的人工时间,每生产一件产品B需要2小时的机器时间和4小时的人工时间。
工厂每天有机器时间100小时和人工时间80小时。
如果产品A的利润是每件50元,产品B的利润是每件80元,工厂应该如何安排生产以获得最大利润?### 解题思路:1. 首先,确定目标函数,即利润最大化。
设生产产品A的数量为x,产品B的数量为y。
2. 目标函数为:\( P = 50x + 80y \)。
3. 根据资源限制,列出约束条件:- 机器时间:\( 3x + 2y \leq 100 \)- 人工时间:\( 2x + 4y \leq 80 \)- 非负条件:\( x \geq 0, y \geq 0 \)4. 画出可行域,找到可行域的顶点。
5. 计算每个顶点的目标函数值,选择最大的一个。
### 练习题2:成本最小化问题一家公司需要生产两种产品,产品1和产品2。
产品1的原材料成本是每单位10元,产品2的原材料成本是每单位15元。
公司每月有原材料预算3000元。
如果公司希望生产的产品总价值达到最大,应该如何分配生产?### 解题思路:1. 设产品1生产x单位,产品2生产y单位。
2. 目标函数为产品总价值最大化,但题目要求成本最小化,所以实际上是求成本最小化条件下的产品组合。
3. 约束条件为原材料成本:\( 10x + 15y \leq 3000 \)4. 非负条件:\( x \geq 0, y \geq 0 \)5. 画出可行域,找到顶点。
6. 根据实际情况,可能需要考虑产品1和产品2的市场价格,以确定最大价值。
### 练习题3:运输问题一个农场有三种作物A、B和C,需要运输到三个市场X、Y和Z。
线性规划经典例题

线性规划经典例题线性规划是一种数学优化方法,用于在给定的约束条件下找到目标函数的最大值或者最小值。
它在各种领域中都有广泛的应用,如生产计划、资源分配、运输问题等。
下面将介绍一个经典的线性规划例题,并详细解释其求解过程。
例题描述:某工厂生产两种产品:产品A和产品B。
每天工厂有8个小时的生产时间,其中产品A的生产时间为4个小时,产品B的生产时间为6个小时。
产品A每件利润为200元,产品B每件利润为300元。
工厂有两个工序,每件产品A需要1个小时的工序1和2个小时的工序2,每件产品B需要2个小时的工序1和1个小时的工序2。
工序1每天最多可用的时间为5个小时,工序2每天最多可用的时间为6个小时。
问工厂每天应该生产多少件产品A和产品B,才干使利润最大化?解答过程:首先,我们需要定义决策变量。
设x为产品A的生产数量,y为产品B的生产数量。
其次,我们需要建立目标函数。
根据题目要求,我们的目标是最大化利润。
利润可以通过产品A和产品B的数量和利润率计算得出。
产品A的利润为200元/件,产品B的利润为300元/件,因此目标函数可以表示为:目标函数:Z = 200x + 300y然后,我们需要建立约束条件。
根据题目要求,工厂的生产时间和工序时间有限制。
产品A的生产时间为4个小时,产品B的生产时间为6个小时,因此约束条件可以表示为:约束条件1:4x + 6y ≤ 8工序1每天最多可用的时间为5个小时,工序2每天最多可用的时间为6个小时,因此约束条件可以表示为:约束条件2:x + 2y ≤ 5约束条件3:2x + y ≤ 6此外,由于生产数量不能为负数,我们还需要添加非负约束条件:约束条件4:x ≥ 0约束条件5:y ≥ 0综上所述,我们的线性规划模型可以表示为:最大化目标函数:Z = 200x + 300y约束条件:4x + 6y ≤ 8x + 2y ≤ 52x + y ≤ 6x ≥ 0y ≥ 0接下来,我们需要求解这个线性规划问题。
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一、已知线性约束条件,探求线性目标关系最值问题
1. 设变量x 、y 满足约束条件⎪⎩
⎪
⎨⎧≥+-≥-≤-1122y x y x y x ,则y x z 32+=的最大值为 。
二、已知线性约束条件,探求非线性目标关系最值问题
2. 已知1,10,220x x y x y ≥⎧⎪-+≤⎨⎪--≤⎩
则22
x y +的最小值是 。
3. 已知变量x ,y 满足约束条件+201-70x y x x y -≤⎧⎪≥⎨⎪+≤⎩
,则 y
x
的取值范围是( ).
A. [95,6]
B.(-∞,9
5
]∪[6,+∞)
C.(-∞,3]∪[6,+∞)
D. [3,6] 三、 研究线性规划中的整点最优解问题
4. 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 。
四、已知最优解成立条件,探求目标函数参数范围问题
5. 已知变量x ,y 满足约束条件14
22x y x y ≤+≤⎧⎨-≤-≤⎩。
若目标函数z ax y =+(其中0a >)仅在点(3,1)处
取得最大值,则a 的取值范围为 。
6. 已知x 、y 满足以下约束条件5503x y x y x +≥⎧⎪
-+≤⎨⎪≤⎩
,使z=x+a y (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
五、求可行域的面积
7. 不等式组260302x y x y y +-≥⎧⎪
+-≤⎨⎪≤⎩
表示的平面区域的面积为 ( )
A. 4
B. 1
C. 5
D. 无穷大
解析:
1. 如图1,画出可行域,得在直线2x-y=2与直线x-y=-1的交点
A(3,4)处,目标函数z 最大值为18。
2. 如图2,只要画出满足约束条件的可行域,而2
2
x y +表示可行域内
一点到原点的距离的平方。
由图易知A (1,2)是满足条件的最优解。
2
2
x y +的最小值是为5。
点评:本题属非线性规划最优解问题。
求解关键是在挖掘目标关系几何意义的前提下,作出可行域,寻求最优解。
3.
y
x
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(52,92)时,y x 取得最小值9
5;当直线OM 过点(1,6)时,
y
x
取得最大值6. 答案A 点评: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。
4. 如图,作出可行域,由101010
z
z x y y x =+⇒=-+
,它表示为斜率为1-,纵截距为
10
z
的平行直线系,要使1010z x y =+最得最大值。
当直线1010z x y =+通过119
(,)22
A z 取得最大
值。
因为,x y N ∈,故A点不是最优整数解。
于是考虑可行域内A 点附近整点B (5,4)、C (4,4),经检验直线经过B点时,max 90.Z = 点评:在解决简单线性规划中的最优整数解时,可在去掉限制条件求得的最优解的基础上,调整优解法,通过分类讨论获得最优整数解。
y a
z x b
-=
-(,)P x y (,)Q b a 图1
图2
5. 如图,作出可行域,由z ax y y ax z =+⇒=-+其表示为斜率为a -,
纵截距为z的平行直线系, 要使目标函数z ax y =+(其中0a >)仅在点(3,1)处取得最大值。
则直线y ax z =-+过A 点且在直线
4,3x y x +==(不含界线)之间。
即1 1.a a -<-⇒>则a 的取值范
围为(1,)+∞。
点评:本题通过作出可行域,在挖掘a z -与的几何意义的条件下,借助用数形结合利用各直线间的斜率变化关系,建立满足题设条件的a 的不等式组即可求解。
求解本题需要较强的基本功,同时对几何动态问题的能力要求较高。
6. 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 。
7. 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 。
x + y = 5
x – y + 5 = 0
O
y
x
x=3 2x + y – 6= 0
x +y – 3 = 0
O
y
x
A B C
M y =2。