2018_2019学年高中数学第三章不等式专题3.3.2简单的线性规划问题试题新人教A版
高中数学必修5单元配套练习试题3.3.2 简单的线性规划问题及参考答案解析

3.3.2 简单的线性规划问题姓名:___________班级:______________________1.如果实数x ,y 满足约束条件10,10,10,x y y x y -+≥⎧⎪+≥⎨⎪++≤⎩则2x y -的最大值为( )A.3-B.2-C.2D.12.若,x y 满足30,10,,x y x y x k -+≥⎧⎪++≥⎨⎪≤⎩且2z x y =+的最大值为6,则k 的值为( )A.−7B.−1C.1D.73.在平面直角坐标系xOy 中,M 为不等式组220,210,380x y x y x y --≥⎧⎪+-≥⎨⎪+-≤⎩所表示的区域上一动点,则直线OM 斜率的最小值为( ) A. 31-B. 21- C. 1 D. 2 4.已知x ,y 满足约束条件0,2,0,x y x y y -≥⎧⎪+≤⎨⎪≥⎩若z ax y =+的最大值为1a +,则a 的取值范围为( )A.(1,1)-B.[1,1)-C.[1,1]-D.(1,1]-5.若实数y x 、满足240,0,0,x y x y +-≤⎧⎪≥⎨⎪≥⎩则12-+=x y z 的取值范围为( )A.),32[]4,(+∞--∞B.),32[]2,(+∞--∞ C.]32,2[- D.]32,4[-6.设,x y 满足约束条件1,1,2210,x y x x y ≥⎧⎪⎪≥⎨⎪+≤⎪⎩向量(2,)a y x m =-,(1,1)b =-,且a ∥b ,则m的最小值为( )A.−2B.2C.6D.−67.设,x y 满足约束条件0,,x y x ≥⎧⎪≥⎨⎪且231x y z x ++=+,则z 的取值范围是( )A.[]1,5B.[]2,6C.[]2,10D.[]3,118.实数,,x y k 满足2230,10,,x y x y z x y x k +-≥⎧⎪-+≥=+⎨⎪≤⎩,若z 的最大值为13,则k 的值为( )A.1B.2C.3D.49.设y x ,满足约束条件1,20,20,x x y y ≥⎧⎪-≤⎨⎪-≤⎩则32-+=y x z 的最大值为_______.10.设变量,x y 满足约束条件10,10,330,x y x y x y -+≥⎧⎪+-≥⎨⎪--≤⎩则212x y z -⎛⎫= ⎪⎝⎭的最小值为______.11.设,x y 满足约束条件0,0,210,x x y x y ≤⎧⎪-≤⎨⎪-+≥⎩则目标函数z xy =的取值范围为 .12.已知实数x,y 满足20,40,250.x y x y x y -+≥⎧⎪+-≥⎨⎪--≤⎩求:(1)z =x+2y −4的最大值;(2)z =x 2+y 2−10y+25的最小值; (3)z =211y x ++的取值范围. 13.某工厂造A 、B 型桌子,每张桌子需木工和漆工两道工序完成.已知木工做一张A 、B 型桌子分别需要1小时和2小时,漆工油漆一张A 、B 型桌子分别需要3小时和1小时;又知木工、漆工每天工作分别不得超过8小时和9小时,而工厂造一张A 、B 型桌子分别获利润2千元和3千元,试问工厂每天应生产A 、B 型桌子各多少张,才能使获得的利润最大?最大利润是多少?14.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,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.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.那么在一个生产周期内该企业生产甲、乙两种产品各多少吨可获得最大利润,最大利润是多少?(用线性规划求解要画出规范的图形)参考答案1.D【解析】不等式组对应的可行域为直线10,10,10x y y x y -+=+=++=围成的三角形区域,顶点为()()()1,0,0,1,2,1----,令2z x y =-,则当直线z =2x y -过点()0,1-时,z 取得最大值1.考点:求线性目标函数的最值. 2.C【解析】画出满足条件的平面区域,如图所示,由,30,x k x y =⎧⎨-+=⎩解得,3,x k y k =⎧⎨=+⎩则(,3)A k k +,由2z x y =+,得2y x z =-+,显然直线2y x z =-+过(,3)A k k +时,z 最大,故236k k ++=,解得1k =,故选C.考点:由目标函数的最值求参数值. 3.A【解析】由线性约束条件可知其对应的可行域如图,通过观察图象可知当过原点的直线经过点A 的时候斜率最小,由方程组380,210x y x y +-=⎧⎨+-=⎩得()3,1A -,所以直线OM 斜率的最小值为1133k -==-.考点:分式型目标函数的最值.4.C【解析】不等式组表示的平面区域如图所示:∵z =ax+y 的最大值为a+1,∴最值是在(1,1)处取得,∵y =−ax+z, 当−a≥0时,−a≤1,即−1≤a≤0; 当−a <0时,需满足−a≥−1,即0<a≤1,故−1≤a≤1. 考点:由线性目标函数的最值求参数范围. 5.B【解析】作出约束条件表示的可行域,如图OAB △内部(含边界),21y z x +=-表示可行域内部的点(,)x y 与点(1,2)-连线的斜率,221OP k -==-,202143PA k --==-,结合图可知,z 的取值范围是2z ≤-或23z ≥,故选B.考点:分式型目标函数的最值. 6.D【解析】由向量(2,)a y x m =-,(1,1)b =-,且a ∥b ,得()1210y x m -⨯--⨯=,即2m x y =-.由约束条件1,1,2210x y x x y ≥⎧⎪⎪≥⎨⎪+≤⎪⎩作出可行域如图,联立1,210,x x y =⎧⎨+=⎩解得1,8,x y =⎧⎨=⎩则()1,8C ,由2m x y =-,得2y x m =-,故当直线2y x m =-在y 轴上的截距最大时,m 最小,即当直线2y x m =-过()1,8C 时,m 取最小值为2186⨯-=-.故答案为6-.选D. 考点:平行向量,由线性目标函数最值求参数. 7.D【解析】作出不等式组0,,4312x y x x y ≥⎧⎪≥⎨⎪+≤⎩表示的平面区域,如图阴影部分所示,目标函数()()12123112111x y x y y z x x x ++++++===+⨯+++,表示可行域内的点与()1,1--的连线的斜率的2倍与1的和,其斜率的最小值为min 1,k =最大值为()()max 41501k --==--,所以z 的取值范围是[]3,11,故选D.考点:分式型目标函数的最值. 8.B【解析】画出可行域(如图阴影部分所示)和曲线1322=+y x ,观察图形,知直线k x = 过直线01=+-y x 和1322=+y x 的交点)3,2(,解得2=k ,故选B.考点:由平方和型的目标函数的最值求参数值. 9.5【解析】画出可行域如下图所示,由图可知,z 在点()4,2处取得最大值,最大值为max 42235z =+⨯-=.考点:线性目标函数的最值. 10.14【解析】作出约束条件10,10,330x y x y x y -+≥⎧⎪+-≥⎨⎪--≤⎩所对应的可行域如图所示,设2t x y =-,则当直线2t x y =-经过点()1,0时,2t x y =-取最大值2,从而212x yz -⎛⎫= ⎪⎝⎭的最小值为14.考点:指数函数型目标函数的最值.11.1,18⎡⎤-⎢⎥⎣⎦【解析】可行域为一个三角形ABC 及其内部,其中(0,0),(0,1),(1,1)A B C --,因此,当0z >,且z y x =的图象过点C 时,z 取最大值1;当0z <,且zy x =的图象与直线210x y -+=相切时,z 取最小值18-;当0x =时,0z =.综上,目标函数z xy =的取值范围为1,18⎡⎤-⎢⎥⎣⎦.考点:反比例函数型目标函数的范围. 12.(1)21 (2)92 (3)37,42⎡⎤⎢⎥⎣⎦【解析】作出可行域如图所示,并求出顶点的坐标A(1,3)、B(3,1)、C(7,9).(1)易知可行域内各点均在直线x+2y −4=0的上方,故x+2y −4>0,将点C(7,9)代入得z 的最大值为21.(2)z =x 2+y 2−10y+25=x 2+(y −5)2表示可行域内任一点(x,y)到定点M(0,5)的距离的平方,过M 作直线AC 的垂线,易知垂足N 在线段AC 上,故z 的最小值是|MN|2=92. (3)z =2×()121y x ⎛⎫-- ⎪⎝⎭--表示可行域内任一点(x,y)与定点Q 11,2⎛⎫-- ⎪⎝⎭连线的斜率的两倍,而k QA =74,k QB =38,故z 的范围为37,42⎡⎤⎢⎥⎣⎦. 考点:简单线性规划.13.每天应生产A 型桌子2张,B 型桌子3张才能获得最大利润,最大利润为13千元 【解析】设每天生产A 型桌子x 张,B 型桌子y 张,获得的利润为z 千元,则28,39,0,0,x y x y x y +≤⎧⎪+≤⎨⎪≥≥⎩z =2x+3y,作出可行域如图:把直线l :2x+3y =0向右上方平移至l '的位置时,直线经过可行域上的点M,此时z =2x+3y 取得最大值,解方程组28,39,x y x y +=⎧⎨+=⎩得2,3,x y =⎧⎨=⎩即M 的坐标为(2,3),此时最大利润223313z =⨯+⨯=千元.答:每天应生产A 型桌子2张,B 型桌子3张才能获得最大利润,最大利润为13千元. 考点:线性规划的实际应用.14.在一个生产周期内该企业生产甲、乙两种产品分别为3吨和4吨时可获得最大利润,最大利润是27万元【解析】设该企业生产甲产品为x 吨,乙产品为y 吨,该企业可获得利润为z 万元,则53z x y =+,且0,0,313,2318,x y x y x y ≥⎧⎪≥⎪⎨+≤⎪⎪+≤⎩作出可行域如图所示,联立313,2318,x y x y +=⎧⎨+=⎩解得3,4,x y =⎧⎨=⎩由图可知,最优解为()3,4P ,∴z 的最大值为max 533427z =⨯+⨯=(万元).所以在一个生产周期内该企业生产甲、乙两种产品分别为3吨和4吨时可获得最大利润,最大利润是27万元.考点:简单线性规划的应用.。
人教版高中数学必修5第三章不等式 3.3.2 简单的线性规划问题

钢板张数最少?
分
A规格 B规格 C规格 张数
析: 第一种钢板
2
1
1
x
列 第二种钢板
1
2
3
y
表 成品块数 2x y x 2y x 3y
解:设需截第一种钢板x张,第二种钢板y张,共需截
这两种钢板共z张,则
2x y 15,
x x
2y 3y
18, 27,
x 0,
分析:对应无数个点,即直线与边界线重合时. 作出可行域,结合图形,看直线 l : y ax z
与哪条边界线重合时,可取得最大值.
解:当直线 l : y ax z 与边界
线重合时,有无数个点,
使函数值取得最大值,
此时有 kl kAC .
3
3
k AC
5
, kl
a
ห้องสมุดไป่ตู้. 5
问题的最优解.
(1)在上述问题中,如果每生产一件甲产品
获利3万元,每生产一件乙产品获利2万元,
又当如何安排生产才能获得最大利润?
(2)由上述过程,你能得出最优解与可行域之间的关 系吗?
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=3x+2y.
把z 3x 2 y变形为y 3 x z ,这是斜率为 3 ,
利用平移的方法找出与可行域有公共点 且纵截距最大或最小的直线;
(3)求:通过解方程组求出最优解; (4)答:作出答案. 最优解一般在可行域的顶点处取得.
x 4 y 3, 例2 已知x, y满足 3x 5 y 25,设z ax y(a 0),
人教版高中数学必修5第三章不等式《3.3.2 简单的线性规划问题》教学PPT

思考5:作可行域,使目标函数取最小
值的最优解是什么?目标函数的最小值
为多少? 28x+21y=0
7x+14y=6
y
A最最优小解值1(671.,
4 7
),
7x 7 x
7y 5 14 y 6
14x 7 y 6
x 0, y 0
x=4
思考3:图中阴影区域内任意一点的坐
标都代表一种生产安排吗?
y
x 2y 8
0 x 4 0 y 3 x N , y N O
y=3 x
x+2y=8 x=4
阴影区域内的整点(坐标为整数的点) 代表所有可能的日生产安排.
思考4: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,设生产甲、 乙两种产品的总利润为z元,那么z与x、 y的关系是什么?
3.3.2 简单的线性规划问题
第一课时
问题提出
1.“直线定界,特殊点定域”是画二元 一次不等式表示的平面区域的操作要点, 怎样画二元一次不等式组表示的平面区 域?
2.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, 如何利用数学知识、方法解决这些问题, 是我们需要研究的课题.
探究(一):线性规划的实例分析 t
5730
【背景材料】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,每天工作时间按8h计算.
思考1:设每天分别生产甲、乙两种产 品x、y件,则该厂所有可能的日生产 安排应满足的基本条件是什么?
2x y 15
高中数学 第三章 不等式 3.3.2 简单的线性规划问题常

线性规划的常见题型及其解法线性规划问题是高考的重点,而线性规划问题具有代数和几何的双重形式,多与函数、平面向量、数列、三角、概率、解析几何等问题交叉渗透,自然地融合在一起,使数学问题的解答变得更加新颖别致.归纳起来常见的命题探究角度有: 1.求线性目标函数的最值. 2.求非线性目标函数的最值. 3.求线性规划中的参数. 4.线性规划的实际应用.本节主要讲解线性规划的常见基础类题型.【母题一】已知变量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 的取值范围为( )A .[7,23]B .[8,23]C .[7,8]D .[7,25]求这类目标函数的最值常将函数z =ax +by 转化为直线的斜截式:y =-ab x +z b,通过求直线的截距z b的最值,间接求出z 的最值.【解析】画出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≥3,x -y ≥-1,2x -y ≤3,表示的平面区域如图中阴影部分所示,由目标函数z =2x +3y 得y =-23x +z 3,平移直线y =-23x 知在点B 处目标函数取到最小值,解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x +y =3,2x -y =3,得⎩⎪⎨⎪⎧ x =2,y =1,所以B (2,1),z min =2×2+3×1=7,在点A 处目标函数取到最大值,解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x -y =-1,2x -y =3,得⎩⎪⎨⎪⎧x =4,y =5,所以A (4,5),z max =2×4+3×5=23.【答案】A【母题二】变量x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -4y +3≤0,3x +5y -25≤0,x ≥1,(1)设z =y2x -1,求z 的最小值;(2)设z =x 2+y 2,求z 的取值范围;(3)设z =x 2+y 2+6x -4y +13,求z 的取值范围.点(x ,y )在不等式组表示的平面区域内,y 2x -1=12·y -0⎝ ⎛⎭⎪⎫x -12表示点(x ,y )和⎝ ⎛⎭⎪⎫12,0连线的斜率;x 2+y 2表示点(x ,y )和原点距离的平方;x 2+y 2+6x -4y +13=(x +3)2+(y -2)2表示点(x ,y )和点(-3,2)的距离的平方.【解析】(1)由约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -4y +3≤0,3x +5y -25≤0,x ≥1,作出(x ,y )的可行域如图所示.由⎩⎪⎨⎪⎧x =1,3x +5y -25=0,解得A ⎝⎛⎭⎪⎫1,225.由⎩⎪⎨⎪⎧ x =1,x -4y +3=0,解得C (1,1).由⎩⎪⎨⎪⎧x -4y +3=0,3x +5y -25=0,解得B (5,2).∵z =y 2x -1=y -0x -12×12∴z 的值即是可行域中的点与⎝ ⎛⎭⎪⎫12,0连线的斜率,观察图形可知z min =2-05-12×12=29. (2)z =x 2+y 2的几何意义是可行域上的点到原点O 的距离的平方. 结合图形可知,可行域上的点到原点的距离中,d min =|OC |=2,d max =|OB |=29.∴2≤z ≤29.(3)z =x 2+y 2+6x -4y +13=(x +3)2+(y -2)2的几何意义是: 可行域上的点到点(-3,2)的距离的平方. 结合图形可知,可行域上的点到(-3,2)的距离中,d min =1-(-3)=4,d max =-3-2+-2=8∴16≤z ≤64.1.求目标函数的最值的一般步骤为:一画二移三求.其关键是准确作出可行域,理解目标函数的意义. 2.常见的目标函数有: (1)截距型:形如z =ax +by .求这类目标函数的最值常将函数z =ax +by 转化为直线的斜截式:y =-ab x +z b ,通过求直线的截距z b的最值,间接求出z 的最值.(2)距离型:形一:如z =(x -a )2+(y -b )2,z =x 2+y 2+Dx +Ey +F ,此类目标函数常转化为点(x ,y )与定点的距离;形二:z =(x -a )2+(y -b )2,z =x 2+y 2+Dx +Ey +F ,此类目标函数常转化为点(x ,y )与定点的距离的平方.(3)斜率型:形如z =y x ,z =ay -b cx -d ,z =y cx -d ,z =ay -bx,此类目标函数常转化为点(x ,y )与定点所在直线的斜率.【提醒】 注意转化的等价性及几何意义.角度一:求线性目标函数的最值1.(2014·新课标全国Ⅱ卷)设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y -7≤0,x -3y +1≤0,3x -y -5≥0,则z =2x -y 的最大值为( )A .10B .8C .3D .2【解析】作出可行域如图中阴影部分所示,由z =2x -y 得y =2x -z ,作出直线y =2x ,平移使之经过可行域,观察可知,当直线经过点A (5,2)时,对应的z 值最大.故z max =2×5-2=8.【答案】B2.(2015·高考天津卷)设变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +2≥0,x -y +3≥0,2x +y -3≤0,则目标函数z =x +6y 的最大值为( )A .3B .4C .18D .40【解析】作出约束条件对应的平面区域如图所示 ,当目标函数经过点(0,3)时,z 取得最大值18.【答案】C3.(2013·高考陕西卷)若点(x ,y )位于曲线y =|x |与y =2所围成的封闭区域,则2x -y 的最小值为( )A .-6B .-2C .0D .2【解析】如图,曲线y =|x |与y =2所围成的封闭区域如图中阴影部分,令z =2x -y ,则y =2x -z ,作直线y =2x ,在封闭区域内平行移动直线y =2x ,当经过点(-2,2)时,z 取得最小值,此时z =2×(-2)-2=-6.【答案】A角度二:求非线性目标的最值4.(2013·高考山东卷)在平面直角坐标系xOy 中,M 为不等式组⎩⎪⎨⎪⎧2x -y -2≥0,x +2y -1≥0,3x +y -8≤0所表示的区域上一动点,则直线OM 斜率的最小值为( )A .2B .1C .-13D .-12【解析】已知的不等式组表示的平面区域如图中阴影所示,显然当点M 与点A 重合时直线OM 的斜率最小,由直线方程x +2y -1=0和3x +y -8=0,解得A (3,-1),故OM 斜率的最小值为-13.【解析】C5.已知实数x ,y 满足⎩⎨⎧0≤x ≤2,y ≤2,x ≤2y ,则z =2x +y -1x -1的取值范围 .【解】由不等式组画出可行域如图中阴影部分所示,目标函数z =2x +y -1x -1=2+y +1x -1的取值范围可转化为点(x ,y )与(1,-1)所在直线的斜率加上2的取值范围,由图形知,A 点坐标为(2,1),则点(1,-1)与(2,1)所在直线的斜率为22+2,点(0,0)与(1,-1)所在直线的斜率为-1,所以z 的取值范围为(-∞,1]∪[22+4,+∞).【答案】(-∞,1]∪[22+4,+∞)6.(2015·郑州质检)设实数x ,y 满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤2y -x ≤2,y ≥1,则x 2+y 2的取值范围是( )A .[1,2]B .[1,4]C .[2,2]D .[2,4]【解析】如图所示,不等式组表示的平面区域是△ABC 的内部(含边界),x 2+y 2表示的是此区域内的点(x ,y )到原点距离的平方.从图中可知最短距离为原点到直线BC 的距离,其值为1;最远的距离为AO ,其值为2,故x 2+y 2的取值范围是[1,4].【答案】B7.(2013·高考北京卷)设D 为不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,2x -y ≤0,x +y -3≤0所表示的平面区域,区域D 上的点与点(1,0)之间的距离的最小值为________.【解析】作出可行域,如图中阴影部分所示,则根据图形可知,点B (1,0)到直线2x -y =0的距离最小,d =|2×1-0|22+1=255,故最小距离为255. 【答案】2558.设不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,x -2y +3≥0,y ≥x所表示的平面区域是Ω1,平面区域Ω2与Ω1关于直线3x -4y -9=0对称.对于Ω1中的任意点A 与Ω2中的任意点B ,|AB |的最小值等于( )A .285B .4C .125D .2【解析】不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1x -2y +3≥0y ≥x,所表示的平面区域如图所示,解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x =1y =x ,得⎩⎪⎨⎪⎧x =1y =1.点A (1,1)到直线3x -4y -9=0的距离d =|3-4-9|5=2,则|AB |的最小值为4.【答案】B角度三:求线性规划中的参数9.若不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,x +3y ≥4,3x +y ≤4所表示的平面区域被直线y =kx +43分为面积相等的两部分,则k 的值是( )A .73 B .37 C .43D .34【解析】不等式组表示的平面区域如图所示.由于直线y =kx +43过定点⎝ ⎛⎭⎪⎫0,43.因此只有直线过AB 中点时,直线y =kx +43能平分平面区域.因为A (1,1),B (0,4),所以AB 中点D ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,52.当y =kx +43过点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,52时,52=k 2+43,所以k =73.【解析】A10.(2014·高考北京卷)若x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x +y -2≥0,kx -y +2≥0,y ≥0,且z =y -x 的最小值为-4,则k 的值为( )A .2B .-2C .12D .-12【解析】D 作出线性约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y -2≥0,kx -y +2≥0,y ≥0的可行域.当k >0时,如图①所示,此时可行域为y 轴上方、直线x +y -2=0的右上方、直线kx -y +2=0的右下方的区域,显然此时z =y -x 无最小值.当k <-1时,z =y -x 取得最小值2;当k =-1时,z =y -x 取得最小值-2,均不符合题意.当-1<k <0时,如图②所示,此时可行域为点A (2,0),B ⎝ ⎛⎭⎪⎫-2k,0,C (0,2)所围成的三角形区域,当直线z =y -x 经过点B ⎝ ⎛⎭⎪⎫-2k ,0时,有最小值,即-⎝ ⎛⎭⎪⎫-2k =-4⇒k =-12.【答案】D11.(2014·高考安徽卷)x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y -2≤0,x -2y -2≤0,2x -y +2≥0.若z =y -ax 取得最大值的最优解不唯一,则实数a 的值为( )A .12或-1 B .2或12C .2或1D .2或-1【解析】法一:由题中条件画出可行域如图中阴影部分所示,可知A (0,2),B (2,0),C (-2,-2),则z A =2,z B =-2a ,z C =2a -2,要使目标函数取得最大值的最优解不唯一,只要z A =z B >z C 或z A =z C >z B 或z B=z C >z A ,解得a =-1或a =2.法二:目标函数z =y -ax 可化为y =ax +z ,令l 0:y =ax ,平移l 0,则当l 0∥AB 或l 0∥AC 时符合题意,故a =-1或a =2.【答案】D12.在约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥0,x +y ≤s ,y +2x ≤4.下,当3≤s ≤5时,目标函数z =3x +2y 的最大值的取值范围是( )A .[6,15]B .[7,15]C .[6,8]D .[7,8]【解析】 由⎩⎪⎨⎪⎧x +y =s ,y +2x =4,得⎩⎪⎨⎪⎧x =4-s ,y =2s -4,,则交点为B (4-s,2s -4),y +2x =4与x 轴的交点为A (2,0),与y 轴的交点为C ′(0,4),x +y =s 与y 轴的交点为C (0,s ).作出当s =3和s =5时约束条件表示的平面区域,即可行域,如图(1)(2)中阴影部分所示.(1) (2)当3≤s <4时,可行域是四边形OABC 及其内部,此时,7≤z max <8; 当4≤s ≤5时,可行域是△OAC ′及其内部,此时,z max =8. 综上所述,可得目标函数z =3x +2y 的最大值的取值范围是[7,8]. 【答案】D13.(2015·通化一模)设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥0,x 3a +y 4a ≤1,若z =x +2y +3x +1的最小值为32,则a 的值为________.【解析】∵x +2y +3x +1=1+y +x +1,而y +1x +1表示过点(x ,y )与(-1,-1)连线的斜率,易知a >0, ∴可作出可行域,由题意知y +1x +1的最小值是14,即⎝ ⎛⎭⎪⎫y +1x +1min =0--3a --=13a +1=14⇒a =1.【答案】1角度四:线性规划的实际应用14.A ,B 两种规格的产品需要在甲、乙两台机器上各自加工一道工序才能成为成品.已知A 产品需要在甲机器上加工3小时,在乙机器上加工1小时;B 产品需要在甲机器上加工1小时,在乙机器上加工3小时.在一个工作日内,甲机器至多只能使用11小时,乙机器至多只能使用9小时.A 产品每件利润300元,B 产品每件利润400元,则这两台机器在一个工作日内创造的最大利润是________元.【解析】 设生产A 产品x 件,B 产品y 件,则x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧3x +y ≤11,x +3y ≤9,x ∈N ,y ∈N ,生产利润为z=300x +400y .画出可行域,如图中阴影部分(包含边界)内的整点,显然z =300x +400y 在点A 处取得最大值,由方程组⎩⎪⎨⎪⎧3x +y =11,x +3y =9,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =2,则z max =300×3+400×2=1 700.故最大利润是1 700元.【答案】1 70015.某玩具生产公司每天计划生产卫兵、骑兵、伞兵这三种玩具共100个,生产一个卫兵需5分钟,生产一个骑兵需7分钟,生产一个伞兵需4分钟,已知总生产时间不超过10小时.若生产一个卫兵可获利润5元,生产一个骑兵可获利润6元,生产一个伞兵可获利润3元.(1)试用每天生产的卫兵个数x 与骑兵个数y 表示每天的利润w (元); (2)怎样分配生产任务才能使每天的利润最大,最大利润是多少?【解析】(1)依题意每天生产的伞兵个数为100-x -y ,所以利润w =5x +6y +3(100-x -y )=2x +3y +300.(2)约束条件为⎩⎪⎨⎪⎧5x +7y +-x -y ,100-x -y ≥0,x ≥0,y ≥0,x ,y ∈N .整理得⎩⎪⎨⎪⎧x +3y ≤200,x +y ≤100,x ≥0,y ≥0,x ,y ∈N .目标函数为w =2x +3y +300. 作出可行域.如图所示:初始直线l 0:2x +3y =0,平移初始直线经过点A 时,w有最大值.由⎩⎪⎨⎪⎧x +3y =200,x +y =100,得⎩⎪⎨⎪⎧x =50,y =50.最优解为A (50,50),所以w max =550元.所以每天生产卫兵50个,骑兵50个,伞兵0个时利润最大,最大利润为550元.一、选择题1.已知点(-3,-1)和点(4,-6)在直线3x -2y -a =0的两侧,则a 的取值范围为( ) A .(-24,7)B .(-7,24)C .(-∞,-7)∪(24,+∞)D .(-∞,-24)∪(7,+∞)【解析】根据题意知(-9+2-a )·(12+12-a )<0.即(a +7)(a -24)<0,解得-7<a <24. 【答案】B2.(2015·临沂检测)若x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,x +2y ≥3,2x +y ≤3,则z =x -y 的最小值是( )A .-3B .0C .32D .3【解析】作出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,x +2y ≥3,2x +y ≤3表示的可行域(如图所示的△ABC 的边界及内部).平移直线z =x -y ,易知当直线z =x -y 经过点C (0,3)时,目标函数z =x -y 取得最小值,即z min =-3.【答案】A3.(2015·泉州质检)已知O 为坐标原点,A (1,2),点P 的坐标(x ,y )满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +|y |≤1,x ≥0,则z =OA →·OP →的最大值为( )A .-2B .-1C .1D .2【解析】如图作可行域,z =OA →·OP →=x +2y ,显然在B (0,1)处z max =2.【答案】D4.已知实数x ,y 满足:⎩⎪⎨⎪⎧x -2y +1≥0,x <2,x +y -1≥0,则z =2x -2y -1的取值范围是( )A .⎣⎢⎡⎦⎥⎤53,5B .[0,5]C .⎣⎢⎡⎭⎪⎫53,5D .⎣⎢⎡⎭⎪⎫-53,5 【解析】画出不等式组所表示的区域,如图阴影部分所示,作直线l :2x -2y -1=0,平移l 可知2×13-2×23-1≤z <2×2-2×(-1)-1,即z 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫-53,5.【答案】D5.如果点(1,b )在两条平行直线6x -8y +1=0和3x -4y +5=0之间,则b 应取的整数值为( ) A .2 B .1 C .3D .0【解析】由题意知(6-8b +1)(3-4b +5)<0,即⎝ ⎛⎭⎪⎫b -78(b -2)<0,∴78<b <2,∴b 应取的整数为1.【答案】B6.(2014·郑州模拟)已知正三角形ABC 的顶点A (1,1),B (1,3),顶点C 在第一象限,若点(x ,y )在△ABC 内部,则z =-x +y 的取值范围是( )A .(1-3,2)B .(0,2)C .(3-1,2)D .(0,1+3)【解析】如图,根据题意得C (1+3,2).作直线-x +y =0,并向左上或右下平移,过点B (1,3)和C (1+3,2)时,z =-x +y 取范围的边界值,即-(1+3)+2<z <-1+3,∴z =-x +y 的取值范围是(1-3,2).【答案】A7.(2014·成都二诊)在平面直角坐标系xOy 中,P 为不等式组⎩⎪⎨⎪⎧y ≤1,x +y -2≥0,x -y -1≤0,所表示的平面区域上一动点,则直线OP 斜率的最大值为( )A .2B .13C .12D .1【解析】作出可行域如图所示,当点P 位于⎩⎪⎨⎪⎧x +y =2,y =1,的交点(1,1)时,(k OP )max =1.【答案】D8.在平面直角坐标系xOy 中,已知平面区域A ={(x ,y )|x +y ≤1,且x ≥0,y ≥0},则平面区域B ={(x +y ,x -y )|(x ,y )∈A }的面积为( )A .2B .1C .12D .14【解析】不等式⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤1,x ≥0,y ≥0,所表示的可行域如图所示,设a =x +y ,b =x -y ,则此两目标函数的范围分别为a =x +y ∈[0,1],b =x -y ∈[-1,1],又a +b =2x ∈[0,2],a -b =2y ∈[0,2],∴点坐标(x +y ,x -y ),即点(a ,b )满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧0≤a ≤1,-1≤b ≤1,0≤a +b ≤2,0≤a -b ≤2,作出该不等式组所表示的可行域如图所示,由图示可得该可行域为一等腰直角三角形,其面积S =12×2×1=1.【答案】B9.设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧3x -y -2≤0,x -y ≥0,x ≥0,y ≥0,若目标函数z =ax +by (a >0,b >0)的最大值为4,则ab 的取值范围是( )A .(0,4)B .(0,4]C .[4,+∞)D .(4,+∞)【解析】作出不等式组表示的区域如图阴影部分所示,由图可知,z =ax +by (a >0,b >0)过点A (1,1)时取最大值,∴a +b =4,ab ≤⎝⎛⎭⎪⎫a +b 22=4,∵a >0,b >0,∴ab ∈(0,4].【答案】B10.设动点P (x ,y )在区域Ω:⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥x ,x +y ≤4上,过点P 任作直线l ,设直线l 与区域Ω的公共部分为线段AB ,则以AB 为直径的圆的面积的最大值为( )A .πB .2πC .3πD .4π【解析】作出不等式组所表示的可行域如图中阴影部分所示,则根据图形可知,以AB 为直径的圆的面积的最大值S =π×⎝ ⎛⎭⎪⎫422=4π.【答案】D11.(2015·东北三校联考)变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧y ≥-1,x -y ≥2,3x +y ≤14,若使z =ax +y 取得最大值的最优解有无穷多个,则实数a 的取值集合是( )A .{-3,0}B .{3,-1}C .{0,1}D .{-3,0,1}【解析】作出不等式组所表示的平面区域,如图所示.易知直线z =ax +y 与x -y =2或3x +y =14平行时取得最大值的最优解有无穷多个,即-a =1或-a =-3,∴a =-1或a =3.【答案】B12.(2014·新课标全国Ⅰ卷)设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≥a ,x -y ≤-1,且z =x +ay 的最小值为7,则a=( )A .-5B .3C .-5或3D .5或-3【解析】法一:联立方程⎩⎪⎨⎪⎧x +y =a ,x -y =-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =a -12,y =a +12,代入x +ay =7中,解得a =3或-5,当a =-5时,z =x +ay 的最大值是7;当a =3时,z =x +ay 的最小值是7.法二:先画出可行域,然后根据图形结合选项求解.当a =-5时,作出不等式组表示的可行域,如图(1)(阴影部分).图(1) 图(2)由⎩⎪⎨⎪⎧ x -y =-1,x +y =-5得交点A (-3,-2),则目标函数z =x -5y 过A 点时取得最大值.z max =-3-5×(-2)=7,不满足题意,排除A ,C 选项.当a =3时,作出不等式组表示的可行域,如图(2)(阴影部分).由⎩⎪⎨⎪⎧x -y =-1,x +y =3得交点B (1,2),则目标函数z =x +3y 过B 点时取得最小值.z min =1+3×2=7,满足题意.【答案】B13.若a ≥0,b ≥0,且当⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥0,x +y ≤1时,恒有ax +by ≤1,则由点P (a ,b )所确定的平面区域的面积是( )A .12 B .π4C .1D .π2【解析】因为ax +by ≤1恒成立,则当x =0时,by ≤1恒成立,可得y ≤1b(b ≠0)恒成立,所以0≤b ≤1;同理0≤a ≤1.所以由点P (a ,b )所确定的平面区域是一个边长为1的正方形,面积为1.【答案】C14.(2013·高考北京卷)设关于x ,y 的不等式组⎩⎪⎨⎪⎧2x -y +1>0,x +m <0,y -m >0表示的平面区域内存在点P (x 0,y 0),满足x 0-2y 0=2.求得m 的取值范围是( )A .⎝⎛⎭⎪⎫-∞,43B .⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,13C .⎝⎛⎭⎪⎫-∞,-23D .⎝⎛⎭⎪⎫-∞,-53【解析】当m ≥0时,若平面区域存在,则平面区域内的点在第二象限,平面区域内不可能存在点P (x 0,y 0)满足x 0-2y 0=2,因此m <0.如图所示的阴影部分为不等式组表示的平面区域.要使可行域内包含y =12x -1上的点,只需可行域边界点(-m ,m )在直线y =12x -1的下方即可,即m<-12m -1,解得m <-23.【答案】C15.设不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -11≥0,3x -y +3≥0,5x -3y +9≤0表示的平面区域为D .若指数函数y =a x的图象上存在区域D 上的点,则a 的取值范围是 ( )A .(1,3]B .[2,3]C .(1,2]D .[3,+∞)【解析】平面区域D 如图所示.要使指数函数y =a x的图象上存在区域D 上的点,所以1<a ≤3. 【解析】A16.(2014·高考福建卷)已知圆C :(x -a )2+(y -b )2=1,平面区域Ω:⎩⎪⎨⎪⎧x +y -7≤0,x -y +3≥0,y ≥0.若圆心C∈Ω,且圆C 与x 轴相切,则a 2+b 2的最大值为( )A .5B .29C .37D .49【解析】由已知得平面区域Ω为△MNP 内部及边界.∵圆C 与x 轴相切,∴b =1.显然当圆心C 位于直线y =1与x +y -7=0的交点(6,1)处时,a max =6.∴a 2+b 2的最大值为62+12=37.【解析】C17.在平面直角坐标系中,若不等式组⎩⎪⎨⎪⎧y ≥0,y ≤x ,y ≤k x --1表示一个三角形区域,则实数k 的取值范围是( )A .(-∞,-1)B .(1,+∞)C .(-1,1)D .(-∞,-1)∪(1,+∞)【解析】已知直线y =k (x -1)-1过定点(1,-1),画出不等式组表示的可行域示意图,如图所示. 当直线y =k (x -1)-1位于y =-x 和x =1两条虚线之间时,表示的是一个三角形区域.所以直线y =k (x -1)-1的斜率的范围为(-∞,-1),即实数k 的取值范围是(-∞,-1).当直线y =k (x -1)-1与y =x 平行时不能形成三角形,不平行时,由题意可得k >1时,也可形成三角形,综上可知k <-1或k >1.【答案】D18.(2016·武邑中学期中)已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -2y +1≥0,|x |-y -1≤0,则z =2x +y 的最大值为( )A .4B .6C .8D .10【解析】区域如图所示,目标函数z =2x +y 在点A (3,2)处取得最大值,最大值为8.【答案】C19.(2016·衡水中学期末)当变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧y ≥x x +3y ≤4x ≥m时,z =x -3y 的最大值为8,则实数m 的值是( )A .-4B .-3C .-2D .-1【解析】画出可行域如图所示,目标函数z =x -3y 变形为y =x 3-z3,当直线过点C 时,z 取到最大值,又C (m ,m ),所以8=m -3m ,解得m =-4. 【答案】A20.(2016·湖州质检)已知O 为坐标原点,A ,B 两点的坐标均满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -3y +1≤0,x +y -3≤0,x -1≥0,则tan∠AOB 的最大值等于( )A .94 B .47 C .34D .12【解析】如图阴影部分为不等式组表示的平面区域,观察图形可知当A 为(1,2),B 为(2,1)时,tan ∠AOB 取得最大值,此时由于tan α=k BO =12,tan β=k AO =2,故tan ∠AOB =tan (β-α)=tan β-tan α1+tan βtan α=2-121+2×12=34. 【解析】C 二、填空题21.(2014·高考安徽卷)不等式组 ⎩⎪⎨⎪⎧x +y -2≥0,x +2y -4≤0,x +3y -2≥0表示的平面区域的面积为________.【解析】作出不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示,可知S △ABC =12×2×(2+2)=4.【答案】422.(2014·高考浙江卷)若实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x +2y -4≤0,x -y -1≤0,x ≥1,则x +y 的取值范围是________.【解析】作出可行域,如图,作直线x +y =0,向右上平移,过点B 时,x +y 取得最小值,过点A 时取得最大值.由B (1,0),A (2,1)得(x +y )min =1,(x +y )max =3.所以1≤x +y ≤3. 【答案】[1,3]23.(2015·重庆一诊)设变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,x +y -4≤0,x -3y +4≤0,则目标函数z =3x -y 的最大值为____.【解析】根据约束条件作出可行域,如图中阴影部分所示,∵z =3x -y ,∴y =3x -z ,当该直线经过点A (2,2)时,z 取得最大值,即z max =3×2-2=4.【答案】424.已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x +y -1≤0,x -y +1≥0,y ≥-1,则w =x 2+y 2-4x -4y +8的最小值为________.【解析】目标函数w =x 2+y 2-4x -4y +8=(x -2)2+(y -2)2,其几何意义是点(2,2)与可行域内的点的距离的平方.由实数x ,y 所满足的不等式组作出可行域如图中阴影部分所示,由图可知,点(2,2)到直线x +y -1=0的距离为其到可行域内点的距离的最小值,又|2+2-1|2=322,所以w min =92.【答案】9225.在平面直角坐标系xOy 中,M 为不等式组⎩⎪⎨⎪⎧2x +3y -6≤0,x +y -2≥0,y ≥0所表示的区域上一动点,则|OM |的最小值是________.【解析】如图所示阴影部分为可行域,数形结合可知,原点O 到直线x +y -2=0的垂线段长是|OM |的最小值,∴|OM |min =|-2|12+12=2.【答案】 226.(2016·汉中二模)某企业生产甲、乙两种产品,已知生产每吨甲产品要用水3吨、煤2吨;生产每吨乙产品要用水1吨、煤3吨.销售每吨甲产品可获得利润5万元,销售每吨乙产品可获得利润3万元,若该企业在一个生产周期内消耗水不超过13吨,煤不超过18吨,则该企业可获得的最大利润是______万元.【解析】设生产甲产品x 吨,生产乙产品y 吨,由题意知⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥0,3x +y ≤13,2x +3y ≤18,利润z =5x +3y ,作出可行域如图中阴影部分所示,求出可行域边界上各端点的坐标,经验证知当x=3,y=4,即生产甲产品3吨,乙产品4吨时可获得最大利润27万元.【答案】2727.某农户计划种植黄瓜和韭菜,种植面积不超过50亩,投入资金不超过54万元,假设种植黄瓜和韭菜的产量、成本和售价如下表:________亩.【解析】设黄瓜和韭菜的种植面积分别为x亩,y亩,总利润为z万元,则目标函数为z=(0.55×4x-1.2x)+(0.3×6y-0.9y)=x+0.9y.线性约束条件为⎩⎪⎨⎪⎧x+y≤50,1.2x+0.9y≤54,x≥0,y≥0,即⎩⎪⎨⎪⎧x+y≤50,4x+3y≤180,x≥0,y≥0.画出可行域,如图所示.作出直线l0:x+0.9y=0,向上平移至过点A时,z取得最大值,由⎩⎪⎨⎪⎧x+y=50,4x+3y=180,解得A(30,20).【答案】3028.(2015·日照调研)若A为不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x≤0,y≥0,y-x≤2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________.【解析】平面区域A 如图所示,所求面积为S =12×2×2-12×22×22=2-14=74.【答案】7429.(2014·高考浙江卷)当实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x +2y -4≤0,x -y -1≤0,x ≥1时,1≤ax +y ≤4恒成立,则实数a 的取值范围是________.【解析】画可行域如图所示,设目标函数z =ax +y ,即y =-ax +z ,要使1≤z ≤4恒成立,则a >0,数形结合知,满足⎩⎪⎨⎪⎧1≤2a +1≤4,1≤a ≤4即可,解得1≤a ≤32.所以a 的取值范围是1≤a ≤32.【答案】⎣⎢⎡⎦⎥⎤1,3230.(2015·石家庄二检)已知动点P (x ,y )在正六边形的阴影部分(含边界)内运动,如图,正六边形的边长为2,若使目标函数z =kx +y (k >0)取得最大值的最优解有无穷多个,则k 的值为________.【解析】由目标函数z =kx +y (k >0)取得最大值的最优解有无穷多个,结合图形分析可知,直线kx +y =0的倾斜角为120°,于是有-k =tan 120°=-3,所以k =3.【答案】 331.设m >1,在约束条件⎩⎪⎨⎪⎧y ≥x ,y ≤mx ,x +y ≤1下,目标函数z =x +my 的最大值小于2,则m 的取值范围 .【解析】变换目标函数为y =-1m x +z m ,由于m >1,所以-1<-1m<0,不等式组表示的平面区域如图中的阴影部分所示,根据目标函数的几何意义,只有直线y =-1m x +zm在y 轴上的截距最大时,目标函数取得最大值.显然在点A 处取得最大值,由y =mx ,x +y =1,得A ⎝ ⎛⎭⎪⎫11+m ,m 1+m ,所以目标函数的最大值z max=11+m +m 21+m<2,所以m 2-2m -1<0,解得1-2<m <1+2,故m 的取值范围是(1,1+2).【答案】(1,1+2)32.已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧y ≥1,y ≤2x -1,x +y ≤m ,若目标函数z =x -y 的最小值的取值范围是[-2,-1],则目标函数的最大值的取值范围是________.【解析】不等式组表示的可行域如图中阴影部分(包括边界)所示,目标函数可变形为y =x -z ,当z 最小时,直线y =x -z 在y 轴上的截距最大.当z 的最小值为-1,即直线为y =x +1时,联立方程⎩⎪⎨⎪⎧y =x +1,y =2x -1,可得此时点A 的坐标为(2,3),此时m =2+3=5;当z 的最小值为-2,即直线为y =x +2时,联立方程⎩⎪⎨⎪⎧y =x +2,y =2x -1,可得此时点A 的坐标是(3,5),此时m =3+5=8.故m 的取值范围是[5,8].目标函数z =x -y 的最大值在点B (m -1,1)处取得,即z max =m -1-1=m -2,故目标函数的最大值的取值范围是[3,6].【答案】[3,6]33.(2013·高考广东卷)给定区域D :⎩⎪⎨⎪⎧x +4y ≥4,x +y ≤4,x ≥0.令点集T ={(x 0,y 0)∈D |x 0,y 0∈Z ,(x 0,y 0)是z =x +y 在D 上取得最大值或最小值的点},则T 中的点共确定________条不同的直线.【解析】线性区域为图中阴影部分,取得最小值时点为(0,1),最大值时点为(0,4),(1,3),(2,2),(3,1),(4,0),点(0,1)与(0,4),(1,3),(2,2),(3,1),(4,0)中的任何一个点都可以构成一条直线,共有5条 ,又(0,4),(1,3),(2,2),(3,1),(4,0)都在直线x +y =4上,故T 中的点共确定6条不同的直线. 【答案】634.(2011·湖北改编)已知向量a =(x +z,3),b =(2,y -z ),且a ⊥b .若x ,y 满足不等式|x |+|y |≤1,则z 的取值范围为__________.【解析】∵a =(x +z,3),b =(2,y -z ),且a ⊥b ,∴a ·b =2(x +z )+3(y -z )=0,即2x +3y -z =0.又|x |+|y |≤1表示的区域为图中阴影部分,∴当2x +3y -z =0过点B (0,-1)时,z min =-3,当2x +3y -z =0过点A (0,1)时,z min =3. ∴z ∈[-3,3]. 【答案】[-3,3]35.(2016·衡水中学模拟)已知变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +4y -13≤02y -x +1≥0x +y -4≥0且有无穷多个点(x ,y )使目标函数z =x +my 取得最小值,则m =________.【解析】作出线性约束条件表示的平面区域,如图中阴影部分所示.若m =0,则z =x ,目标函数z =x +my 取得最小值的最优解只有一个,不符合题意. 若m ≠0,则目标函数z =x +my 可看作斜率为-1m 的动直线y =-1m x +zm,若m <0,则-1m>0,由数形结合知,使目标函数z =x +my 取得最小值的最优解不可能有无穷多个;若m >0,则-1m<0,数形结合可知,当动直线与直线AB 重合时,有无穷多个点(x ,y )在线段AB 上,使目标函数z =x +my 取得最小值,即-1m=-1,则m =1.综上可知,m =1. 【答案】1。
2017-2018年高中数学 第三章 不等式 3.3 二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题 3.3.2 第1课时 简单的

解简单线性规划问题的基本步骤: 1.画图.画出线性约束条件所表示的平面区域,即 可行域. 2.定线.令 z=0,得一过原点的直线. 3.平移.在线性目标函数所表示的一组平行线中, 利用平移的方法找出与可行域有公共点且纵截距最大或 最小的直线.
4.求最优解.通过解方程组求出最优解. 5.求最值.求出线性目标函数的最小值或最大值.
归纳升华 解线性规划问题的基本步骤: (1)画:画出线性约束条件所表示的可行域. (2)移:在线性目标函数所表示的一组平行线中,用 平移的方法找出与可行域有公共点且纵截距最大或最小 的直线.
(3)求:通过解方程组求出最优解. (4)答:根据所求得的最优解得出答案.
[变式训练] 已知实数 x,y 满足约束条件
[知识提炼·梳理]
1.约性约束条件: __由__关__于__x_,__y_的__一__次__不__等__式__形__成__的__约__束__条__件____. 2.线性目标函数: _由__关__于__两__个__变__量__x_,__y_一__次__式__形__成__的__函__数_____. 3.线性规划问题: _在__线__性__约__束__条__件__下__求__线__性__目__标__函__数__的__最__大__值__或__最__小 _值__问__题___.
y=mx, 点 A 处取得最大值,由
x+y=1,
得 A1+1 m,1+mm,代入目标函数,即1+1 m+15+mm= 4,解得 m=3.
答案:3
归纳升华 根据目标函数的最值求参数的解题思路:采用数形结 合,先画出可行域,根据目标函数表示的意义,画出目标 函数等于最值的直线,它与相应直线的交点就是最优解, 再将所求出的最优解代入含有参数的约束条件,即可求出 参数的值或范围.
高中数学 第三章 不等式 3.3.2 简单的线性规划问题素材 新人教A版必修5(2021年最新整理)

高中数学第三章不等式3.3.2 简单的线性规划问题素材新人教A版必修5 编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(高中数学第三章不等式3.3.2 简单的线性规划问题素材新人教A版必修5)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。
本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为高中数学第三章不等式3.3.2 简单的线性规划问题素材新人教A版必修5的全部内容。
3.3.2 简单线性规划问题备用习题1.某糖果厂生产A、B两种糖果,A种糖果每箱获利润40元,B种糖果每箱获利润50元,其生产过程分为混合、烹调、包装三道工序,下表为每箱糖果生产过程中所需平均时间:(单位:分钟)混合烹调包装A153B241每种糖果的生产过程中,混合的设备至多能用12小时,烹调的设备至多只能用30小时,包装的设备只能用15小时,试求每种糖果各生产多少箱可获得最大利润?分析:找约束条件,建立目标函数.解:设生产A种糖果x箱,B种糖果y箱,可获得利润z元,则此问题的数学模式在约束条件⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧≥≥≤+≤+≤+,0,9003,180045,7202yxyxyxyx下,求目标函数z=40x+50y的最大值,作出可行域,其边界O A:y=0,AB:3x+y-900=0,BC:5x+4y— 1 800=0,C D:x+2y-720=0,DO:x=0。
由z=40x+50y,得5054zxy+-=,它表示斜率为54-,截距为z[]50的平行直线系,50z越大,z越大,从而可知过C点时截距最大,z取得了最大值.解方程组⇒⎩⎨⎧=+=+1800457202yxyxC(120,300)。
∴z m a x=40×120+50×300=19 800,即生产A种糖果120箱,生产B种糖果300箱,可得最大利润19 800元.点评:由于生产A 种糖果120箱,生产B 种糖果300箱,就使得两种糖果共计使用的混合时间为120+2×300=720(分),烹调时间5×120+4×300=1 800(分),包装时间3×120+300=660(分),这说明该计划已完全利用了混合设备与烹调设备的可用时间,但对包装设备却有240分钟的包装时间未加利用,这种“过剩”问题构成了该问题的“松弛"部分,有待于改进研究。
高中数学第三章不等式3.3二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题3.3.2简单的线性规划问题优化
2017-2018学年高中数学第三章不等式3.3 二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题3.3.2 简单的线性规划问题优化练习新人教A版必修5编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2017-2018学年高中数学第三章不等式3.3 二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题3.3.2 简单的线性规划问题优化练习新人教A版必修5)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。
本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为2017-2018学年高中数学第三章不等式3.3 二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题3.3.2 简单的线性规划问题优化练习新人教A版必修5的全部内容。
3。
3。
2 简单的线性规划问题[课时作业][A组基础巩固]1.在△ABC中,三顶点分别为A(2,4),B(-1,2),C(1,0),点P(x,y)在△ABC内部及其边界上运动,则m=y-x的取值范围为( )A.[1,3] B.[-3,1]C.[-1,3]D.[-3,-1]解析:直线m=y-x的斜率k1=1≥k AB=错误!,且k1=1<k AC=4,∴直线经过点C(1,0)时m最小,为-1,经过点B(-1,2)时m最大,为3。
答案:C2.若变量x、y满足约束条件错误!,则z=2x-y的最小值为()A.-1 B.0C.1 D.2解析:由约束条件作出可行域如图所示,由图可知,目标函数在点A处取得最小值.联立错误!,解得错误!,∴A(0,1),所以z=2x-y在点A处取得最小值为2×0-1=-1。
答案:A3.已知x,y满足错误!且z=2x+4y的最小值为-6,则常数k=( )A.2 B.9C.3错误!D.0解析:由题意知,当直线z=2x+4y经过直线x=3与x+y+k=0的交点(3,-3-k)时,z 最小,所以-6=2×3+4×(-3-k),解得k=0.答案:D4.已知变量x,y满足错误!则x2+y2的取值范围是()A. [13,40] B.[13,40)C.(13,40)D.(13,40]解析:作出可行域如图阴影部分所示.x2+y2可以看成点(0,0)与点(x,y)距离的平方,结合图形可知,点(0,0)与可行域内的点A(2,3)连线的距离最小,即x2+y2最小,最小值为13;点(0,0)与可行域内的点B(2,6)连线的距离最大,即x2+y2最大,最大值为40.所以x2+y2的取值范围为[13,40].答案:A5.已知▱ABCD的三个顶点为A(-1,2),B(3,4),C(4,-2),点(x,y)在▱ABCD的内部,则z=2x-5y的取值范围是()A.(-14,16) B.(-14,20)C.(-12,18)D.(-12,20)解析:如图,由▱ABCD的三个顶点A(-1,2),B(3,4),C(4,-2)可知D点坐标为(0,-4),由z=2x-5y知y=错误!x-错误!,∴当直线y=错误!x-错误!过点B(3,4)时,z=-14。
高中数学复习课件-3.3.2简单的线性规划问题(二)
A.[1,3] B.[2, 10 ] C.[2,9] D.[ 10 ,9]
x y 0, (2)若不等式组2yx0,y 2,表示的平面区域是一个三角形, 则a的取值
x y a 范围是( )
1.简单的线性规划问题指的是在线性约束条件下,求线性目 标函数 d=ax+by 的最值.一般步骤包括: (1)确定线性约束条件,并在直角坐标系中画出对应的平面区 域,即可行域. (2)由 d=ax+by 变形为 y=-abx+db,所求 d 的最值可看成是 求直线 y=-abx+db在 y 轴上截距的最值(其中 a,b 是常数,d 随 x,y 的变化而变化).
3.寻找整点最优解的方法
(1)平移找解法:先打网格,描整点,平移直线 l,最先经过或最后经过的整点便是最优整点 解,这种方法应充分利用非整点最优解的信息, 结合精确的作图才行,当可行域是有限区域且 整点个数又较少时,可逐个将整点坐标代入目 标函数求值,经比较求最优解.
(2)调整优值法:先求非整点最优解及最优值, 再借助不定方程的知识调整最优值,最后筛选 出整点最优解.
(3)将直线ax+by=0平移,在可行域中,观察 使 最大(或最小)时所经过的点.
(4)将该点代入目标函数,从而求出d的最大值 或最小值.
2.最优解可有两种确定方法: (1)将目标函数的直线平行移动,最先通过
或最后通过的顶点便是最优解;
(2) 利 用 围 成 可 行 域 的 直 线 的 斜 率 来 判 断 率 且 1时目分.,标别若直函为围线数k成l1i与,的可lki直行+2,1线域的…的的交,斜直点k率线一n,为l般1且,k是k,l21最,<则k优2…当<…解,kik.<lnnk的,<k而斜i+
2018版高中数学第三章不等式3.3.2简单的线性规划问题课件新人教A版必修5
自主学习 重点突破 自查自纠
知识梳理
自主学习
知识点一 名 称
线性规划中的基本概念 意 义
约束条件 线性约束条件 目标函数 线性目标函数
关于变量x,y的 不等式(组) 关于x,y的一次不等式(组) 欲求最大值或最小值的关于变量x,y的函数解析式 关于变量x,y的一次解析式
答案
可行解 可行域 最优解
由(1)知
3 C1,2,
3 3 y 所以 vmax=2,所以x的最大值为2.
反思与感悟
解析答案
跟踪训练 2
x+y≤2, 若变量 x,y 满足2x-3y≤9,则 x2+y2 的最大值是 x≥0,
( A.4
) B.9 C.10 D.12
解析答案
解析
x+y≤2, 满足条件 2x-3y≤9, x≥0
的可行域如右图阴影部分(包括边界).
x2+y2是可行域上动点(x,y)到原点(0,0)距离的平方,显然当x=3,
y=-1时,x2+y2取最大值,最大值为10.故选C.
答案 C
题型三 线性规划的实际应用
例3 某公司生产甲、乙两种桶装产品.已知生产甲产品1桶需耗A原料1
千克、B原料2千克;生产乙产品1桶需耗A原料2千克、B原料1千克.每
例2
x-y-2≤0, 设实数 x,y 满足约束条件x+2y-4≥0, 2y-3≤0,
求
(1)x2+y2的最小值;
解析答案
解
y 令 v=x,其几何意义是可行域 ABC 内任一点(x,y)与原点相连的直线 l
y-0 的斜率为 v, 即 v= .由图形可知, 当直线 l 经过可行域内点 C 时, v 最大, x-0
知识点三
2018_2019版高中数学第三章不等式3.3.2简单的线性规划问题课件新人教A版必修.pdf
反思感悟解答线性规划应用题的一般步骤
1.审题.仔细阅读,准确理解题意,明确有哪些限制条件,起关键作用 的变量有哪些.由于线性规划应用题中的量较多,为了理顺题目中 量与量之间的关系,有时可借助表格来处理. 2.转化.设出未知量,由条件写出约束条件和目标函数,从而将实际 问题转化为数学中的线性规划问题. 3.求解.解这个数学问题,其求解过程是:(1)作图;(2)平移;(3)求最优 解及最值. 4.作答.就应用题提出的问题给出回答.
轴上的截距. ( )
(5)在线性规划问题中,当直线z=ax+by(b≠0)在y轴上的截距最大时,
目标函数z取得最大值. ( ) 答案(1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)×
123
123
【例2】 导学号04994075某工厂有甲、乙两种产品,计划每天各产 品生产量不少于15 t.已知生产1 t甲产品需煤9 t,电力4 kW·h,劳力3 个;生产1 t乙产品需煤5 t,电力5 kW·h,劳力10个;甲产品每吨利润7 万元,乙产品每吨利润12万元;但每天用煤不超过300 t,电力不超过 200 kW·h,劳力只有300个.问每天各生产甲、乙两种产品多少时,能 使利润总额达到最大? 思路分析将已知数据列成表,如下表所示. 设出未知量,根据资源限额建立约束条件,由利润关系建立目标函 数.
提示错解中,没有弄清直线y=2x-z在y轴上的截距与z的关系,误以为 在y轴上的截距最大时z取最大值,事实上,直线y=2x-z在y轴上的截 距是-z,因此当直线在y轴上的截距最大时,z反而取最小值. 正解画出不等式组表示的平面区域(如图中的阴影部分).由z=2x-y 可得y=2x-z,因此平移直线y=2x-z,当直线经过可行域中的点B时,直
大利润为 万元.
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
3.3.2 简单的线性规划问题1.简单线性规划的有关概念(1)约束条件:由变量x,y的不等式(或方程)组成的不等式组称为x,y的约束条件.例如,就是一个关于x,y的约束条件.(2)线性约束条件:约束条件中都是关于变量x,y的一次不等式(或一次方程),这样的不等式组称为x,y的线性约束条件.例如,就是一个关于x,y的线性约束条件.(3)目标函数:把要求最大值或最小值的函数称为目标函数.例如,已知x,y满足约束条件,分别确定x,y的值,使取得最小值,取得最大值,其中和均为目标函数.(4)线性目标函数:目标函数是关于变量x,y的一次解析式的称为线性目标函数.例如,上述例子中是线性目标函数,而不是线性目标函数.(5)线性规划问题:在线性约束条件下求线性目标函数的最大值或最小值问题,统称为线性规划问题.(6)可行解:满足线性约束条件的解(x,y)叫做可行解.(7)可行域:由所有_____________组成的集合叫做可行域.(8)最优解:使目标函数取得最大值或最小值的可行解叫做这个问题的最优解.注:(1)约束条件也可以是方程,线性约束条件也可以是二元一次不等式与二元一次方程的组合,而一般意义上的约束条件可以是多样化的不等式或者方程形式的组合;(2)可行解必须使线性约束条件成立,而可行域是所有可行解构成的平面区域.2.简单线性规划问题的解法(1)目标函数z=ax+by(b≠0)的几何意义将目标函数z=ax+by变形为的形式,它表示斜率为,在y轴上的截距为,并随z变化的一组平行直线.把直线ax+by=0向上平移时,在y轴上的截距逐渐增大,当b>0时,z的值随之_____________;当b<0时,z的值随之_____________.把直线ax+by=0向下平移时,在y轴上的截距逐渐减小,当b>0时,z的值随之_____________;当b<0时,z的值随之_____________.(2)线性规划问题的求解方法——图解法在确定线性约束条件和线性目标函数的前提下,用图解法求最优解的步骤可概括为“画、移、求、答”,即:①画:在平面直角坐标系中,画出可行域和直线ax+by=0(目标函数为z=ax+by);②移:平行移动直线ax+by=0,确定使z=ax+by取得最大值或最小值的点;③求:求出使z取得最大值或最小值的点的坐标(解方程组)及z的最大值或最小值;④答:给出正确答案.K知识参考答案:1.可行解2.增大减小减小增大简单线性规划的有关概念问题(1)在线性规划中,下列命题正确的是A.最优解指的是使目标函数取得最大值的变量x或y的值B.最优解指的是目标函数的最大值或最小值C.最优解指的是使目标函数取得最大值或最小值的可行域D.最优解指的是使目标函数取得最大值或最小值的可行解(2)目标函数z=x-y,将其看作直线方程时,z的意义是A.该直线的截距B.该直线的纵截距C.该直线的横截距D.该直线纵截距的相反数【答案】(1)D ;(2)D.【解析】(1)最优解是使目标函数取得最大值或最小值的可行解,即满足线性约束条件的解(x,y),它是一个有序实数对,ABC错误,D正确.(2)目标函数可化为y=x-z,从而z的意义是该直线纵截距的相反数.【名师点睛】熟练掌握相关概念是解决此类问题的关键,注意区分可行域、可行解与最优解.求线性目标函数的最值求线性目标函数最值的两种方法:(1)平移直线.作出可行域,正确理解z的几何意义,确定目标函数对应的直线,平移直线得到最优解.(2)顶点代入法.依约束条件画出可行域,解方程组得出可行域各顶点的坐标,分别计算出各顶点处目标函数z=ax+by的值,经比较后得出z的最大(小)值.对一个封闭图形而言,最优解一般在可行域的顶点处取得,在求解此类问题时可由此快速找到最大值点或最小值点.(1)若变量x,y满足约束条件,则z=3x+2y的最小值为_____________;(2)若x,y满足约束条件,则z=3x+y的最大值为_____________;(3)如图1,及其内部的点组成的集合记为D,P(x,y)为D中任意一点,则z=2x +3y的最大值为_____________.图1 图2 图3 【答案】(1);(2)4;(3)7.【解析】(1)作出可行域,如图2中阴影部分所示,当直线经过点A时z取得最小值.由解得,,此时,z min=3×1+2×=.(2)作出不等式组表示的可行域,如图3中阴影部分所示,作直线l0:3x+y=0,平移直线l0,当直线3x+y=z过点(1,1)时,z max=3+1=4.【名师点睛】(1)目标函数本质是函数的解析式z=f(x,y),线性目标函数即关于x,y的线性组合;(2)线性规划的最优解的个数不确定,只有一组(x,y)使目标函数取得最值时,最优解只有1个,如边界为实线的可行域当目标函数对应的直线不与边界平行时,会在某个顶点处取得最值;同时有多个可行解取得一样的最值时,最优解有多个,如边界为实线的可行域,目标函数对应的直线与某一边界线重合时,会有多个最优解;可行域一边开放或边界线为虚线均可导致目标函数找不到相应的最值,此时也就不存在最优解.线性规划在实际问题中的应用(1)线性规划的实际问题的类型:给定一定数量的人力、物力资源,问怎样运用这些资源,使完成的任务量最大,收到的效益最大;给定一项任务,问怎样统筹安排,使完成这项任务耗费的人力、物力资源量最小.常见问题有:物资调运问题:例如,已知两煤矿每年的产量,煤需经两个车站运往外地,两个车站的运输能力是有限的,且已知两煤矿运往两个车站的运输价格,煤矿应怎样编制调运方案,能使总运费最小?产品安排问题:例如,某工厂生产甲、乙两种产品,每生产一个单位的甲种或乙种产品需要的A,B,C 三种材料的数量,此厂每月所能提供的三种材料的限额都是已知的,这个工厂在每个月中应如何安排(2)解答线性规划实际应用题的步骤:①模型建立.正确理解题意,将一般文字语言转化为数学语言,进而建立数学模型,这需要在学习有关例题解答时,仔细体会范例给出的模型建立方法;②模型求解.画出可行域,并结合所建立的目标函数的特点,选定可行域中的特殊点作为最优解;③模型应用.将求解出来的结论反馈到具体的实例中,设计出最佳的方案.甲、乙两厂生产某种产品,它们可调运的数量分别是300吨、750吨,A、B、C三地需要该产品的数量分别是200吨、450吨、400吨.甲厂运往三地的费用分别是6元/吨、3元/吨、5元/吨;乙厂运往三地的费用分别是5元/吨、9元/吨、6元/吨.则怎样调运可使总费用最少?依题意可得,即,作直线2x-5y=0,并上下平移,由图知,当2x-5y=z-7150过点(0,300)时,目标函数取得最小值,z min=5650.故甲厂的产品全运往B地,乙厂运往A、B、C三地的产品分别是200吨、150吨、400吨时,总费用最少,为5650元.【名师点睛】(1)在线性规划的应用问题中,题中的条件较多,应认真审题,仔细判断线性约束条件中有无等号,判断未知数x,y是否有限制(如x,y为正整数、非负数等),分清线性约束条件和线性目标函数(线性约束条件一般是不等式组,而目标函数是一个等式);(2)图形对解决线性规划问题至关重要,最关键的步骤是通过数形结合完成的,所以作图应尽可能准确,图上操作尽可能规范(作图中必然会有误差,假如图上的最优解并不明显易辨时,需将几个有可能是最优解的坐标都求出来,然后逐一检验,以确定最优解).线性规划中的整数解问题已知x,y满足不等式组,求使4x+3y取得最大值的整数x,y.【答案】使4x+3y取得最大值的整数,或,.设4x+3y=z(z),则z<4×+3×=37,取z=37,由4x+3y=37,得x=,代入约束条件解得≤y≤9,所以取y=9,而此时x=非整数,故不成立.再取z=36,即4x+3y=36,得x=,代入约束条件得≤y≤12,取y=7,8,9,10,11,12,分别代入x=,可知当x=3,y=8;x=0,y=12时为整数解,经验算得,最优整数解为(3,8),(0,12).【名师点睛】对于线性规划中最优整数解的问题,当解方程组得到的解不是整数时,可用下面的方法求解:(1)平移直线法:先在可行域内打网格,再描整点,平移直线,最先经过或最后经过的整点坐标是最优整数解;(2)检验优值法:当可行域内整点个数较少时,也可将整点坐标逐一代入目标函数求值,经比较得出最优解;(3)调整优值法:先求非整点最优解及最优值,再借助不定方程知识调整最优值,最后筛选出最优解.非线性目标函数的最值问题(1)形如型的目标函数这是一个两点间的距离的模型,也可视为圆的模型,可化归为求可行域内的点(x,y)与点(a,b)间距离的最值问题.常见的类似形式有或等.已知实数x,y满足约束条件,则的最小值为_______________.【答案】【解析】将目标函数化为,原问题等价于求可行域内的点(x,y)与点(2,0)距离的平方的最小值,不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示,由图易得点(2,0)到直线的距离的平方即为所求,z min=.【名师点睛】此模型借助于两点间的距离公式,利用数形结合思想巧妙求得最值,比较简捷.(2)形如型的目标函数这是一个斜率模型,可先变形为,将问题化归为求可行域内的点(x,y)与点(,)连线的斜率的倍的范围或最值等问题.常见的类似形式有或等.已知实数x,y满足约束条件,则的最小值是A.-2 B.2C.-1 D.1【答案】D【解析】作出不等式组对应的平面区域如图中阴影部分所示,的几何意义是可行域内的点P(x,y)与定点A(0,-1)所在直线的斜率,由图象可知当P位于点D(1,0)时,直线AP的斜率最小,此时的最小值为,故选D.【名师点睛】斜率问题是线性规划延伸变化的一类重要问题,其本质仍然是二元函数的最值问题,不过是用模型形态呈现的.因此有必要总结常见模型或其变形形式.(3)形如型的目标函数这是一个点到直线的距离模型,可先变形为,将问题化归为求可行域内的点(x,y)到直线Ax+By+C=0的距离的倍的最值问题.实数x,y满足不等式组,则z=|x+2y-4|的最大值为______________.【答案】21【解析】作出不等式组表示的平面区域,如图中阴影部分所示.z=|x+2y-4|=,其几何含义为可行域内的点到直线x+2y-4=0的距离的倍.由得点B的坐标为(7,9),显然点B到直线x+2y-4=0的距离最大,此时z max==21.【名师点睛】认真体会数形结合思想以及目标函数的特征不难发现,无论可行域是线性条件表示的区域,还是非线性条件表示的区域,还是目标函数形式特别,其本质都是在研究二元函数的最值问题,其求解的方法都是数形结合思想.线性规划中的参数问题(1)已知a>0,x,y满足约束条件,若z=2x+y的最小值为1,则a=A.B.C.1 D.2(2)若变量x,y满足约束条件,且z=2x+y的最小值为-6,则k=______________;(3)已知变量x,y满足约束条件,且有无穷多个点(x,y)使目标函数z=x+my取得最小值,则m=______________.【答案】(1)B;(2)-2;(3)1.(3)作出线性约束条件表示的平面区域,如图3中阴影部分所示,若m=0,则z=x,目标函数z=x+my取得最小值的最优解只有一个,不符合题意;若m≠0,目标函数z=x+my可看作动直线,若m<0,则>0,数形结合可知使z=x+my取得最小值的最优解不可能有无穷多个;若m>0,则<0,数形结合可知,当动直线与直线AB重合时,有无穷多个点(x,y)在线段AB上,使目标函数z=x+my取得最小值,即=-1,则m=1.图1 图2 图3 【名师点睛】(1)对于含有参数的线性规划问题,无论参数是在约束条件中还是在目标函数中,解题的关键是从参数的几何意义入手,数形结合进行求解;(2)最优解不唯一或者有无穷多个,即目标函数所对应的直线与约束条件中二元一次不等式所表示的边界直线重合.1.若变量x,y满足约束条件,则目标函数z=x-2y的最大值为A.-9 B.0C.9 D.152.已知满足,则的最小值是A.1 B.2C.5 D.3.已知、满足,且的最大值是最小值的倍,则的值是A.B.C.D.4.在中,三个顶点分别为A(2,4),B(-1,2),C(1,0),点P(x,y)在的内部及其边界上运动,则y-x的取值范围为A.[1,3] B.[-3,1]C.[-1,3] D.[-3,-1]5.已知变量满足约束条件则的最小值是A.1 B.C.D.06.设,其中实数满足,若的最大值为6,则的最小值为A.B.C.D.07.已知实数满足且数列为等差数列,则实数的最大值是_______________.8.已知实数满足则的最小值为_______________.9.已知x,y满足条件,求:(1)4x−3y的最大值;(2)x2+y2的最大值;(3)的最小值.10.制订投资计划时,不仅要考虑可能要获得的盈利,而且要考虑可能出现的亏损.某投资人打算投资甲、乙两个项目,根据预测,甲、乙项目可能的最大盈利分别为100%和50%,可能的最大亏损率分别为30%和10%,投资人计划投资金额不超过10万元,要求确保可能的资金亏损不超过1.8万元,问投资人对甲、乙两个项目各投资多少万元,才能使可能的盈利最大?11.已知实数x,y满足,如果目标函数z=x-y的最小值为-1,则实数m等于A.7 B.5C.4 D.312.若满足条件,当且仅当时,取得最大值,则实数的取值范围是A.B.C.D.13.已知满足约束条件,则的取值范围是A.B.C.D.14.若平面区域夹在两条斜率为1的平行直线之间,则这两条平行直线间的距离的最小值是A.B.C.D.15.设、满足约束条件若目标函数的最大值为,则的最小值为A.B.C.D.16.已知实数,,且点在不等式组表示的平面区域内,则的取值范围为_______________,的取值范围为_______________.17.已知,则的最小值为_______________.18.若目标函数z=x+y在约束条件下取得最大值的最优解有无穷多个,则n的取值范围是________________.19.已知x,y满足约束条件,若z=ax+y的最大值为4,则a=_______________.20.某企业准备投资1200万元兴办一所中学,对当地教育市场进行调查后,得到了如下表所示的数据(以班级为单位):因生源和环境等因素,全校总班级至少20个班,至多30个班.(1)请用数学关系式表示上述的限制条件;(设开设初中班x个,高中班y个)(2)若每开设一个初、高中班,可分别获得年利润2万元、3万元,请你合理规划办学规模使年利润最大,最大为多少?21.(2018天津文理)设变量,满足约束条件,则目标函数的最大值为A.B.C.D.22.(2018新课标全国Ⅲ文)若变量,满足约束条件,则的最大值为_______________.23.(2018浙江)若,满足约束条件,则的最小值是_______________,最大值是_______________.24.(2018北京文理)若,满足,则的最小值是_______________.25.(2018新课标全国Ⅰ理)若,满足约束条件,则的最大值为_______________.26.(2018新课标全国Ⅱ文理)若,满足约束条件,则的最大值为_______________.27.(2017新课标全国II文理)设,满足约束条件,则的最小值是A.B.C.D.28.(2017天津理)设变量满足约束条件,则目标函数的最大值为A.B.1C.D.329.(2017北京文理)若满足,则的最大值为A.1 B.3C.5 D.930.(2017浙江)若,满足约束条件,则的取值范围是A.[0,6] B.[0,4]C.[6,D.[4,31.(2017新课标全国I文)设x,y满足约束条件,则的最大值为A.0 B.1C.2 D.332.(2017新课标全国III文)设x,y满足约束条件,则的取值范围是A.[–3,0] B.[–3,2]C.[0,2] D.[0,3]33.(2017新课标全国III理)若,满足约束条件,则的最小值为_____________.34.(2017新课标全国I理)设x,y满足约束条件,则的最小值为_______________.35.(2016新课标全国III理)若x,y满足约束条件,则的最大值为_______________.36.(2016新课标全国I文)某高科技企业生产产品A和产品B需要甲、乙两种新型材料.生产一件产品A需要甲材料1.5 kg,乙材料1 kg,用5个工时;生产一件产品B需要甲材料0.5 kg,乙材料0.3 kg,用3个工时,生产一件产品A的利润为2 100元,生产一件产品B的利润为900元.该企业现有甲材料150 kg,乙材料90 kg,则在不超过600个工时的条件下,生产产品A、产品B的利润之和的最大值为_______________元.1.【答案】D【解析】不等式组对应的区域为直线所夹的区域,区域顶点为,将其代入目标函数得的最大值为15.故选D.2.【答案】D【解析】作出可行域如下图中阴影部分所示,由,解得,代入,就可以求得的最小值为.故选D.4.【答案】C【解析】先画出三角形区域(如下图),然后转化为线性规划问题,求线性目标函数z=y-x的取值范围.由图易知当y=x+z过点C时,z取得最小值为0-1=-1;当y=x+z过点B时,z取得最大值为2-(-1)=3.故y-x的取值范围是[-1,3],故选C.5.【答案】C【解析】不等式组对应的可行域为直线围成的三角形及其内部,可看作点连线的斜率,结合图形可知当点位于直线的交点时取得最小值.故选C.7.【答案】【解析】因为数列为等差数列,所以,即目标函数为,画出可行域如图所示,由图可知,当直线过点时取到最大值,最大值为.8.【答案】4【解析】画出约束条件表示的可行域,如下图中阴影部分所示,,令,则目标函数可以看作可行域内点与定点连线的斜率.观察图象可知当定点与点A连线时斜率最小,由解得则,此时目标函数取得最小值,所以的最小值为4.9.【答案】(1)最大值为13;(2)最大值为37;(3)最小值为−9.(2)x2+y2的最大值表示为区域内与原点距离平方的最大值,因此点(−1,−6)满足题意,最大值为37.(3)表示的为区域内的点与(5,−8)连线的斜率,可知过点(4,1)取得最小值为−9.10.【答案】投资人用4万元投资甲项目,6万元投资乙项目,才能确保在亏损不超过1.8万元的前提下,使可能的盈利最大.【解析】设投资人分别用万元,万元投资甲、乙两个项目,获得的利润为z万元,则,由题意知,上述不等式组表示的平面区域如下图所示,阴影部分(含边界)即为可行域.作直线,并作出平行于直线的一组直线与可行域相交,其中有一条直线经过可行域上的点,这里点是直线和的交点.解方程组得,,此时(万元).答:投资人用4万元投资甲项目,6万元投资乙项目,才能确保在亏损不超过1.8万元的前提下,使可能的盈利最大.12.【答案】C【解析】画出可行域如下图所示,因为目标函数仅在处取得最大值,所以直线的斜率需满足且,.故选C.13.【答案】C【解析】作出不等式组表示的平面区域,如图所示,目标函数表示可行域内的点与定点连线的斜率,由图可知,,解方程组得所以,解方程组得所以,所以,所以的范围是,故选C.14.【答案】B【解析】画出不等式组表示的平面区域如下图中阴影部分所示,由得A(1,2),由得B(2,1),由题意可知,当斜率为1的两条直线分别过点A和点B时,两条平行直线间的距离最小,因为,所以选B.15.【答案】C16.【答案】【解析】由题意得,,画出不等式组所表示的平面区域,如下图中阴影部分所示,作直线:,平移,从而可知当,时,,当,时,,故的取值范围是.而的几何意义为点与原点距离的平方,故取值范围是.17.【答案】【解析】设,则,所以当最小时,取得最小值.作出不等式组表示的平面区域,如图所示,因为表示可行域内的点到坐标原点距离的平方,所以当位于点时,取最小值,由方程组解得,即,所以,的最小值为.18.【答案】(2,+∞)【解析】先根据作出如下图中阴影部分所示的平面区域,欲使目标函数z=x+y取得最大值的最优解有无穷多个,需使目标函数对应的直线平移时达到可行域的边界直线x+y-2=0,当且仅当n>2时,可行域才包含x+y-2=0这条直线上的线段BC或线段BC的一部分.19.【答案】2【解析】画出可行域,如下图中阴影部分所示,由z=ax+y得y=-ax+z.当-a>1,即a<-1时,只能在点O(0,0)处取最大值,z max=0,与已知矛盾;当0≤-a≤1,即-1≤a≤0时,在点B(1,1)处取最大值,此时a+1=4,无解;当-a≤-1,即a≥1时,在点A(2,0)处取得最大值,此时2a+0=4,a=2;当-1<-a<0,即0<a<1时,在点B(1,1)处取最大值,此时a+1=4,无解.综上,a=2.20.【答案】(1)见解析;(2)见解析.(2)设年利润为z万元,则目标函数为,由(1)作出可行域(图略).由方程组得则交点M(20,10).作直线,平移,当平移后的直线过点M(20,10)时,z取最大值70.∴开设20个初中班,10个高中班时,年利润最大,最大利润为70万元.21.【答案】C【解析】作出不等式组表示的平面区域如下图中阴影部分所示,结合目标函数的几何意义可知目标函数在点A处取得最大值,联立直线方程:,可得点A的坐标为,所以.故选C.22.【答案】【解析】作出不等式组表示的平面区域如下图中阴影部分所示,由图可知目标函数在直线与的交点处取得最大值,最大值为.23.【答案】【解析】作出不等式组表示的平面区域如下图中阴影部分所示,则直线过点时取最大值,过点时取最小值.【名师点睛】线性规划问题有三类:①简单的线性规划,包括画出可行域和考查截距型目标函数的最值,有时考查斜率型或距离型目标函数;②线性规划逆向思维问题,给出最值或最优解个数求参数的取值范围;③线性规划的实际应用.本题主要考查线性规划问题,首先由不等式组作出相应的可行域,其次确定目标函数的几何意义,是求直线的截距、两点间距离的平方、直线的斜率、还是点到直线的距离等等,最后结合图形确定目标函数最值取法、值域范围.24.【答案】【解析】不等式可转化为,即,作出不等式组表示的平面区域如下图中阴影部分所示,令,由图象可知,当过点时,取最小值,此时,故的最小值为.【名师点睛】此题考查线性规划,求线性目标函数的最值,当时,直线过可行域在轴上截距最大时,值最大,在轴上截距最小时,值最小;当时,直线过可行域在轴上截距最大时,值最小,在轴上截距最小时,值最大.25.【答案】【解析】作出不等式组表示的平面区域如下图中阴影部分所示,由可得,画出直线,将其上下移动,结合的几何意义,可知当直线过点时,取得最大值,由,解得,此时.26.【答案】9【解析】作出不等式组表示的平面区域如下图中阴影部分所示,不等式组表示的可行域是以为顶点的三角形区域,目标函数的最大值必在顶点处取得,易知当,时,.【名师点睛】线性规划问题是高考中的常考考点,主要以选择或填空的形式出现,基本题型为给出约束条件求目标函数的最值,主要结合方式有:截距型、斜率型、距离型等.27.【答案】A【解析】画出不等式组表示的平面区域如下图中阴影部分所示,目标函数即:,其中表示斜率为的直线系与可行域有交点时直线的纵截距,数形结合可得目标函数在点处取得最小值,,故选A.【名师点睛】线性规划的实质是把代数问题几何化,即数形结合的思想.需要注意的是:①准确无误地作出可行域;②画目标函数所对应的直线时,要注意与约束条件中的直线的斜率进行比较,避免出错;③一般情况下,目标函数的最大或最小值会在可行域的端点或边界上取得.29.【答案】D【解析】如图,画出可行域,表示斜率为的一组平行线,当过点时,目标函数取得最大值,故选D.30.【答案】D【解析】如图,可行域为一开放区域,所以直线过点时取最小值4,无最大值,故选D.31.【答案】D【解析】如图,作出不等式组表示的可行域,则目标函数经过时z取得最大值,故,故选D.32.【答案】B33.【答案】【解析】作出约束条件表示的可行域,如图中阴影部分所示.目标函数即,易知直线在轴上的截距最大时,目标函数取得最小值,数形结合可得目标函数在点处取得最小值,为.34.【答案】【解析】不等式组表示的可行域如图所示,易求得,由得在轴上的截距越大,就越小,所以,当直线过点时,取得最小值,所以的最小值为.35.【答案】【解析】作出不等式组表示的平面区域,如下图中阴影部分所示,由图可知当目标函数经过点A(1,)时取得最大值,即.作出二元一次不等式组表示的平面区域,如下图中阴影部分所示,将z=2 100x+900y变形得,当直线经过点时,z 取得最大值,解方程组,得点的坐标为(60,100).所以当x=60,y=100时,2100×60+900×100=216 000.故生产产品A、产品B的利润之和的最大值为216 000元.。