??-23,35
(4).已知实数x y ,满足121y 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
(4).答案:5 解:画出x y ,满足的可行域,可得直线21y x =-与直线x y m +=的交点使目标
图1
函数z x y =-取得最小值,故21y x x y m =-??+=? ,解得121
,33m m x y +-==
, 代入1x y -=- 得121
1533
m m m +--=-?=
最优解唯一问题和最优解有无数个问题(5).已知变量x ,y 满足约束条
件1422x 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 。
(5).解析:如图5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:本题主要考查线性规划问题,由线性约束条件画出可行域,然后求出目标函数的最大值.,是一道较为简单的送分题。数形结合是数学思想的重要手段之一。
二、已知线性约束条件-----距离(距离的平方)型
例2、(1)已知1,10,220x x y x y ≥??
-+≤??--≤?则22x y +的最小值是 .
解析:如图2,只要画出满足约束条件的可行域,而22x 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。22x y +的最小值是为5。
变式(2).已知实数x ,y 满足???
x ≥-1,
y ≤3,
x -y +1≤0,
则x 2+y 2-2x 的最小值____
(2).答案:1解析:不等式组满足的平面区域如图阴影部分所示.记目标函数为
z =x 2+y 2-2x =(x -1)2+y 2-1.因为点(1,0)到直线x =-1的距离为2,到直线y =3的距离为3,到直线x -y +1=0的距离为|1+1|
2
=2,故目标函数的最小值
为(2)2-1=1.
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。
三、线性约束条件————面积型
例3.(没有参数)(1)在平面直角坐标系中,不等式组20
20
0x y x y y +-≤??-+≥??≥?
图2
表示的平面区域的面积是()
(A)42 (B)4 (C) 22 (D)2
(1).解析:如图6,作出可行域,易知不等式组20
200x y x y y +-≤??-+≥??≥?
表示的平面区域是一个三角形。
容易求三角形的三个顶点坐标为A(0,2),B(2,0),C(-2,0).于是三角形的面积为:
11
||||42 4.22
S BC AO =
?=??=从而选B。 (有参数)(2).若不等式组???
x -y +2≥0,ax +y -2≤0,表示
y ≥0
的平面区域的面积为3,则
实数a 的值是________.
(2).答案:2.解析:作出可行域,如图中阴影部分所示,区域面积S =12×? ???
?
2a +2×2=3,解得a =2.
(3).已知由不等式组00240
x y y kx y x ≤??≥?
?-≤??--≤?,确定的平面区域Ω的面积为7,定点M 的坐标为()1,2-,若
N ∈Ω,O 为坐标原点,则
OM ON ?u u u u r u u u r
的最小值是 。
(3).答案:7-. 依题意:画出不等式组0040x y y x ≤??
≥??--≤?
所表示的平面区域(如右图所示)可知其
围成的区域是等腰直角三角形面积为8,由直线2y kx =+恒过点(0,2)B ,且原点的坐标恒满足
2y kx -≤
当0k =时,2y ≤,此时平面区域Ω的面积为6,由于67<, 由此可得0k <.
由240
y kx y x -=??--=?可得242
(
,)11k D k k ---,依题意应有12
2||121
k ??=-,因此1k =-(3k =,舍去) 故有(1,3)D -,设(,)N x y ,故由
2z OM ON x y =?=-u u u u r u u u r ,可化为1122y x z =-,112
线1122y x z =
-过点D 时,截距1
2
z -最大,即z 取得最小值7-. 点评:有关平面区域的面积问题,首先作出可行域,探求平面区域图形的性质;其次利用面积公式整体或部分求解是关键。 四、线性约束条件——斜率型
例4.已知???
x -y +2≥0,
x +y -4≥0,
2x -y -5≤0,
求(1)z=
x
y
(2)z =2y +1x +1的范围.
解: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).
(2)z =2×y -? ????-12x -(-1)
表示可行域内任一点(x ,y )与定点Q ? ?
???-1,-12连线的斜率的两倍,
因此k QA =74,k QB =38, 故z 的范围为????
??
34,72.(12分)
五.其他
例5.(1).若点(2,)t -在直线2360x y -+=的下方区域,则实数t 的取值范围是 。
(1).答案:2,3?
?-∞ ??
?
(2).已知点(1,2)和点(1,1)在直线30x y m -+=的异侧,则实数m 的取值范围是 。 (2).答案:()2,1--
(3).已知双曲线224x y -=的两条渐近线与直线3x =围成一个三角形区域,表示该区域的不等式组是()
(A)0003x y x y x -≥??+≥??≤≤? (B)0003x y x y x -≥??
+≤??≤≤?
(C)
003x y x y x -≤??
+≤??≤≤?
(D) 0003x y x y x -≤??
+≥??≤≤?
(3).解析:双曲线224x y -=的两条渐近线方程为y x =±,与直线3x =围成一个三角形区域
(如图4所示)时有0003x y x y x -≥??
+≥??≤≤?
。
(3).点评:本题考查双曲线的渐近线方程以及线性规划问题。验证法或排除法是最效的方法。