線性規劃求最值問題

2021-03-04 08:10:36 字數 1322 閱讀 8400

山東王中華王彥秋

一、與直線的截距有關的最值問題

例1 已知點在不等式組表示的平面區域上運動,則的取值範圍是(  ).

(a)[-2,-1]  (b)[-2,1]

(c)[-1,2]   (d)[1,2]

解析:由線性約束條件畫出可行域如圖1,考慮,

把它變形為,這是斜率為1且隨z變化的一族平行

直線.是直線在y軸上的截距.當直線滿足約束條件且

經過點(2,0)時,目標函式取得最大值為2;

直線經過點(0,1)時,目標函式取得最小值為-1.故選(c).

注:本題用「交點法」求出三個交點座標分別為(0,1),(2,1),(2,0),然後再一一代入目標函式求出z=x-y的取值範圍為[1,2]更為簡單.這需要有最值在邊界點取得的特殊值意識.

二、與直線的斜率有關的最值問題

例2 設實數滿足,則的最大值是

解析:畫出不等式組所確定的三角形區域abc(如圖2),表示兩點確定的直線的斜率,要求z的最大值,即求可行域內的點與原點連線的斜率的最大值.由圖2可以看出直線op的斜率最大,故p為與的交點,即a點.

∴.故答案為.

注:解決本題的關鍵是理解目標函式的

幾何意義,當然本題也可設,則,即為求

的斜率的最大值.由圖2可知,過點a時,

t最大.代入,求出,

即得到的最大值是.

三、與距離有關的最值問題

例3 已知,求的最小值.

解析:作出可行域如圖3,並求出頂點的座標a(1,3)、b(3,1)、c(7,9).而表示可行域內任一點(x,y)到定點m(0,5)的距離的平方,過m作直線ac的垂線,易知垂足n**段上,故z的最小值是.

注:充分理解目標函式的幾何意義,如兩點間的距離(或平方)、點到直線的距離等.

四、與實際應用有關的最值問題

例4 預算用2000元購買單件為50元的桌子和20元的椅子,希望使桌椅的總數盡可能的多,但椅子不少於桌子數,且不多於桌子數的1.5倍,問桌、椅各買多少才行?

分析:先設出桌、椅的變數後,目標函式即為這兩個變數

之和,再由此在可行域內求出最優解.解題中應當注意到問

題中的桌、椅數都應是自然數這個隱含條件,若從圖形直觀上

得出的最優解不滿足題設條件時,應作出調整,直至滿足題設.

解:設應買x張桌子,y把椅子,把所給的條件表示成

不等式組,即約束條件為

由解得.

∴ a點的座標為,

由解得.

∴ b點的座標為.

所以滿足約束條件的可行域是以為頂點的三角形區域(如圖4).由圖形可知,目標函式在可行域內的最優解為25,,但注意到,故取.

答:應買桌子25張,椅子37把.

應用線性規劃思想求最值

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版塊五 最值問題2線性規劃 學生版

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