簡單的線性規劃 教案二 第三課時

2021-07-15 12:00:11 字數 2942 閱讀 2703

●教學目標

(一)教學知識點

用**法解決簡單的線性規劃問題.

(二)能力訓練要求

能應用線性規劃的方法解決一些簡單的實際問題.

(三)德育滲透目標

1.增強學生的應用意識.

2.培養學生理論聯絡實際的觀點.

●教學重點

線性規劃的兩類重要實際問題:第一種型別是給定一定數量的人力、物力資源,問怎樣安排運用這些資源,能使完成的任務量最大,收到的效益最大;第二種型別是給定一項任務,問怎樣統籌安排,能使完成這項任務的人力、物力資源量最小.

●教學難點

根據實際問題中的已知條件,找出約束條件和目標函式,利用**法求得最優解.尤其是最優解是整數解.

●教學方法

講練結合法

結合典型的實際問題講解怎樣用**法解決線性規劃的兩類重要實際問題.

●教具準備

投影片三張(或多**課件)

第一張:記作§7.4.3 a

內容:課本p62圖7—24.

第二張:記作§7.4.3 b

內容:課本p63圖7—25.

第三張:記作§7.4.3 c

內容如下:

解:設每天應配製甲種飲料x杯,乙種飲料y杯.則,

作出可行域:

目標函式為:z=0.7x+1.2y

作直線l:0.7x+1.2y=0.把直線l向右上方平移至l1的位置時,直線經過可行域上的點c,且與原點距離最大,此時z=0.7x+1.2y取最大值.

解方程組

得點c的座標為(200,240).

所以,每天應配製甲種飲料200杯,乙種飲料240杯,能使該咖啡館獲利最大.

●教學過程

ⅰ.課題匯入

上節課,我們一起**了如何運用**法解決簡單的線性規劃問題.

生產實際中有許多問題都可以歸結為線性規劃問題,其中有兩類重要實際問題,下面我們就結合這兩類問題的典型例題來**一下如何解決線性規劃的實際問題.

ⅱ.講授新課

第一種型別是給定一定數量的人力、物力資源,問怎樣安排運用這些資源,能使完成的任務量最大,收到的效益最大?

例如:某工廠生產甲、乙兩種產品.已知生產甲種產品1 t,需耗a種礦石10 t、b種礦石5 t、煤4 t;生產乙種產品需耗a種礦石4 t、b種礦石4 t、煤9 t.

每1 t甲種產品的利潤是600元,每1 t乙種產品的利潤是1000元.工廠在生產這兩種產品的計畫中要求消耗a種礦石不超過360 t、b種礦石不超過200 t、煤不超過300 t,甲、乙兩種產品應各生產多少(精確到0.1 t),能使利潤總額達到最大?

分析:將已知資料列成下表:

解:設生產甲、乙兩種產品分別為x t、y t,利潤總額為z元,

那麼目標函式為:z=600x+1000y.

作出以上不等式組所表示的平面區域(或打出投影片§7.4.3 a),即可行域.

作直線l:600x+1000y=0,

即直線l:3x+5y=0,

把直線l向右上方平移至l1的位置時,直線經過可行域上的點m,且與原點距離最大,此時z=600x+1000y取最大值.

解方程組

得m的座標為x=≈12.4,y=≈34.4.

答:應生產甲產品約12.4 t,乙產品34.4 t,能使利潤總額達到最大.

第二種型別是給定一項任務,問怎樣統籌安排,能使完成這項任務的人力、物力資源量最小.

例如:要將兩種大小不同的鋼板截成a、b、c三種規格,每張鋼板可同時截得三種規格的小鋼板的塊數如下表所示:

今需要a、b、c三種規格的成品分別為15、18、27塊,問各截這兩種鋼板多少張可得所需三種規格成品,且使所用鋼板張數最少?

解:設需截第一種鋼板x張,第二種鋼板y張,根據題意可得:

作出以上不等式組所表示的平面區域(或打出投影片§7.4.3 b),即可行域:

目標函式為z=x+y,

作出在一組平行直線x+y=t(t為引數)中經過可行域內的點且和原點距離最近的直線,此直線經過直線x+3y=37和直線2x+y=15的交點a(),直線方程為x+y=.

由於都不是整數,而最優解(x,y)中,x、y必須滿足x,y∈z,所以,可行域內點()不是最優解.

經過可行域內的整點(橫座標和縱座標都是整數的點)且與原點距離最近的直線是x+y=12,經過的整點是b(3,9)和c(4,8),它們是最優解.

答:要截得所需規格的三種鋼板,且使所截兩種鋼板的張數最少的方法有兩種,第一種截法是截第一種鋼板3張、第二種鋼板9張;第二種截法是截第一種鋼板4張、第二種鋼板8張,兩種方法都最少要截得兩種鋼板共12張.

[師]下面,請同學們結合上述兩例子總結歸納一下解決這類問題的思路和方法.

[生甲]先要畫出可行域.

[生乙]先要找到目標函式.

[生丙]**法.

[師]這些同學講得都不錯,但是都不盡完善.其實,解決實際問題的關鍵是數學建模,即根據題意首先將實際問題轉化為數學問題.也就是同學們剛才所說的,先要找到約束條件和目標函式.

然後用**法求得數學模型的解.

最後,還需要將數學問題的解還原為實際問題的解.即根據實際情況找得最優解.如上述例2,需找得整點.才是最優解.

下面,請同學們開啟課本p64.

ⅲ.課堂練習

生(自練)練習2.

[師]提示學生將已知資料列為下表:

打出投影片§7.4.3 c

[師]結合學生所做進行講評.

ⅳ.課時小結

通過本節學習,需掌握線性規劃的兩類重要實際問題的解題思路:

首先,應準確建立數學模型,即根據題意找出約束條件,確定線性目標函式.

然後,用**法求得數學模型的解,即畫出可行域,在可行域內求得使目標函式取得最值的解.

最後,還要根據實際意義將數學模型的解轉化為實際問題的解,即結合實際情況求得最優解.

ⅴ.課後作業

(一)課本p65習題7.4 3、4.

(二)1.預習內容:課本p66~67

2.預習提綱:

(1)如何將我們所學知識應用於實際生活?

(2)我們身邊常會遇到哪些相關問題?

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