線性規劃
積儲知識:
一. 1.點p(x0,y0)在直線ax+by+c=0上,則點p座標適合方程,即ax0+by0+c=0
2. 點p(x0,y0)在直線ax+by+c=0上方(左上或右上),則當b>0時,ax0+by0+c>0;當b<0時,ax0+by0+c<0
3. 點p(x0,y0)在直線ax+by+c=0下方(左下或右下),當b>0時,ax0+by0+c<0;當b<0時,ax0+by0+c>0
注意:(1)在直線ax+by+c=0同一側的所有點,把它的座標(x,y)代入ax+by+c,所得實數的符號都相同,
(2)在直線ax+by+c=0的兩側的兩點,把它的座標代入ax+by+c,所得到實數的符號相反,
即:1.點p(x1,y1)和點q(x2,y2)在直線 ax+by+c=0的同側,則有(ax1+by1+c)( ax2+by2+c)>0
2.點p(x1,y1)和點q(x2,y2)在直線 ax+by+c=0的兩側,則有(ax1+by1+c)( ax2+by2+c)<0
二.二元一次不等式表示平面區域:
①二元一次不等式ax+by+c>0(或<0)在平面直角座標系中表示直線ax+by+c=0某一側所有點組成的平面區域. 不包括邊界;
②二元一次不等式ax+by+c≥0(或≤0)在平面直角座標系中表示直線ax+by+c=0某一側所有點組成的平面區域且包括邊界;
注意:作圖時,不包括邊界畫成虛線;包括邊界畫成實線.
三、判斷二元一次不等式表示哪一側平面區域的方法:
方法一:取特殊點檢驗; 「直線定界、特殊點定域
原因:由於對在直線ax+by+c=0的同一側的所有點(x,y),把它的座標(x,y)代入ax+by+c,所得到的實數的符號都相同,所以只需在此直線的某一側取乙個特殊點(x0,y0),從ax0+by0+c的正負即可判斷ax+by+c>0表示直線哪一側的平面區域.特殊地, 當c≠0時,常把原點作為特殊點,當c=0時,可用(0,1)或(1,0)當特殊點,若點座標代入適合不等式則此點所在的區域為需畫的區域,否則是另一側區域為需畫區域。
方法二:利用規律:
>0,當b>0時表示直線ax+by+c=0上方(左上或右上),
當b<0時表示直線ax+by+c=0下方(左下或右下);
<0,當b>0時表示直線ax+by+c=0下方(左下或右下)
當b<0時表示直線ax+by+c=0上方(左上或右上)。
四、線性規劃的有關概念:
①線性約束條件線性目標函式:
③線性規劃問題可行解、可行域和最優解:
典型例題一--------畫區域
1. 用不等式表示以,,為頂點的三角形內部的平面區域.
分析:首先要將三點中的任意兩點所確定的直線方程寫出,然後結合圖形考慮三角形內部區域應怎樣表示。
解:直線的斜率為:,其方程為.
可求得直線的方程為.直線的方程為.
的內部在不等式所表示平面區域內,同時在不等式所表示的平面區域內,同時又在不等式所表示的平面區域內(如圖).
所以已知三角形內部的平面區域可由不等式組表示.
說明:用不等式組可以用來平面內的一定區域,注意三角形區域內部不包括邊界線.
2 畫出表示的區域,並求所有的正整數解.
解:原不等式等價於而求正整數解則意味著,還有限制條件,即求.
依照二元一次不等式表示的平面區域,
知表示的區域如下圖:
對於的正整數解,容易求
得,在其區域內的整數解為
、、、、.
典型例題三------求最值
一、與直線的截距有關的最值問題
1.如圖1所示,已知中的三頂
點,點在內部及邊界運
動,請你**並討論以下問題:
①在點a 處有最大值 6 ,
在邊界bc處有最小值 1 ;
②在點c 處有最大值 1 ,在
點b 處有最小值
2若、滿足條件求的最大值和最小值.
分析:畫出可行域,平移直線找最優解.
解:作出約束條件所表示的平面區域,即可行域,如圖所示.
作直線,即,它表示斜率為,縱截距為的平行直線系,當它在可行域內滑動時,由圖可知,直線過點a時,取得最大值,當過點時,取得最小值.
注:可化為表示與直線平行的一組平行線,其中為截距,特別注意:斜率範圍及截距符號。即注意平移直線的傾斜度和平移方向。
變式:設x,y滿足約束條件
分別求:(1)z=6x+10y,(2)z=2x-y,(3)z=2x-y,的最大值,最小值。
二、與直線的斜率有關的最值問題
表示定點p(x0,y0)與可行域內的動點m(x,y)連線的斜率.
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,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.
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.
3.如圖1所示,已知中的三頂點,
點在內部及邊界運動,請你**並討論以下問題:
若目標函式是或,你知道其幾何意義嗎?你能否借助其幾何意義求得和?
練習1.若變數滿足約束條件的最大值和最小值分別為m和m,則m-m
a.8 b.7 c.6 d.5
2.已知滿足的約束條件當目標函式在該約束條件下取得最小值時,則a與b的關係為
3.若非負數變數滿足約束條件,則的最大值為______
4.若滿足且的最小值為,則值為( )
a.2b. cd.
5若變數 x,y滿足約束條件,則z=3x+y的最小值為 _______
6若變數滿足約束條件且的最小值為-6,則_______
7設x、y滿足約束條件,則的最大值為
課後練習
1當實數x,y滿足時,1≤ax+y≤4恆成立,則實數a的取值範圍是
2設變數,滿足約束條件則目標函式的最小值為( )
(a)2 (b)3 (c)4 (d)5
3若變數滿足約束條件且的最大值為,最小值為,則的值是( )
(a) (b) (c) (d)
4設x,y滿足約束條件:,則z=3x+2y的最大值是__
5若點(x, y)位於曲線與y=2所圍成的封閉區域則2x-y的最小值為
6.設變數x、y滿足約束條件,則目標函式z=3x-4y的最大值和最小值分別為
(a)3,-11b) -3, -11
(c)11, -3d)11,3
7.設x,y滿足
(a)有最小值2,最大值3 (b)有最小值2,無最大值
(c)有最大值3,無最小值 (d)既無最小值,也無最大值
8.若x,y滿足約束條件,目標函式僅在點(1,0)處取得最小值,則a的取值範圍是
(a) (,2b) (,2cd)
9.若實數,滿足不等式組且的最大值為9,則實數
(abc)1d)2
10.設滿足約束條件,若目標函式的最大值為8,則的最小值為________。
11.設x,y滿足約束條件,若目標函式z=ax+by(a>0,b>0)的值是最大值為12,則的最小值為
a. bcd. 4
12.設不等式組表示的平面區域為d,若指數函式y=的影象上存在區域d上的點,則a 的取值範圍是
(a)(1,3b )[2,3c ) (1,2d )[ 3, ]
13.若不等式組所表示的平面區域被直線分為面積相等的兩部分,則的值是
(a) (b) (c) (d)
線性規劃教案
課題 線性規劃在實際生活中的應用 教材 全日制普通高階中學教科書 必修 數學第二冊 上 授課教師 江西省新余市第四中學聶清平 教學目標 1 知識目標 會用線性規劃的理論和方法解決一些較簡單的實際問題 2 能力目標 培養學生觀察 分析 聯想 以及作圖的能力,滲透集合 化歸 數形結合的數學思想,培養學生...
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