1、高考数学理科一轮复习简单的线性规划问题学案附答案高考数学(理科)一轮复习简单的线性规划问题学案附答案 学案3简单的线性规划问题导学目标: 1从实际情境中抽象出二元一次不等式组2了解二元一次不等式的几何意义,能用平面区域表示二元一次不等式组3从实际情境中抽象出一些简单的二元线性规划问题,并能加以解决自主梳理 1二元一次不等式(组)表示的平面区域(1)判断不等式AxB>0所表示的平面区域,可在直线AxB0的某一侧的半平面内选取一个特殊点,如选原点或坐标轴上的点验证AxB的正负当0时,常选用_对于任意的二元一次不等式AxB>0(或<0),无论B为正值还是负值,我们都可以把项的系数变
2、形为正数,当B>0时,AxB>0表示直线AxB0_的区域;AxB<0表示直线AxB0_的区域(2)画不等式AxB>0表示的平面区域时,其边界直线应为虚线;画不等式AxB0表示的平面区域时,边界直线应为实线画二元一次不等式表示的平面区域,常用的方法是:直线定“界”、原点定“域”2线性规划的有关概念(1)线性约束条由条列出一次不等式(或方程)组(2)线性目标函数由条列出一次函数表达式(3)线性规划问题:求线性目标函数在约束条下的最大值或最小值问题(4)可行解:满足_的解(x,)()可行域:所有_组成的集合(6)最优解:使_取得最大值或最小值的可行解3利用线性规划求最值,一般
3、用图解法求解,其步骤是:(1)在平面直角坐标系内作出可行域(2)作出目标函数的等值线(3)确定最优解:在可行域内平行移动目标函数等值线,从而确定_自我检测 1(2011•北京东城1月检测)在平面直角坐标系中,若点(2,t)在直线x240的上方,则t的取值范围是()A(,1) B(1,)(1,) D(0,1)2不等式(x21)(x3)0在坐标平面内表示的区域(用阴影部分表示)应是()3(2010•重庆)设变量x,满足约束条x0,x0,2x20,则z3x2的最大值为()A0 B2 4 D64(2010•浙江)若实数x,满足不等式组x330,2x30,x10,且x
4、的最大值为9,则实数等于()A2 B1 1 D2(2010•天津河西高三期中)已知实数x,满足x2,x2,03,则z2x的最大值为_ 探究点一不等式组表示的平面区域例1 画出不等式组x0,x0,x3表示的平面区域,并回答下列问题:(1)指出x,的取值范围;(2)平面区域内有多少个整点? 变式迁移1(2011•安庆模拟)在平面直角坐标系中,有两个区域、N,是由三个不等式0,x和2x确定的;N是随t变化的区域,它由不等式txt1 (0t1)所确定设、N的公共部分的面积为f(t),则f(t)等于()A2t22t B12(t2)2112t2 Dt2t12探究点二求目标函数的最值
5、例2 (2010•天津)设变量x,满足约束条x3,x1,1,则目标函数z4x2的最大值为()A12 B10 8 D2变式迁移2(2010•东)设变量x,满足约束条x20,x100,x80,则目标函数z3x4的最大值和最小值分别为()A3,11 B3,1111,3 D11,3探究点三线性规划的实际应用例3 某公司计划2010年在甲、乙两个电视台做总时间不超过300分钟的广告,广告总费用不超过9万元甲、乙电视台的广告收费标准分别为00元/分和200元/分假定甲、乙两个电视台为该公司所做的每分钟广告能给公司带的收益分别为03万元和02万元问:该公司如何分配在甲、乙两个电视台的
6、广告时间,才能使公司的收益最大,最大收益是多少万元?变式迁移3(2010•四川)某加工厂用某原料由甲车间加工出A产品,由乙车间加工出B产品,甲车间加工一箱原料需耗费工时10小时,可加工出7千克A产品,每千克A产品获利40元,乙车间加工一箱原料需耗费工时6小时,可加工出4千克B产品,每千克B产品获利0元甲、乙两车间每天共能完成至多70箱原料的加工,每天甲、乙两车间耗费工时总和不得超过480小时,甲、乙两车间每天总获利最大的生产计划为()A甲车间加工原料10箱,乙车间加工原料60箱B甲车间加工原料1箱,乙车间加工原料箱甲车间加工原料18箱,乙车间加工原料0箱D甲车间加工原料40箱,乙车
7、间加工原料30箱数形结合思想的应用例 (12分)变量x、满足x430,3x20,x1,(1)设z4x3,求z的最大值;(2)设zx,求z的最小值;(3)设zx22,求z的取值范围【答题模板】解由约束条x430,3x20,x1作出(x,)的可行域如图所示由x13x20,解得A1,22由x1x430,解得(1,1)由x4303x20,解得B(,2)4分(1)由z4x3,得43xz3当直线43xz3过点B时,z3最小,z最大zax432146分(2)zx0x0,z的值即是可行域中的点与原点连线的斜率观察图形可知zinB29分(3)zx22的几何意义是可行域上的点到原点的距离的平方结合图形可知,可行域
8、上的点到原点的距离中,din|2,dax|B|292z2912分【突破思维障碍】1求解目标函数不是直线形式的最值的思维程序是:画出可行域明确目标函数z的几何意义结合图形找最优解求目标函数的最值2常见代数式的几何意义主要有以下几点:(1)x22表示点(x,)与原点(0,0)的距离;xa2b2表示点(x,)与点(a,b)的距离(2)x表示点(x,)与原点(0,0)连线的斜率;bxa表示点(x,)与点(a,b)连线的斜率这些代数式的几何意义能使所求问题得以转化,往往是解决问题的关键【易错点剖析】本题会出现对(2)(3)无从下手的情况,原
9、因是学生没有数形结合思想的应用意识,不知道从目标函数表示的几何意义入手解题1在直角坐标系x内,已知直线l:AxB0与点P(x0,0),若Ax0B0>0,则点P在直线l上方,若Ax0B0<0,则点P在直线l下方2在直线l:AxB0外任意取两点P(x1,1)、Q(x2,2),若P、Q在直线l的同一侧,则Ax1B1与Ax2B2同号;若P、Q在直线l异侧,则Ax1B1与Ax2B2异号,这个规律可概括为“同侧同号,异侧异号”3线性规划解决实际问题的步骤:分析并将已知数据列出表格;确定线性约束条;确定线性目标函数;画出可行域;利用线性目标函数(直线)求出最优解;实际问题需要整数解时,应适当调整
10、,以确定最优解 (满分:7分)一、选择题(每小题分,共2分)1(2011•龙岩月考)下面给出的四个点中,位于x1<0,x1>0表示的平面区域内的点是()A(0,2) B(2,0)(0,2) D(2,0)2在平面直角坐标系x中,已知平面区域A(x,)|x1,且x0,0,则平面区域B(x,x)|(x,)A的面积为()A2 B1 12 D143(2011•广东)已知平面直角坐标系x上的区域D由不等式组0x2,2,x2给定,若(x,)为D上的动点,点A的坐标为(2,1),则z•A的最大值为()A42 B324 D34(2011•安徽)设变量x
11、,满足|x|1,则x2的最大值和最小值分别为()A1,1 B2,21,2 D2,1(2011•四川)某运输公司有12名驾驶员和19名工人,有8辆载重量为10吨的甲型卡车和7辆载重量为6吨的乙型卡车某天需送往A地至少72吨的货物,派用的每辆车需满载且只运送一次,派用的每辆甲型卡车需配2名工人,运送一次可得利润40元;派用的每辆乙型卡车需配1名工人,运送一次可得利润30元该公司合理计划当天派用两类卡车的车辆数,可得最大利润z等于()A4 60元 B4 700元4 900元 D 000元二、填空题(每小题4分,共12分)6(2010•北京改编)设不等式组x110,3x30,x
12、390表示的平面区域为D若指数函数ax的图象上存在区域D上的点,则a的取值范围是_7(2011•长沙一中月考)已知实数x、同时满足以下三个条:x20;x1;x70,则x的取值范围是_8(2011•湖南师大月考)设不等式组2x60,x30,2表示的平面区域为,若函数(x1)1的图象经过区域,则实数的取值范围是_三、解答题(共38分)9(12分)(2010•广东)某营养师要为某个儿童预订午餐和晚餐已知一个单位的午餐含12个单位的碳水化合物,6个单位的蛋白质和6个单位的维生素;一个单位的晚餐含8个单位的碳水化合物,6个单位的蛋白质和10个单位的维生素另外,该儿童这
13、两餐需要的营养中至少含64个单位的碳水化合物,42个单位的蛋白质和4个单位的维生素如果一个单位的午餐、晚餐的费用分别是2元和4元,那么要满足上述的营养要求,并且花费最少,应当为该儿童分别预订多少个单位的午餐和晚餐?10(12分)已知x20,x40,2x0,求:(1)zx24的最大值;(2)zx22102的最小值;(3)z21x1的范围 11(14分)(2011•杭州调研)预算用2 000元购买单为0元的桌子和20元的椅子,希望使桌子和椅子的总数尽可能的多,但椅子数不少于桌子数,且不多于桌子数的1倍,问桌子、椅子各买多少才行? 学案3简单的线性规划问题自主梳理1(1)原点(0,0)上方下方2(4)线性约束条()可行解(6)目标函数3(3)最优解自我检测1B2347堂活动区例1 解题导引在封闭区域内找整点数目时,若数目较小时,可画网格逐一数出;若数目较大,则可分x逐条分段统计解(1)不等式x0表示直线x0上及右下方的点的集合x0表示直线x0上及右上方的点的集合,x3表示直线x3上及左方的点的集合所以,不等式组x0,x0,x3表示的平面区域如图所示结合图中可行域得x2,3,3,8(2)由图形及不等式组知xx,2x3,且xZ当
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