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1、简单的线性规划一.考纲要求:了解用二元一次不等式表示平面区域及简单的线性规划二.重点、难点:1.用二元一次不等式表示平面区域2.准确理解:(线性)约束条件,(线性)目标函数,可行解,可行域,最优解三.近年考点分析:简单线性规划考法相对稳定,主要是以填选题为主,08年开始在大题中有所体现。其考查方式主要集中在以下几个方面:根据约束条件:①求最值;②求面积;③求值域;④求整数解;⑤求参数;⑥简单运用。四.知识点回顾:1.二元一次不等式表示平面区域在平面直角坐标系中,已知直线Ax+By+C=0,坐标平面
2、内的点P(x0,y0).B>0时,①Ax0+By0+C>0,则点P(x0,y0)在直线的上方;②Ax0+By0+C<0,则点P(x0,y0)在直线的下方.对于任意的二元一次不等式Ax+By+C>0(或<0),无论B为正值还是负值,我们都可以把y项的系数变形为正数.当B>0时,①Ax+By+C>0表示直线Ax+By+C=0上方的区域;②Ax+By+C<0表示直线Ax+By+C=0下方的区域.2.线性规划:(1)约束条件、线性约束条件:变量x、y满足的一组条件叫做对变量x、y的约束条件,若约束条件都是
3、关于x、y的一次不等式,则约束条件又称为线性的约束条件。(2)目标函数、线性目标函数:欲达到最大值或最小值所涉及的变量x、y的解析式,叫做目标函数。若解析式是x、y的一次解析式,则目标函数又称线性目标函数。(3)线性规划:求线性目标函数在线性约束条件下的最大值或最小值的问题,统称为线性规划问题。(4)可行域:满足线性约束条件的解(x、y)叫做可行解,由所有可行解组成的集合叫做可行域。(5)最优解:分别使目标函数取得最大值和最小值的解,叫做这个问题的最优解。3.线性规划问题一般用图解法,其步骤如下:
4、(1)根据题意,设出变量x、y;(2)找出线性约束条件;(3)确定线性目标函数z=f(x,y);(4)画出可行域(即各约束条件所示区域的公共区域);(5)利用线性目标函数作平行直线系f(x,y)=t(t为参数);第9页共9页(6)观察图形,找到直线f(x,y)=t在可行域上使t取得欲求最值的位置,以确定最优解,给出答案.y0x五.考点演练:1.例1:已知x,y满足约束条件(1)求x-2y的最值;解:设Z=x-2y,则y=,易知直线过点(1,1)时Z有最大值-1,过点(1,3)时Z有最小值-5.引申
5、:求的最大值(答案:3)(2)求x2+y2的最值;max=10,minx=2图1解:Z=x2+y2表示区域内的点到点O(0,0)的距离的平方,显然Zmax=(1-0)2+(3-0)2=10,Zmin=(1-0)2+(1-0)2=2.引申:①求(x+1)2+(y-2)2-3的最小值;(答案:1)②求点(2,-1)到平面区域的最小距离。(答案:)(3)求的取值范围;解:Z=表示过原点和区域内的点的直线的斜率的范围。Z[1,3]引申:求的取值范围。(提示:Z=,则Z[3,5])(4)求平面区域的面积;解
6、:S=(3-1)×1=1引申1:已知函数,且,的导函数,函数的图象如图2所示.第9页共9页则平面区域所围成的面积是()A.2B.4C.5D.8解析:考查函数与导函数的关系,函数单调性及线性规划等知识。答案:BAxDyCOy=kx+B引申2:(09安徽)若不等式组所表示的平面区域被直线分为面积相等的两部分,则的值是()(A)(B)(C)(D)解析:不等式表示的平面区域如图所示阴影部分△ABC由得A(1,1),又B(0,4),C(0,)∴△ABC=,设与的交点为D,则由知,∴∴选A。(1)求平面区域内
7、的整点个数;4解:平面区域内的整点有(1,1),(1,2),(1,3),(2,2),共4个点.(2)当a>—1时,求函数f(x,y)=y-ax的最值;解:当-11时,过点(1,3)时fmax=3-a,过点(2,2)时fmin=2-2a(7).若在区域内有无数个点(x,y)可使Z=x+my取得最大值,则m=解:据题意,目标函数所表示的直线应与区域的边界重合,故m=±1.(8)若点(a,b)在以上平面区域内,则点(2a
8、-b,a+3b)到原点的最小距离是。解:∵点(a,b),∴,令第9页共9页∴从而转化为常规解法。例2:线形规划思想的运用在一个居民小区内设计一个边长为5米的菱形喷水池,规划者要求:菱形的一条对角线长不大于6米,另一条对角线长不小于6米。试问该菱形喷水池的两条对角线的长度之和的最大值为多少米?解:设两对角线的长度分别为a,b,则a,b应满足约束条件:求a+b的最大值。由线性规划知识易得a+b的最大值为14米。例3:(2007年湖南卷·理14题)设集合,则(1)的取值范围是;(2)若,