3.3二元一次不等式組與簡單的線性規(guī)劃問題

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中數(shù)學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

重難點:會從實際情境中抽象出二元一次不等式組;了解二元一次不等式的幾何意義,能用平面區(qū)域表示二元一次不等式組;會從實際情境中抽象出一些簡單的二元線性規(guī)劃問題,并能加以解決.

考綱要求:①會從實際情境中抽象出二元一次不等式組.

②了解二元一次不等式的幾何意義,能用平面區(qū)域表示二元一次不等式組.

③會從實際情境中抽象出一些簡單的二元線性規(guī)劃問題,并能加以解決.

經(jīng)典例題:求不等式|x-2|+|y-2|≤2所表示的平面區(qū)域的面積.

 

 

 

當(dāng)堂練習(xí):

1.下列各點中,與點(1,2)位于直線x+y-1=0的同一側(cè)的是  (  )

    A.(0,0)            B.(-1,1)       C.(-1,3)              D.(2,-3)

2.下列各點中,位于不等式(x+2y+1)(x-y+4)<0表示的平面區(qū)域內(nèi)的是  ( 。

A.(0,0)            B.(-2,0)         C.(-1,0)           D.(2,3)

3.用不等式組表示以點(0,0)、(2,0)、(0,-2)為頂點的三角形內(nèi)部,該不等式組為_______.

4.甲、乙兩地生產(chǎn)某種產(chǎn)品,它們可調(diào)出的數(shù)量分別是300t和750t.A、B、C三地需要該種產(chǎn)品的數(shù)量分別為200t、450t、400t,甲運往A、B、C三地每1t產(chǎn)品的運費分別為6元、3元、5元,乙地運往A、B、C三地每1t產(chǎn)品的運費分別為5元、9元、6元,為使運費最低,調(diào)運方案是_______,最低運費是_______.

5.畫出不等式組表示的平面區(qū)域.

 

 

6.一個農(nóng)民有田2畝,根據(jù)他的經(jīng)驗,若種水稻,則每畝每期產(chǎn)量為400千克;若種花生,則每畝每期產(chǎn)量為100千克,但水稻成本較高,每畝每期需240元,而花生只要80元,且花生每千克可賣5元,稻米每千克只賣3元,現(xiàn)在他只能湊足400元,問這位農(nóng)民對兩種作物各種多少畝,才能得到最大利潤?

 

 

7.已知-4≤a-b≤-1,-1≤4a-b≤5,求9a-b的取值范圍.

 

 

8.給出的平面區(qū)域是△ABC內(nèi)部及邊界(如下圖),若目標(biāo)函數(shù)z=ax+y(a>0)取得最大值的最優(yōu)解有無窮多個,求a的值及z的最大值.

 

 

 

9.若把滿足二元二次不等式(組)的平面區(qū)域叫做二次平面域.

    (1)畫出9x2-16y2+144≤0對應(yīng)的二次平面域;

    (2)求x2+y2的最小值;

    (3)求的取值范圍.

 

 

參考答案:

 

經(jīng)典例題:思路分析:主要是去絕對值,可以運用分類討論思想依絕對值的定義去掉絕對值符號.也可以運用化歸、轉(zhuǎn)化思想化陌生問題為熟悉問題,化復(fù)雜問題為簡單問題.

    解法一:原不等式|x-2|+|y-2|≤2等價于

    作出以上不等式組所表示的平面區(qū)域:它是邊長為22的正方形,其面積為8.

    解法二:∵|x-2|+|y-2|≤2是|x|+|y|≤2經(jīng)過向右、向上各平移2個單位得到的,

    ∴|x-2|+|y-2|≤2表示的平面區(qū)域的面積等于|x|+|y|≤2表示的平面區(qū)域的面積,由于|x|+|y|≤2的圖象關(guān)于x軸、y軸、原點均對稱,故求得平面區(qū)域如下圖所示的面積為2,故|x|+|y|≤2的面積為4×2=8.

    ∴所求面積為8.

 

  

當(dāng)堂練習(xí):

1.C; 2.B; 3. ; 4. 甲地運往B地300t,乙地運往A地200t,運往B地150t,運往C地400t,5650元;

5. 思路分析:不等式組表示的平面區(qū)域是各個不等式所表示的平面點集的交集,因而是各個不等式所表示的平面區(qū)域的公共部分.

解:運用“直線定界,特殊點定域”的方法,先畫出直線x-y+5=0(畫成實線),如下圖,取原點(0,0),代入x-y+5.∵0-0+5=5>0,∴原點在x-y表示的平面區(qū)域內(nèi),即x-y+5≥0表示直線x-y+5=0上及右下方的點的集合,同理可得x+y≥0表示直線x+y=0上及右上方的點的集合,x≤3表示直線x=3上及左方的點的集合.

 

  

6. 思路分析:這是一個求最大利潤問題,首先根據(jù)條件設(shè)種兩種作物分別為x、y畝,根據(jù)條件列出不等式組和目標(biāo)函數(shù)畫圖,即可得到最大利潤.

    解:如下圖所示,設(shè)水稻種x畝,花生種y畝,則由題意得

而利潤P=(3×400-240)x+(5×100-80)y

=960x+420y(目標(biāo)函數(shù)),

    可聯(lián)立得交點B(1.5,0.5).

    故當(dāng)x=1.5,y=0.5時,

    Pmax=960×1.5+420×0.5=1650,

    即水稻種1.5畝,花生種0.5畝時所得到的利潤最大.

 

  

7. 思路分析:可以把a、b分別看成橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo),根據(jù)不等式組畫出可行域,然后求目標(biāo)函數(shù)9x-y的最大值和最小值.

    解:問題轉(zhuǎn)化為在約束條件下,目標(biāo)函數(shù)z=9a-b的取值范圍.

    畫出可行域如下圖所示的四邊形ABCD及其內(nèi)部.

        由,解得得點A(0,1).

當(dāng)直線9a-b=t通過與可行域的公共點A(0,1)時,

使目標(biāo)函數(shù)z=9a-b取得最小值為zmin=9×0-1=-1.

    由解得得點C(3,7).

當(dāng)直線9a-b=t通過與可行域的公共點C(3,7)時,

使目標(biāo)函數(shù)z=9a-b取得最大值為zmax=9×3-7=20.

    ∴9a-b的取值范圍是[-1,20].

 

 

8. 思路分析:本題考查逆向思維、數(shù)形結(jié)合的思想方法,利用圖形的特性和規(guī)律,解決數(shù)的問題或?qū)D形信息轉(zhuǎn)換成代數(shù)信息,削弱或清除形的推理部分,使要解決的形問題轉(zhuǎn)化為數(shù)量關(guān)系的討論.

    解:直線z=ax+y(a>0)是斜率為-a,y軸上的截距為z的直線族,從題圖可以看出,當(dāng)-a小于直線AC的斜率時,目標(biāo)函數(shù)z=ax+y(a>0)取得最大值的最優(yōu)解是(1,4);當(dāng)-a大于直線AC的斜率時,目標(biāo)函數(shù)z=ax+y(a>0)取得最大值的最優(yōu)解是(5,2);

只有當(dāng)-a等于直線AC的斜率時,目標(biāo)函數(shù)z=ax+y(a>0)取得最大值的最優(yōu)解有無窮多個,線段AC上的所有點都是最優(yōu)解.直線AC的斜率為-,所以a=時,z的最大值為×1+4=.

9. 思路分析:本題可以使用線性規(guī)劃的基本思路,像二元一次不等式所示的區(qū)域一樣,我們?nèi)匀豢梢杂谩熬定界,點定域”的方法來確定9x2-16y2+144≤0所表示的平面區(qū)域.

    解:(1)將原點坐標(biāo)代入9x2-16y2+144,其值為144>0,因此9x2-16y2+144≤0表示的平面區(qū)域如圖所示的陰影部分,即雙曲線-=1的含有焦點的區(qū)域.

     (2)設(shè)P(x,y)為該區(qū)域內(nèi)任意一點,由上圖可知,當(dāng)P與雙曲線的頂點(0,±4)重合時,|OP|取得最小值4.所以,x2+y2=|OP|2=16.

     (3)取Q(2,0),則直線PQ的斜率為k=,其直線方程為y=k(x-2),代入9x2-16y2+144=0得(9-16k2)x2+64k2x-64k2+144=0,由Δ=0得k=±,

由圖可知k≥或k≤-.

故所求的取值范圍是(-∞,- ]∪[,+∞).

 


本文來自:逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaozhong/135689.html

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